Voie d'immunisation et séquence d'administration de l ... - TEL

tel-00827710, version 1 - 29 May 2013
Abstract: Most successful vaccines currently in use are based on the generation of protective
antibodies. However, CD8 + T cell responses are crucial in the defense against several infectious
agents, as well as for the treatment of cancer or chronic diseases. Thus, the development of vaccine
strategies capable of eliciting robust CD8 + T cell responses is absolutely needed. Antigen crosspresentation
is known to be an important mechanism for the activation of antigen-specific CD8 + T
cells, and it has been shown that multiple parameters contribute to the efficiency of cross-priming. We
examined two of them in detail: the route of immunization and the timing of adjuvant delivery. Our
first priority was to develop and optimize the tetramer-based enrichment strategy, which allowed us to
perform an in-depth study of the endogenous CD8 + T cell response. This approach permitted us to
work within a model reflecting “physiologic” conditions in terms of initial precursor T cell frequency.
We applied these methods to investigate the impact of the route of immunization on CD8 + T cell
cross-priming. By comparing different strategies of immunization, we report that local delivery of
cell-associated antigen results in delayed cross-priming due to the increased time required for antigen
capture and presentation. In comparison, delivery of systemically disseminated antigen resulted in
rapid T cell priming. Surprisingly, local injection of cell-associated antigen, while slower to mount a
functional response, resulted in the differentiation of a more robust, polyfunctional effector T cell
population and an enhanced secondary response. However, the diversity of the responding antigenspecific
T cells did not appear to be affected by the route of immunization. We were next interested in
evaluating the combination of cell-associated antigen with the delivery of poly I:C, an adjuvant known
to induce the production of type I interferons (IFN). We observed an immunization-route-specific
effect regarding the timing of innate immune stimulation and identified the optimal time window for
adjuvant administration in order to maximize the boosting effects on CD8 + T cell cross-priming. We
characterized in detail several effects of poly I:C, as well as type I IFN, exerted on immune cells, and
especially on cDCs, providing the basis for our hypotheses as to why adjuvant treatment may lead to
either the inhibition or enhancement of cross-priming depending on the timing of delivery.
Résumé: La mise au point de vaccins efficaces est généralement basée sur le développement d’une
réponse anticorps. Néanmoins, la protection contre certains agents infectieux ainsi que le traitement de
maladies chroniques ou de cancers nécessite l’induction d’une réponse cellulaire. Le développement
de vaccins induisant une réponse T CD8 efficace est donc essentiel. La présentation croisée de
l’antigène est importante pour l’activation de lymphocytes T CD8 spécifiques. Il a été démontré que
de nombreux facteurs participent au développement d’une réponse lymphocytaire T efficace. Nous
nous sommes intéressés à deux d’entre eux: la voie d’immunisation et la séquence d’aministration de
l’antigène et d’un adjuvant. Dans un premier temps, nous avons développé une technique
d’enrichissement des lymphocytes T CD8 spécifiques d’un antigène, ce qui a permis une étude précise
de la réponse T CD8 endogène. Cette stratégie rend possible l’analyse de la réponse lymphocytaire
dans des conditions où la fréquence initiale de précurseurs T spécifiques de l’antigène correspond aux
conditions physiologiques rencontrées lors d’essais cliniques de vaccination. Nous avons utilisé cette
approche pour étudier l’influence de la voie d’immunisation sur l’efficacité de la réponse
lymphocytaire T CD8. Nous avons observé que l’injection intradermique d’un antigène cellulaire
induit une réponse T CD8 plus tardive, comparée à une administration par voie systémique.
Cependant, la réponse T CD8 induite par une injection locale de l’antigène est plus efficace, avec de
nombreux lymphocytes capables de sécréter plusieurs cytokines. Alors que la fonctionalité des
lymphocytes T CD8 spécifiques de l’antigène dépend de la voie d’immunisation, leur diversité et leur
avidité ne sont pas régulées par ce paramètre. Nous avons ensuite évalué l’administration d’un
adjuvant – le poly I:C connu pour induire la production d’interférons (IFN) de type I – en parallèle de
celle de l’antigène. Nous avons montré que le moment optimal d’administration de l’adjuvant dépend
de la voie d’immunisation. De plus, il existe une durée limitée durant laquelle l’adjuvant induit des
effets positifs sur l’activation des lymphocytes T CD8. Nous avons identifié plusieurs effets du poly
I:C et des IFN de type I sur les cellules du système immunitaire, et plus particulièrement les DCs. Ces
observations nous ont permis de comprendre comment un même adjuvant pouvait avoir des effets
opposés en fonction du moment où il était administré.
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