Caractérisation moléculaire et fonctionnelle des lymphocytes T CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs pulmonaires humaines

Today Immunotherapy is clearly an alternative choice in the treatment of cancers. Its main objective is to enhance the cytotoxic immune response against tumor cells while preserving normal cells. We have previously demonstrated that there is an antitumor immune response in the Non-Small-Cell lung carcinoma (NSCLC) and cytotoxic T lymphocytes (CTL) contribute to NSCLC tumor regression. We further showed that the CD103 integrin interaction (oftenly expressed on tumor infiltrating lymphocytes (TIL)) with its ligand, the epithelial cell marker E-Cadherin, expressed at the surface of tumor cells, is necessary for the polarization and exocytosis of TIL cytotoxic granules and to trigger the lysis of the tumor target cells. The main purpose of my thesis project is to determine the actual role/ contribution of CD8+/CD103+ T lymphocytes (infiltrating the epithelial tumors) in the regulation of antitumor CTL response and to study the role of CD103 in the regulation of their in situ effector functions. Firstly, TIL infiltrating human NSCLC were characterized at transcriptional and phenotypic level. My results show that CD8+/CD103+ T lymphocytes have a molecular signature characteristic of memory T cells resident in tissues (MRT), with expression of CD69 receptors and CD45RO. My results also showed that this cell population co-Expresses the inhibitory receptors, PD-1 and Tim-3.In a second step, I studied the functionality of CD8+/CD103+ TIL and the role of CD103 in the regulation of anti-Tumor cytotoxic activity. My results have first indicated that CD103+ TIL are more sensitive to activation induced cell death (AICD) than TIL-CD103- and CD103+ TIL express granzyme B and CD107a after specific activation. Furthermore, CD103+ TIL are able to exert a specific cytotoxic activity against autologous tumor cells following the neutralization of PD-1- PD-L1 interaction, and that of anti-CD103 antibody inhibits this blocking function. After, I analyzed the impact of the expression of CD103 on the surface of TIL on the survival of patients with NSCLC stage 1. My results revealed that this integrin promotes the infiltration of TIL in epithelial tumor regions and a strong expression of CD103 on TIL correlates with improved patient survival. Finally, I examined the role of CD103 in this function and the antitumor immune response in vivo. My preliminary results showed a tumor growth delay of LL2 tumors transfected with E-Cadherin and CCL5 grafted in CD103-WT mice. Furthermore inhibition of growth correlates with a higher tumor infiltrating with CD8+/CD103+ T lymphocytes. These results suggest an important role of the coexpression of CCL5 and E-Cadherin by the tumor in the recruitment and retention of CTL at the tumor site. The whole work supports the role of CD103 in regulating the CD8 T cells-Mediated immune response in epithelial tumors and the usefulness of anti-PD-1 neutralizing and anti-Tim-3 for reversing the depletion of this lymphocyte population CD8+ / CD103+.L’immunothérapie se présente aujourd’hui comme une alternative de choix dans le traitement des cancers. Son objectif est d’amplifier la réponse immunitaire contre les cellules tumorales tout en préservant les cellules normales. Les travaux antérieurs de mon équipe ont démontré qu'une réponse immunitaire antitumorale a lieu dans les carcinomes bronchiques non à petites cellules (CBNPC) et que des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) spécifiques peuvent contribuer à la régression de la tumeur. Les travaux de mon équipe ont démontré aussi que l’interaction de l’intégrine CD103, souvent exprimée sur les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL), avec son ligand, le marqueur des cellules épithéliales E-Cadhérine, à la surface des cellules tumorales, est nécessaire à la polarisation des granules cytotoxiques et leur exocytose pour déclencher la lyse de la cellule cible. L’objectif principal de mon projet de thèse est de déterminer la contribution réelle des lymphocytes T CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs épithéliales dans la réponse CTL antitumorale et le rôle de CD103 dans la régulation de leurs fonctions effectrices in situ. Dans un premier temps, j’ai caractérisé, sur le plan transcriptionel et phénotypique, les TIL de CBNPC humains. Mes résultats ont montré que les lymphocytes T CD8+/CD103+ présentent une signature moléculaire caractéristique des cellules T mémoires résidentes dans les tissues (TRM), avec une expression des récepteurs CD69 et CD45RO. Mes résultats ont montré aussi que cette population lymphocytaire co-Exprime les récepteurs inhibiteurs PD-1 et Tim-3. Dans un deuxième temps, j’ai étudié la fonctionnalité des TIL CD8+/CD103+ et le rôle de CD103 dans leur activité cytotoxique anti-Tumorale. Mes résultats ont d’abord indiqué que les lymphocytes T CD103+ sont plus sensibles à la mort cellulaire induite par activation (AICD) que les TIL CD103-, et qu’ils expriment le granzyme B et CD107a suite à une activation spécifique. De plus, ils sont capables d’exercer une activité cytotoxique spécifique à l’encontre des cellules tumorales autologues suite à la neutralisation de l’interaction de PD-1 avec son PD-L1, et que des anticorps anti-CD103 bloquants inhibe cette fonction. Ensuite, j’ai analysé l’impact de l’expression de CD103 à la surface des TIL sur la survie de patients atteints de CBNPC de stade 1. Mes résultats ont révélé que cette intégrine favorise l’infiltration des TIL dans les régions tumorales épithéliales et qu’une forte expression de CD103 sur les TIL corrèle avec une amélioration de la survie des patients. Enfin, J’ai examiné le rôle de CD103 dans cette fonction et dans la réponse immunitaire antitumorale in vivo. Mes résultats préliminaires ont montré une croissance tumorale retardée des tumeurs LL2 transfectées avec l’E-Cadhérine et CCL5 greffées dans les souris CD103-WT. De plus l’inhibition de cette croissance corrèle avec une infiltration plus importante des tumeurs avec des lymphocytes T CD8+/CD103+. Ces résultats suggèrent un rôle important de la coexpression de CCL5 et d’E-Cadhérine par la tumeur dans le recrutement et la rétention des CTL au site tumoral. L’ensemble de ces travaux est en faveur du rôle important de CD103 dans la régulation de l’immunité T CD8 dans les tumeurs épithéliales et de l’utilité des anticorps neutralisants anti-PD-1 et anti-Tim-3 pour inverser l'épuisement de cette population lymphocytaires CD8+/CD103+

Molecular and Functional Characterization of CD8+/CD103+T Lymphocytes Infiltrating Human Lung Cancer

L’immunothérapie se présente aujourd’hui comme une alternative de choix dans le traitement des cancers. Son objectif est d’amplifier la réponse immunitaire contre les cellules tumorales tout en préservant les cellules normales. Les travaux antérieurs de mon équipe ont démontré qu'une réponse immunitaire antitumorale a lieu dans les carcinomes bronchiques non à petites cellules (CBNPC) et que des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) spécifiques peuvent contribuer à la régression de la tumeur. Les travaux de mon équipe ont démontré aussi que l’interaction de l’intégrine CD103, souvent exprimée sur les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL), avec son ligand, le marqueur des cellules épithéliales E-Cadhérine, à la surface des cellules tumorales, est nécessaire à la polarisation des granules cytotoxiques et leur exocytose pour déclencher la lyse de la cellule cible. L’objectif principal de mon projet de thèse est de déterminer la contribution réelle des lymphocytes T CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs épithéliales dans la réponse CTL antitumorale et le rôle de CD103 dans la régulation de leurs fonctions effectrices in situ. Dans un premier temps, j’ai caractérisé, sur le plan transcriptionel et phénotypique, les TIL de CBNPC humains. Mes résultats ont montré que les lymphocytes T CD8+/CD103+ présentent une signature moléculaire caractéristique des cellules T mémoires résidentes dans les tissues (TRM), avec une expression des récepteurs CD69 et CD45RO. Mes résultats ont montré aussi que cette population lymphocytaire co-Exprime les récepteurs inhibiteurs PD-1 et Tim-3. Dans un deuxième temps, j’ai étudié la fonctionnalité des TIL CD8+/CD103+ et le rôle de CD103 dans leur activité cytotoxique anti-Tumorale. Mes résultats ont d’abord indiqué que les lymphocytes T CD103+ sont plus sensibles à la mort cellulaire induite par activation (AICD) que les TIL CD103-, et qu’ils expriment le granzyme B et CD107a suite à une activation spécifique. De plus, ils sont capables d’exercer une activité cytotoxique spécifique à l’encontre des cellules tumorales autologues suite à la neutralisation de l’interaction de PD-1 avec son PD-L1, et que des anticorps anti-CD103 bloquants inhibe cette fonction. Ensuite, j’ai analysé l’impact de l’expression de CD103 à la surface des TIL sur la survie de patients atteints de CBNPC de stade 1. Mes résultats ont révélé que cette intégrine favorise l’infiltration des TIL dans les régions tumorales épithéliales et qu’une forte expression de CD103 sur les TIL corrèle avec une amélioration de la survie des patients. Enfin, J’ai examiné le rôle de CD103 dans cette fonction et dans la réponse immunitaire antitumorale in vivo. Mes résultats préliminaires ont montré une croissance tumorale retardée des tumeurs LL2 transfectées avec l’E-Cadhérine et CCL5 greffées dans les souris CD103-WT. De plus l’inhibition de cette croissance corrèle avec une infiltration plus importante des tumeurs avec des lymphocytes T CD8+/CD103+. Ces résultats suggèrent un rôle important de la coexpression de CCL5 et d’E-Cadhérine par la tumeur dans le recrutement et la rétention des CTL au site tumoral. L’ensemble de ces travaux est en faveur du rôle important de CD103 dans la régulation de l’immunité T CD8 dans les tumeurs épithéliales et de l’utilité des anticorps neutralisants anti-PD-1 et anti-Tim-3 pour inverser l'épuisement de cette population lymphocytaires CD8+/CD103+.Today Immunotherapy is clearly an alternative choice in the treatment of cancers. Its main objective is to enhance the cytotoxic immune response against tumor cells while preserving normal cells. We have previously demonstrated that there is an antitumor immune response in the Non-Small-Cell lung carcinoma (NSCLC) and cytotoxic T lymphocytes (CTL) contribute to NSCLC tumor regression. We further showed that the CD103 integrin interaction (oftenly expressed on tumor infiltrating lymphocytes (TIL)) with its ligand, the epithelial cell marker E-Cadherin, expressed at the surface of tumor cells, is necessary for the polarization and exocytosis of TIL cytotoxic granules and to trigger the lysis of the tumor target cells. The main purpose of my thesis project is to determine the actual role/ contribution of CD8+/CD103+ T lymphocytes (infiltrating the epithelial tumors) in the regulation of antitumor CTL response and to study the role of CD103 in the regulation of their in situ effector functions. Firstly, TIL infiltrating human NSCLC were characterized at transcriptional and phenotypic level. My results show that CD8+/CD103+ T lymphocytes have a molecular signature characteristic of memory T cells resident in tissues (MRT), with expression of CD69 receptors and CD45RO. My results also showed that this cell population co-Expresses the inhibitory receptors, PD-1 and Tim-3.In a second step, I studied the functionality of CD8+/CD103+ TIL and the role of CD103 in the regulation of anti-Tumor cytotoxic activity. My results have first indicated that CD103+ TIL are more sensitive to activation induced cell death (AICD) than TIL-CD103- and CD103+ TIL express granzyme B and CD107a after specific activation. Furthermore, CD103+ TIL are able to exert a specific cytotoxic activity against autologous tumor cells following the neutralization of PD-1- PD-L1 interaction, and that of anti-CD103 antibody inhibits this blocking function. After, I analyzed the impact of the expression of CD103 on the surface of TIL on the survival of patients with NSCLC stage 1. My results revealed that this integrin promotes the infiltration of TIL in epithelial tumor regions and a strong expression of CD103 on TIL correlates with improved patient survival. Finally, I examined the role of CD103 in this function and the antitumor immune response in vivo. My preliminary results showed a tumor growth delay of LL2 tumors transfected with E-Cadherin and CCL5 grafted in CD103-WT mice. Furthermore inhibition of growth correlates with a higher tumor infiltrating with CD8+/CD103+ T lymphocytes. These results suggest an important role of the coexpression of CCL5 and E-Cadherin by the tumor in the recruitment and retention of CTL at the tumor site. The whole work supports the role of CD103 in regulating the CD8 T cells-Mediated immune response in epithelial tumors and the usefulness of anti-PD-1 neutralizing and anti-Tim-3 for reversing the depletion of this lymphocyte population CD8+ / CD103+

Caractérisation moléculaire et fonctionnelle des lymphocytes T CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs pulmonaires humaines

Today Immunotherapy is clearly an alternative choice in the treatment of cancers. Its main objective is to enhance the cytotoxic immune response against tumor cells while preserving normal cells. We have previously demonstrated that there is an antitumor immune response in the Non-Small-Cell lung carcinoma (NSCLC) and cytotoxic T lymphocytes (CTL) contribute to NSCLC tumor regression. We further showed that the CD103 integrin interaction (oftenly expressed on tumor infiltrating lymphocytes (TIL)) with its ligand, the epithelial cell marker E-Cadherin, expressed at the surface of tumor cells, is necessary for the polarization and exocytosis of TIL cytotoxic granules and to trigger the lysis of the tumor target cells. The main purpose of my thesis project is to determine the actual role/ contribution of CD8+/CD103+ T lymphocytes (infiltrating the epithelial tumors) in the regulation of antitumor CTL response and to study the role of CD103 in the regulation of their in situ effector functions. Firstly, TIL infiltrating human NSCLC were characterized at transcriptional and phenotypic level. My results show that CD8+/CD103+ T lymphocytes have a molecular signature characteristic of memory T cells resident in tissues (MRT), with expression of CD69 receptors and CD45RO. My results also showed that this cell population co-Expresses the inhibitory receptors, PD-1 and Tim-3.In a second step, I studied the functionality of CD8+/CD103+ TIL and the role of CD103 in the regulation of anti-Tumor cytotoxic activity. My results have first indicated that CD103+ TIL are more sensitive to activation induced cell death (AICD) than TIL-CD103- and CD103+ TIL express granzyme B and CD107a after specific activation. Furthermore, CD103+ TIL are able to exert a specific cytotoxic activity against autologous tumor cells following the neutralization of PD-1- PD-L1 interaction, and that of anti-CD103 antibody inhibits this blocking function. After, I analyzed the impact of the expression of CD103 on the surface of TIL on the survival of patients with NSCLC stage 1. My results revealed that this integrin promotes the infiltration of TIL in epithelial tumor regions and a strong expression of CD103 on TIL correlates with improved patient survival. Finally, I examined the role of CD103 in this function and the antitumor immune response in vivo. My preliminary results showed a tumor growth delay of LL2 tumors transfected with E-Cadherin and CCL5 grafted in CD103-WT mice. Furthermore inhibition of growth correlates with a higher tumor infiltrating with CD8+/CD103+ T lymphocytes. These results suggest an important role of the coexpression of CCL5 and E-Cadherin by the tumor in the recruitment and retention of CTL at the tumor site. The whole work supports the role of CD103 in regulating the CD8 T cells-Mediated immune response in epithelial tumors and the usefulness of anti-PD-1 neutralizing and anti-Tim-3 for reversing the depletion of this lymphocyte population CD8+ / CD103+.L’immunothérapie se présente aujourd’hui comme une alternative de choix dans le traitement des cancers. Son objectif est d’amplifier la réponse immunitaire contre les cellules tumorales tout en préservant les cellules normales. Les travaux antérieurs de mon équipe ont démontré qu'une réponse immunitaire antitumorale a lieu dans les carcinomes bronchiques non à petites cellules (CBNPC) et que des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) spécifiques peuvent contribuer à la régression de la tumeur. Les travaux de mon équipe ont démontré aussi que l’interaction de l’intégrine CD103, souvent exprimée sur les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL), avec son ligand, le marqueur des cellules épithéliales E-Cadhérine, à la surface des cellules tumorales, est nécessaire à la polarisation des granules cytotoxiques et leur exocytose pour déclencher la lyse de la cellule cible. L’objectif principal de mon projet de thèse est de déterminer la contribution réelle des lymphocytes T CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs épithéliales dans la réponse CTL antitumorale et le rôle de CD103 dans la régulation de leurs fonctions effectrices in situ. Dans un premier temps, j’ai caractérisé, sur le plan transcriptionel et phénotypique, les TIL de CBNPC humains. Mes résultats ont montré que les lymphocytes T CD8+/CD103+ présentent une signature moléculaire caractéristique des cellules T mémoires résidentes dans les tissues (TRM), avec une expression des récepteurs CD69 et CD45RO. Mes résultats ont montré aussi que cette population lymphocytaire co-Exprime les récepteurs inhibiteurs PD-1 et Tim-3. Dans un deuxième temps, j’ai étudié la fonctionnalité des TIL CD8+/CD103+ et le rôle de CD103 dans leur activité cytotoxique anti-Tumorale. Mes résultats ont d’abord indiqué que les lymphocytes T CD103+ sont plus sensibles à la mort cellulaire induite par activation (AICD) que les TIL CD103-, et qu’ils expriment le granzyme B et CD107a suite à une activation spécifique. De plus, ils sont capables d’exercer une activité cytotoxique spécifique à l’encontre des cellules tumorales autologues suite à la neutralisation de l’interaction de PD-1 avec son PD-L1, et que des anticorps anti-CD103 bloquants inhibe cette fonction. Ensuite, j’ai analysé l’impact de l’expression de CD103 à la surface des TIL sur la survie de patients atteints de CBNPC de stade 1. Mes résultats ont révélé que cette intégrine favorise l’infiltration des TIL dans les régions tumorales épithéliales et qu’une forte expression de CD103 sur les TIL corrèle avec une amélioration de la survie des patients. Enfin, J’ai examiné le rôle de CD103 dans cette fonction et dans la réponse immunitaire antitumorale in vivo. Mes résultats préliminaires ont montré une croissance tumorale retardée des tumeurs LL2 transfectées avec l’E-Cadhérine et CCL5 greffées dans les souris CD103-WT. De plus l’inhibition de cette croissance corrèle avec une infiltration plus importante des tumeurs avec des lymphocytes T CD8+/CD103+. Ces résultats suggèrent un rôle important de la coexpression de CCL5 et d’E-Cadhérine par la tumeur dans le recrutement et la rétention des CTL au site tumoral. L’ensemble de ces travaux est en faveur du rôle important de CD103 dans la régulation de l’immunité T CD8 dans les tumeurs épithéliales et de l’utilité des anticorps neutralisants anti-PD-1 et anti-Tim-3 pour inverser l'épuisement de cette population lymphocytaires CD8+/CD103+