Les mécanismes moléculaires de résistance des cellules de mélanome à l’attaque des lymphocytes T

Les mécanismes moléculaires de résistance des cellules de mélanome à l’attaque des lymphocytes T cytotoxiques à la synapse immunologique

Les lymphocytes T cytotoxiques (CTL) jouent un rôle essentiel dans la réponse immunitaire contre les cellules tumorales. Ils induisent l’apoptose de leurs cellules cibles par la sécrétion de granules lytiques dans une zone spécialisée appelée synapse immunologique (SI). Cette capacité lytique place les CTL au cœur de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à améliorer la réponse immunitaire des patients contre les cellules tumorales. Ces stratégies sont prometteuses mais nécessitent encore des améliorations pour être bénéfiques à un plus grand nombre de patients et pour limiter les effets secondaires. Nous avons émis l’hypothèse que l’efficacité limitée des CTL contre les tumeurs est le résultat d’un déséquilibre entre leur capacité à tuer et des mécanismes de résistance à cette attaque, intrinsèque aux cellules tumorales. Pour étudier cette hypothèse, l’équipe s’est concentrée sur les mécanismes moléculaires déclenchés à la SI formée par les CTL et les cellules de mélanome. Cet axe de recherche a conduit à la mise en évidence de la résistance des cellules de mélanome à l’attaque des CTL par un nouveau mécanisme de défense qui passe par la sécrétion de leurs lysosomes, entraînant une dégradation de la perforin à la synapse lytique (SL). Mon projet visait à comprendre la cinétique de réponse et les mécanismes moléculaires impliqués dans cette défense synaptique. Tout d’abord, par une approche de cytométrie en flux, nous avons pu démontrer que la formation de pores par la perforine déclenche des mécanismes de réparation membranaire dans les cellules de mélanome. Puis par une approche de microscopie en temps réel, nous avons observé que ces mécanismes sont localisés dans la zone de contact avec les CTL. Nous nous sommes ensuite intéressés au signal permettant aux cellules de mélanome de détecter l’attaque du CTL, nous avons pu mettre en évidence, par vidéomicroscopie ultra-rapide, la formation de gradients de Ca2+ qui démarrent à la SL, au cours des premières minutes de contact avec le CTL par les pores formés par la perforine à la membrane plasmique. Nous nous sommes donc intéressés à l’étude de la cinétique et de la localisation de l’exposition des lysosomes par les cellules de mélanome durant ces premières minutes. Pour cela, nous avons exprimé dans des cellules 8 de mélanome le marqueur de lysosome CD107a couplé à une protéine fluorescente sensible au pH. Ces expériences permettant de visualiser en temps réel l’exposition lysosomale à la membrane plasmique ont montré que dès les premières minutes de contact, les cellules de mélanome sont capables d’exposer rapidement leurs lysosomes à la SL, avant même la polarisation complète de la machinerie lytique du CTL. Enfin, nous avons pu mettre en évidence que l’altération de la signalisation calcique par traitement pharmacologique ou par la diminution de l’expression de la synaptotagmine VII (une protéine SNARE Ca2+ dépendante) augmente la sensibilité des cellules de mélanome à l’attaque des CTL. L’ensemble de ces résultats démontrent que les cellules de mélanome utilisent des mécanismes de réparation membranaire pour se défendre rapidement de l’attaque des CTL. Ils mettent également en évidence un rôle protecteur inattendu de la signalisation calcique dans les cellules tumorales. Enfin, cette étude révèle une nouvelle implication de la sécrétion lysosomale dans la résistance des tumeurs à la surveillance immunitaire. Interférer avec la résistance synaptique des cellules de mélanome pourrait ainsi être une stratégie complémentaire aux stratégies thérapeutiques actuelles visant à potentialiser l’activité du CTL afin d’améliorer leur efficacité.  

 L’interaction LT-CPA

 L’interaction des membranes plasmiques de deux cellules forme une structure spécialisée appelée synapse permettant la transmission d’un signal. Initialement, ce terme a été utilisé pour décrire l’interaction de deux neurones entre eux ou avec d’autres types cellulaires tels que les cellules musculaires. Il a été par la suite découvert que les cellules immunitaires sont également capables de former des synapses (Norcross, 1984). Plus transitoire que les synapses neuronales, elles sont tout aussi structurées et essentielles à l’activation cellulaire (Dustin and Colman, 2002). Les cellules immunitaires les plus connues pour former des synapses immunologiques (SI) sont les cellules présentatrices d’antigènes (CPA), les lymphocytes T (LT), les lymphocytes B (LB) et les cellules NK (Figure I.1).La SI permet l’activation de cellules essentielles au déroulement d’une réponse immunitaire efficace. En effet, le système immunitaire est un système très complexe basé sur la mise en place d’un réseau de communication entre des organes (les organes lymphoïdes), des cellules (les cellules hématopoïétiques) (Figure I.2) et des facteurs solubles (les chimiokines et les cytokines). La SI se trouve être une structure essentielle à la communication de ce réseau. Le premier rôle qui fut attribué à la SI est la communication entre les deux axes principaux du système immunitaire : l’immunité innée et l’immunité adaptative. La SI formée par la cellule dendritique (DC), une cellule présentatrice d’antigènes et les LT, cellule du système immunitaire adaptatif, constitue une étape clé à la mise en place d’une réponse immunitaire efficace.  

L’immunité innée

L’immunité innée constitue une première ligne de défense présente en tout point de l’organisme. Cette immunité est qualifiée de naturelle ou non spécifique car elle utilise des 14 mécanismes de reconnaissance du soi et du non soi qui ne s’adaptent pas aux microorganismes au cours de l’interaction avec ces derniers. Cette reconnaissance est basée sur des motifs communs à plusieurs pathogènes. Elle fait intervenir un grand nombre de cellules telles que des cellules inflammatoires résidentes (les DC, les mastocytes, les macrophages), et les cellules inflammatoires circulantes (les granulocytes neutrophiles, les granulocytes basophiles et les granulocytes éosinophiles). L’immunité adaptative L’immunité adaptative est définie par sa spécificité pour un antigène donné. Cette immunité nécessite plus de temps pour se mettre en place (5 à 8 jours après la première rencontre avec l’antigène) mais constitue une seconde ligne de défense essentielle car elle permet une élimination efficace et spécifique des cellules infectées ou tumorales. La seconde caractéristique majeure de l’immunité adaptativeest la création d’une mémoire cellulaire permettant lors d’une deuxième rencontre avec l’antigène, une réponse plus rapide et plus efficace. La réponse immunitaire adaptative est définie par deux composantes principales : une réponse cellulaire, basée sur l’action des LT qui cordonnent l’action des cellules immunitaires et détruisent les cellules infectées ou tumorales, et la réponse humorale, basée sur la production d’immunoglobulines par les LB. Il est important de noter que le système immunitaire initialement catégorisé en 2 types, inné et adaptatif, très brièvement décrit ci-dessus, a conduit aujourd’hui vers la mise en évidence d’une interdépendance de ces 2 systèmes. Il semble ainsi impossible de les considérer comme 2 entités séparées. Ces 2 types d’immunité interagissent finement et mutuellement pour fournir des informations et assistance l’une à l’autre.