Tesis sobre el tema "Présentation de peptides"

Les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules spécialisées dans la présentation de l'antigène aux lymphocytes (CPAs), capables d'initier des réponses immunitaires adaptatives et ce sont également les acteurs majeurs de la présentation croisée des antigènes exogènes par le complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH-I). Les mécanismes moléculaires et cellulaires de la présentation croisée ont beaucoup été étudiés, mais des questions importantes restent à élucider. Notre laboratoire a précédemment montré que la pré-incubation à basse température des DCs déficientes pour TAP (transporter associated with antigen processing) normalise l’expression de molécules du CMH-I à la surface et la présentation croisée des antigènes phagocytés par une voie dépendante du protéasome, suggérant que les phagosomes pourraient être dotés d’un transporteur alternatif pour importer les peptides générés dans le cytosol par le protéasome. Comme la source de CMH-I chargés par cette voie reste incertaine, il est possible que le rôle de TAP dans la présentation croisée des antigènes phagocytés soit indirect et limité à fournir les molécules de CMH-I disponibles pour un chargement pendant leur recyclage. Ainsi, notre objectif était de déterminer le rôle exact de TAP dans le transport de peptides à l'intérieur du phagosome et d'évaluer le rôle de TAP-L (TAP-like), un transporteur lysosomal ATP-dépendant avec une fonction putative dans la présentation antigénique. Nous avons mis au point une technique de transport des peptides par cytométrie en flux (phagoFACS) et montré que TAP est présent dans les phagosomes des DCs et est capable de transporter des peptides ayant une forte affinité pour TAP d'une manière ATP-dépendante. Cette technique permet l'exclusion des phagosomes ayant un défaut d’intégrité membranaire, obtenus lors de la préparation des phagosomes, et apporte une preuve directe de l'accumulation du peptide à l'intérieur des phagosomes. Les paramètres affectant cette accumulation sont la maturation phagosomale et la présence de molécules CMH-I liant le peptide. De façon surprenante, en l'absence de TAP, le peptide SIINFEKL dérivé de l’ovalbumine ayant une affinité intermédiaire pour TAP est transporté de manière ATP-dépendante dans le phagosome. Ceci est cohérent avec l’hypothèse suggérant la présence d'un autre transporteur de peptide dans les phagosomes des DCs. Nous avons utilisé la même technique pour évaluer la fonction physiologique de TAP-L dans le transport de peptides et montré que TAP-L est présent dans les phagosomes et serait responsable de l’import de peptides dans ces vésicules. Nos résultats suggèrent aussi que TAP-L semble jouer un rôle dans la présentation croisée des antigènes phagocytés à basse température. Ceci a été observé dans des DCs déficientes pour TAP et TAP-L, indiquant que les deux transporteurs pourraient coopérer pour assurer l’import des peptides dans les phagosomes. Nous avons également pu démontrer un rôle de TAP-L dans la présentation de l’antigène par CMH-II. Ces résultats nous encouragent à explorer les mécanismes sous-jacents à ces fonctions pour comprendre la contribution relative de chaque transporteur de peptides dans la présentation antigénique
Dendritic cells (DCs) are potent antigen-presenting cells, capable of activating resting T cells and of initiating primary and stimulating memory immune responses. DCs can efficiently use internalized antigens for presentation by major histocompatibility class I (MHC-I) molecules: a phenomenon referred to as “cross-presentation.” Cross-presentation is important in priming of CD8+ T-cell responses to a variety of pathogens and to tumors as well as in immune tolerance to self and in autoimmunity. The molecular and cell biological mechanisms underlying cross-presentation have been studied intensively but important issues remain unclear. Our laboratory has previously shown that the pre-incubation of TAP-deficient DCs at low temperature normalized surface MHC-I expression and cross-presentation of phagocytosed antigens in a proteasome-dependent pathway. This suggested that phagosomes might harbor an alternative peptide transporter to import peptides generated by cytosolic proteasome complexes. As the source of MHC-I loaded in this pathway remains unclear, it is possible that the principal or partial role of TAP in proteasome-dependent cross-presentation of phagocytosed antigens is to provide recycling cell surface class I molecules. Our aim was to assess the exact role of TAP in peptide transport into phagosomes and to examine the role of the transporter associated with antigen processing-like (TAP-L), a lysosomal transporter with a putative function in antigen presentation. We have developed an assay of peptide transport using flow cytometry (phagoFACS) and shown that TAP is present in DC phagosomes and capable of transporting at least peptides with high affinity to TAP in an ATP-dependant manner. Using this assay, which allowed for eliminating background due to leaky vesicles, we were able to provide direct evidence of peptide accumulation inside phagosomes. ATP-dependant peptide accumulation inside phagosomes was affected by phagosomal maturation and by the presence of a peptide-binding MHC class I-molecule. Surprisingly, in the absence of TAP, another peptide transporter may be able to transport a peptide with intermediate affinity to TAP, namely the ovalbumin peptide SIINFEKL, in an ATP-dependant manner. We used the same technique to assess the function of TAP-L in peptide transport and found that TAP-L may be involved in peptide import into phagosomes. Additional results suggest that TAP-L plays a role in MHC-II presentation and cross-presentation of phagocytosed antigens at low temperature. The latter was shown in DCs lacking both transporters, suggesting that TAP and TAP-L might cooperate to ensure peptide import into phagosomes. The mechanisms underlying these functions should be explored to understand the relative contribution of each peptide transporter to antigen presentation

Nous avons etudie le role des acides amines polymorphes de la troisieme region variable des molecules hla-dr lors de la stimulation des lymphocytes t en alloreaction et dans la presentation d'antigenes viraux. Les alleles hla-dr101 et hla-dr103 different par 3 acides amines groupes aux positions bdr67, 70 et 71. Nous avons construit par mutagenese dirigee des adnc intermediaires entre les molecules drb1*0101 et drb1*0103. Ces adnc ont ete transfectes dans des fibroblastes murins qui nous ont servi de cellules presentatrices d'antigene. Nous avons etabli des lignees et des clones t humains alloreactifs et specifiques de peptides restreints par dr101 ou dr103. Nous avons pu ainsi comparer les reponses t proliferatives vis a vis de la serie d'apc construites. Les substitutions en 70 (asp/gln) et 71 (glu/arg) modifient fortement la reponse t alors que la modification en 67 (ile/leu) joue un role mineur. Cette derniere modification etant conservee, nous avons produit de nouveaux mutants portant une phenylalanine en 67: cette mutation supprime toute stimulation dans le cas d'une reponse t restreinte par dr101. Les cellules t restreintes par dr103 sont moins affectees par cette mutation. Dans le contexte de dr101, le repertoire t est polyclonal a la difference de dr103 pour lequel il est oligoclonal. Ceci est discute en terme d'affinite. Les bases moleculaires des interactions hla-peptide ont ete analysees par modelisation moleculaire, qui demontre une influence determinante de la position 67 dans l'accessibilite au solvant des complexes hla-peptide

La comprehension des mecanismes regissant la presentation des peptides antigeniques par les molecules du complexe majeur d'histocompatibilite (cmh) de classe ii est essentielle pour la caracterisation d'epitopes t en vue du developpement de vaccins peptidiques. La conformation adoptee par les molecules de cmh de classe ii constitue un des parametres importants susceptibles d'influencer la presentation d'antigenes et par consequent la reactivite des cellules t. Dans un premier temps, nous avons analyse l'influence des ligands peptidiques sur la conformation des molecules du cmh ii, en utilisant comme modele la molecule recombinante hla-dr1 (1*0101) soluble, produite en cellules d'insectes. Par une approche moleculaire, nous avons montre que la liaison de differents epitopes peptidiques induit de multiples conformations des complexes hla-dr1. La nature du peptide ligant apparait directement impliquee dans la modulation de la conformation du dimere de classe ii, non seulement par le biais des residus ancres dans le sillon de fixation des peptides, mais egalement via ses extremites n- et c-terminales. L'influence des residus flanquants n- et c-terminaux nous a amene a supposer l'existence de sites de fixation sur la molecule de cmh ii distincts du sillon principal de liaison des peptides et capables de gouverner certaines transitions structurales
Sur la base de cette hypothese, nous avons construit un peptide chimerique susceptible d'imposer une conformation differente de celle generee par le peptide natif. Nous avons ainsi revele que ces deux peptides generaient deux isoformes distinctes qui, bien que presentant le meme epitope, induisent in vivo des reponses cellulaires differentes. Par ailleurs, l'influence de la partie n-terminale sur la determination d'un motif d'ancrage du peptide clip naturel a ete evaluee. Nous avons ainsi identifie trois motifs potentiels d'interaction avec le sillon de fixation de dr1. D'autre part, nous avons tente de mettre au point un procede d'expertise biologique, base sur un protocole d'immunisation in vitro, permettant de valider des peptides a potentialite vaccinale. Dans son ensemble, ce travail contribue a une meilleure comprehension des mecanismes gouvernant l'interaction entre des peptides synthetiques et des molecules de cmh de classe ii

Les cellules du système immunitaire sont capables de reconnaître et d'éliminer les cellules cancéreuses prévenant ainsi l'apparition de cancers. Parmi celles-ci, l'activité antitumorale est principalement attribuée aux lymphocytes T CD4 helper de type 1 (Thl). Les lymphocytes CD4 sont activés lors de la reconnaissance d'un antigène (Ag) de tumeur présenté par le complexe majeur d'histocompatibilité de classe II (CMH-II). Ils possèdent des propriétés cytotoxiques propres et activent les autres cellules immunitaires. Dans un premier temps, nous nous somme intéressés au mécanisme de présentation sur le CMH-II de la télomérase (hTERT). La protéine hTERT est capable d'interagir avec les HSPGs facilitant ainsi son internalisation par les DC. Elle emprunte ensuite les voies endolysosomale et cytosolique pour générer des peptides nommés UCP présentés dans le contexte HLA-DR. Cette découverte soutient son utilisation en immunothérapie associée aux chimiothérapies. Nous avons ensuite identifié quatre peptides dérivés de hTERT restreints HLA-DP4 puis comparé leur immunogénicité avec les UCP. Cette analyse a mis en évidence la supériorité des UCP en termes d'immunoprévalence et d'immunodominance. Enfin, nous avons étudié l'impact de l'acquisition d'une résistance à l'oxaliplatine sur le profil antigénique de lignées tumorales de cancers colorectaux (CCR). L'évaluation des réponses immunitaires de patients atteints de CCR nous a permis d'identifier des peptides immunogènes dérivés d'Ag surexprimés après une exposition à l'oxaliplatine. En conclusion, ces travaux pourront participer à l'amélioration des stratégies d'immunothérapie et d'immunomonitoring ciblant les lymphocytes CD4 Thl
Immune cells are able to recognize and eliminate cancer cells to prevent from cancer development. Among them, antitumoral activity is mainly attributed to CD4 T helper 1 (Thl) cells. CD4 Thl cells are activated upon recognition of tumor antigen presented on the Major Histocompatibility Complex class II (MHC-II) molecules. These cells possess their own cytotoxic capacities and activate other immune cells. Firstly, we were interested in the mechanism of presentation of the catalytic subunit of telomerase (hTERT) which is an attractive tumor antigen target for immunotherapies. hTERT protein can interact with cell surface HSPGs facilitating its internalization by DC. Then, hTERT uses thé endo-lysosomal and cytosolic proteolysis pathways to generale immunogenic peptides named UCP (Universal Cancer Peptide) presented in HLA-DR context. This discovery is an additional argument in favor of using hTERT as a target for cancer immunotherapies. Then, we identified four novel hTERT-derived peptides presented by HLA-DP4 and compared their immunogenicity with UCP. This analysis highlighted the superiority of UCP in term of immunoprevalence and immunodominance. This stresses the importance of considering MHC-II locus for immunotherapy strategies stimulating CD4 T cells. Finally, we studied the impact of oxaliplatin treatment and/or oxaliplatin résistance acquisition on CRC antigenome. Evaluation of immune responses in CRC patients permitted the identification of immunogenic peptides derived from antigens upregulated after oxaliplatin exposition. In conclusion, this work could participate in the improvement of cancer immunotherapies and immunomonitoring targeting CD4 Thl cells

Diverses stratégies de fonctionnalisation de surface visent à améliorer la biocompatibilité des matériaux pour les dispositifs implantables, notamment en ingénierie tissulaire. Par exemple, le polydiméthylsiloxane (PDMS), bien qu’utilisé dans de nombreux domaines, présente des propriétés de surface défavorables à l’adhérence cellulaire. La fonctionnalisation par des protéines de la matrice extracellulaire (MEC) ou des peptides synthétiques dérivés de celles-ci permet d’améliorer l'adhérence des cellules. Bien que ces approches offrent certaines solutions, des défis tels que le coût de production et le contrôle de la présentation en 3D entravent leur manipulation. Pour répondre à ces défis, nous avons développé des particules pseudo-virales (VLPs) présentant des peptides bioactifs à leur surface. La protéine d’enveloppe CP3, dérivée du bactériophage à ARN AP205, a été modifiée génétiquement à ses extrémités N- et C-terminales pour produire des VLPs présentant des peptides d’adhésion (RGD et YIGSR) et ostéogéniques (BMP2). La bioactivité des VLPs a été testée sur du PDMS avec des cellules de myoblastes C2C12, montrant une stimulation de l'adhérence, de la migration, de la prolifération et de la différenciation cellulaires. Des VLPs hétéromériques co-exprimant les peptides RGD et YIGSR ou BMP2 ont montré une bioactivité combinée. Des comparaisons entre la fibronectine et les VLP-RGD ont révélé des similarités et des différences dans les interactions cellulaires et la formation des adhésions focales. Ces résultats démontrent que les VLPs d’AP205 peuvent servir de nano-plateformes de signalisation, avec des applications potentielles en nanomédecine et dans les biomatériaux
Scientists have explored various surface functionalization strategies to improve the biocompatibility of materials used in implantable devices, particularly in tissue engineering. For example, polydimethylsiloxane (PDMS), although used in many fields, has surface properties that are unfavorable for cell adhesion. Functionalization with extracellular matrix (ECM) proteins or synthetic peptides derived from ECM components improves cell adhesion. While these approaches offer some solutions, challenges such as production cost and control over 3D presentation limit their use. To overcome these challenges, we developed virus-like particles (VLPs) displaying bioactive peptides on their surface. The coat protein CP3, derived from the RNA bacteriophage AP205, was genetically modified at both its N- and C-termini to produce VLPs displaying adhesion peptides (RGD and YIGSR) and an osteogenic peptide (BMP2). The bioactivity of the VLPs was tested on PDMS with C2C12 myoblast cells, demonstrating enhanced cell adhesion, migration, proliferation, and differentiation. Heteromeric VLPs co-expressing RGD and YIGSR or BMP2 peptides showed combined bioactivity. By comparing focal adhesions formed by RGD VLPs and those formed by fibronectin, we elucidate both the similarities and the differences in cell interactions. These results demonstrate that AP205 VLPs can be used as nanoscale signaling platforms to stimulate multiple cell functions, with promising applications in nanomedicine and biomaterials

L’aminopeptidase IRAP est localisée dans des endosomes du type de stockage dans divers types cellulaires. Dans les cellules dendritiques (CD), IRAP est impliquée dans l’élagage des ligands des molécules du CMH de classe I (CMH-I). L’absence d’IRAP provoque un défaut de la présentation d’antigènes internalisés sur le CMH-I (connue comme la “présentation croisée”). Par contre, IRAP n’est pas nécessaire dans les voies “classiques” de présentation antigéniques. Au vue de la colocalisation et interaction d’IRAP avec les CMH-I, nos observations suggèrent qu’IRAP marque un compartiment spécialisé à la dernière étape d’élagage et associations de peptides sur les CMH-I dans la présentation croisée. Nous avons pu mettre en évidence que ce compartiment, caractérisé par la présence de Rab14 et STX6, est fonctionnel dans les soustypes CD8+ et CD8- des CD. L’internalisation d’antigène est accompagné par le recrutement rapide des endosomes IRAP au phagosome. En l’absence d’IRAP la maturation phagosomale est accélérée, ce qui est manifesté par une acquisition plus rapide des marqueurs des endosomes tardifs et des lysosomes, ainsi qu’une dégradation plus importante de l’antigène. En conclusion, les endosomes d’IRAP ont au moins deux rôles distincts dans la physiologie des CD: l’elagage de peptides antigéniques et le ralentissement de la maturation phagosomale, un mécanisme connu pour être bénéfique pour la présentation croisée. La meilleure caractérisation des stimuli qui interviennent dans la mobilisation d’IRAP pourrait être pertinente pour mieux comprendre la régulation de différentes fonctions des CD, y compris la présentation antigénique
Insulin-regulated aminopeptidase (IRAP) localizes to storage-type endosomes in many non-immune and immune cell types. In dendritic cells (DCs), IRAP functions as trimming peptidase to generate peptide ligands for MHC class I molecules (MHC-I). Absence of IRAP led to a defect in the presentation of internalized antigen on MHC-I (referred to as cross-presentation) in vitro and in vivo. Importantly, IRAP was not required for the “classical” presentation pathways (i. E. Presentation of extracellular antigens on MHC-II as well as presentation of intracellular antigens on MHC-I). Further supported by the colocalization and physical interaction of MHC-I with IRAP, these observations suggest that IRAP marks a cross-presentation compartment in which final trimming and loading on MHC-I can take place. We show that this compartment, marked by STX6 and Rab14, is functional in both CD8+ and CD8- DC subsets. In DCs, upon antigen internalization, IRAP vesicles are rapidly recruited to the phagosome. Additional to its function in antigen trimming, IRAP seems to regulate phagosome dynamics. In IRAP-deficient cells, phagosome maturation was accelerated, as shown by the rapid acquirement of late endosomal and lysosomal markers to the phagosome and increased antigen degradation. Thus, IRAP endosomes have at least two important roles in the DCs physiology: the trimming of antigenic peptides and the delay of phagosome maturation that is beneficial for cross-presentation. Understanding the stimuli that regulate IRAP mobilization, and possibly cross-presentation, could be relevant in order to understand if and how DCs control their different functions, including antigen presentation

L'influence du radical libre oxygene, le radical hydroxyle (oh) et des proteines a activite peptidyl-prolyl cis-trans isomerase sur le traitement de l'antigene toxine tetanique par des cellules presentatrices d'antigenes (lymphocytes b) a ete etudiee. En ce qui concerne le radical hydroxyle, sa production par des cellules de type macrophagique a ete reproduite a l'aide d'un systeme chimique. La toxine tetanique traitee par le radical oh subit un changement de conformation, et des liaisons bityrosine intramoleculaires resistantes a la proteolyse sont formees. La toxine ainsi modifiee est plus resistante a la proteolyse in vitro par des fractions endosomales isolees des cellules presentatrices. Cette diminution de proteolyse est correlee a une meilleure presentation par des cellules presentatrices fixees, a des lymphocytes t lorsque cet antigene est pre-proteolyse in vitro par des fractions endosomales. Ainsi, le radical oh favorise la presentation des epitopes de la toxine en les protegeant contre une proteolyse trop importante. La production du radical oh par un autre systeme chimique a permis de montrer l'existence d'un site de fixation pour le zinc a l'interieur de la chaine legere de la toxine, au niveau d'un epitope t. En ce qui concerne les activites peptidyl-prolyl cis-trans isomerases (ppiase), celles-ci ont pu etre mises en evidence dans les fractions endosomales de cellules presentatrices. L'addition a ces fractions endosomales de proteines a activite ppiase telles que la cyclophiline ou la fkbp augmente la proteolyse de la toxine tetanique. Il reste a tester les consequences de cet effet sur la presentation de cette derniere a des lymphocytes t. Un autre point de ce travail a ete la mise en evidence de la phosphorylation in vitro de la cyclophiline par la proteine kinase c purifiee. L'etude des consequences de cette phosphorylation sur l'activite ppiase de la cyclophiline est en cours

Les molécules du complexe majeur d'histocompatibilité de classe II (CMH II) sont exprimées exclusivement à la surface des cellules présentatrices d'antigènes et servent à stimuler les cellules CD4+ initiant une réponse immunitaire. Le chargement peptidique sur HLA-DR se produit dans les endosomes tardifs et les lysosomes sous l'action de HLA-DM. Cette molécule de classe II non-classique enlève les fragments peptidiques de la chaîne invariante (Ii) restés associés aux molécules de classe II (CLIP) et édite leur répertoire d'antigènes présentés. En utilisant une forme mutante de HLA-DM (HLA-DMy) qui s'accumule à la surface plasmique, nous avons observé que HLA-DMy augmente les chargements de peptides exogènes et aussi la réponse des cellules T en comparaison avec HLA-DM sauvage. Il a été démontré que des molécules chimiques, comme le n-propanol, pouvait avoir le même effet que HLA-DM en remplaçant les peptides associés aux molécules de classe II de la surface cellulaire. De plus, HLA-DMy et le n-propanol ont présenté un effet additif sur la présentation de peptides exogènes. Certaines protéines de la voie endocytique, comme HLA-DR, HLA-DM, HLA-DO et Ii sont ciblés aux compartiments multivésiculaires (MVB) et peuvent être ciblées aux exosomes. Suite à une fusion entre les MVB et la membrane plasmique, les exosomes sont relâchés dans le milieu extracellulaire. Nous avons déterminé que le motif tyrosine de HLA-DMβ et son interaction avec HLA-DR n'affectaient pas le ciblage aux exosomes, sauf la molécule HLA-DO. Cette étude nous a permis de démontrer que HLA-DMy augmente la quantité de peptides exogènes chargés sur les CPA et que HLA-DM et HLA-DMy sont incorporés dans les exosomes.
Major histocompatibility class II (MHC II) molecules are expressed exclusively on the surface of antigen presenting cells and serve to stimulate CD4+ cells to initiate an immune response. Peptide loading on MHC II molecules occurs in late endosomal and lysosomal compartments by the catalytic action of HLA-DM. This non-classical class II molecule removes class-II-associated invariant-chain peptide (CLIP) from class II molecules and edits their repertoire of antigenic peptides loaded. Using a mutant form of HLA-DM (HLA-DMy) that is targeted to the plasma membrane, we observed in the case of HLA-DMy, there is an increase of the loading of exogenous peptides and also significantly increased T cell response in comparison with HLA-DM wild-type. It was found that some chemical molecules, like n-propanol, could mimic the effect of HLA-DM by removing peptides from cell surface class II molecules. Interestingly, HLA-DMy and n-propanol seem to have an additive effect on the exogenous peptide loading. Some proteins of the endosomal pathway, like HLA-DR, HLA-DM, HLA-DO and Ii are targeted to microvesicules-containing compartments called MVB and they can be introduced into exosomes. Following the fusion between MVB and plasma membrane, exosomes are released in extracellular environment. We have determined that tyrosine motif of HLA-DMβ and interaction with HLA-DR does not affect HLA-DM targeting to exosomes, except for the HLA-DO molecule. In conclusion, we showed that HLA-DMy increases the quantity and the quality of exogenous peptides loading on APC and HLA-DM and HLA-DMy are incorporated to exosomes.

MHCII molecules expose a weave of antigens, which send survival or activation signals to T lymphocytes. The ongoing process of peptide binding to the MHC class II groove implicates three accessory molecules: the invariant chain, DM and DO. The invariant chain folds and directs the MHCII molecules to the endosomal pathway. Then, DM exchanges the CLIP peptide, which is a remnant of the degraded invariant chain, for peptides of better affinity. Expressed in highly specialized antigen presenting cells, DO competes with MHCII molecules for DM binding and favors the presentation of receptor-internalized antigens. Altogether, these molecules exhibit potential immunomodulatory properties that can be exploited to increase the potency of peptide vaccines. DO requires DM for maturation and to exit the ER. Interestingly, it is possible to monitor this interaction through a conformation change on DOβ that is recognized by the Mags.DO5 monoclonal antibody. Using Mags.DO5, we showed that DM stabilizes the interactions between the DO α1 and β1 chains and that DM influences DO folding in the ER. Thus, the Mags.DO5+ conformation correlates with DO egress from the ER. To further evaluate this conformation change, directed evolution was applied to DO. Of the 41 unique mutants obtained, 25% were localized at the DM-DO binding interface and 12% are at the solvent-exposed β1 domain, which is thought to be the Mags.DO5 epitope. In addition, I used the library to test the ability of HLA-DO to inhibit HLA-DM and sorted for the amount of CLIP. Interestingly, most of the mutants showed a decrease inhibitory effect, supporting the notion that the intrinsic instability of DO is a required for its function. Finally, these results support the model in which DO competes against classical MHCII molecules by sequestering DM chaperone’s function. MHCII molecules are also characterized by their ability to present superantigens, a group of bacterial or viral toxins that coerces MHCII-TCR binding in a less promiscuous fashion than what is observed in a canonical setting. While the mechanism of how bacterial superantigens form trimeric complexes with TCR and MHCII is well understood, the mouse mammary tumor virus superantigens (vSAG) are poorly defined. In the absence of a crystal structure, I chose a functional approach to examine the relation between vSAG, MHCII and TCR with the goal of uncovering the overall trimolecular architecture. I showed that TCR concomitantly binds both the MHCII α chain and the vSAG and that TCR-MHCII docking is almost canonical when coerced by vSAGs. Because many peptides may be tolerated in the MHCII groove, the pressure exerted by vSAG seems to tweak conventional TCR-MHCII interactions. Furthermore, my results demonstrate that vSAG binding to MHCII molecules is conformation-dependent and abrogated by the CLIP amino-terminal residues extending outside the peptide-binding groove. In addition, they also suggest that vSAGs cross-link adjacent MHCIIs and activate T cells via a TGXY motif.
Les molécules du CMH présentent une panoplie d'antigènes qui, lorsque reconnus par un lymphocyte T spécifique, indique à ce dernier de survivre ou de s'activer. Le processus menant à la liaison d'un peptide à la poche du CMH de classe II, implique trois molécules accessoires, soit la chaine invariante, DM et DO. La chaine invariante replie et dirige les molécules du CMHII jusqu'à la voie endosomale. Ensuite, DM échange CLIP, peptide découlant de la dégradation de la chaine invariante, pour d'autres ayant une meilleure affinité. Exprimé seulement chez certaines cellules présentatrices, DO compétitionne avec les molécules du CMHII pour la liaison à DM et ainsi favorise la présentation d'antigènes internalisés par des récepteurs membranaires. Ensemble, ces protéines ont un potentiel immunomodulatoire pouvant être exploité afin d'augmenter l'efficacité de vaccin peptidique. DO requiert DM pour arriver à maturité et sortir du RE. Cette interaction, qui induit un changement de conformation dans la chaine β de DO, peut être sondée à l'aide de l'anticorps monoclonal Mags.DO5. En utilisant cet anticorps, nous avons montré que DM stabilise l'interaction entre les domaines α1 et β1 de DO et influence son repliement dans le RE. Donc, la conformation qui révèle l’épitope Mags.DO5 corrèle avec la migration de DO hors du RE. Afin d'étudier plus précisément ce changement de conformation, DO fut contraint à une ronde d’évolution dirigée. Des 41 mutants obtenus, 25% se retrouvent à l'interface DO- DM et 12% se retrouvent à la surface exposée au solvant du domain β1, région hypothétique de l'épitope Mags.DO5. De plus, la bibliothèque de mutants a été testée pour son habileté à inhiber l'activité de DM. La plupart des mutants montre une activité inhibitrice diminuée, ce qui supporte le model où DO compétionne les molécules du CMHII en séquestrant le rôle chaperon de DM. Les molécules du CMHII ont l'unique habileté de présenter les superantigènes, une famille de toxines virales et bactériennes qui force l'interaction CMHII-TCR de façon beaucoup moins spécifique qu'en contexte canonique. Alors que la façon dont les superantigènes bactériens s'assemblent avec le CMHII et le TCR soit bien comprise, la nature du complexe trimoléculaire découlant des superantigènes du virus de la tumeur mammaire de la souris (vSAG) reste mal définie. En l'absence d'une structure cristalline, une approche fonctionnelle a été choisie pour examiner la relation des vSAGs avec le CMHII et le TCR avec le but de dévoiler l'architecture de ce multi-complexe protéique. Je montre que le TCR lie parallèlement la chaine α du CMHII et vSAG, ce qui résulte en une interaction presque canonique. Puisque différents peptides peuvent être tolérés lors de cet ancrage, il semble que vSAG ajuste les interactions CMHII-TCR conventionnelles. En outre, mes résultats montrent que vSAG reconnait un épitope conformationnel et que cette liaison peut être abrogée par l'extension amino-terminale du peptide CLIP, laquelle s'étend en deçà de la niche. Finalement, mes résultats suggèrent que vSAG peut réticuler plusieurs CMHII adjacents et active les cellules T via son motif TGXY.

Le système ubiquitine-protéasome est le principal mécanisme par lequel les protéines intracellulaires sont dégradées. Le protéasome dit constitutif (PC) est donc essentiel à l’homéostasie mais aussi à la régulation de la majorité des processus cellulaires importants. La découverte d’un deuxième type de protéasome, appelé immunoprotéasome (IP), soulève toutefois de nouvelles questions. Pourquoi existe-t-il plus d’un type de protéasome ? L’IP a-t-il des rôles redondants ou complémentaires avec le PC ? L’IP étant présent principalement dans les cellules immunitaires ou stimulées par des cytokines, plusieurs groupes ont tenté de définir son rôle dans la réponse immunitaire. Or, l’implication de son homologue constitutif dans un éventail de processus non spécifiquement immunitaires nous laisse croire que l’IP pourrait lui aussi avoir un impact beaucoup plus large. L’objectif de cette thèse était donc de caractériser certains rôles cellulaires de l’IP dans les cellules dendritiques. Nous avons d’abord étudié l’impact global de l’IP sur la présentation antigénique de classe I. Ce faisant, nous avons pu déterminer ses deux contributions principales, soit l’augmentation drastique du nombre et de la diversité des peptides présentés sur les complexes majeurs d’histocompatibilité de classe I. Les différences de clivage entre le PC et l’IP pourraient expliquer en partie cette diversité du répertoire peptidique, notamment par l’affinité apparente de l’IP pour les régions protéiques non structurées. Dans un deuxième temps, nous avons dévoilé un nouveau rôle de l’IP sur un processus dépassant le cadre immunitaire : la transcription. Nous avons découvert que l’IP modifie l’abondance des ARNm en agissant principalement au niveau de leur synthèse. L’impact de l’IP sur le transcriptome est majeur et serait dû en partie à une dégradation différente de facteurs de transcription des familles IRF, STAT et NF-kB. Les cellules dendritiques IP-déficientes activent moins efficacement les lymphocytes T CD8+ et nous croyons que cette défaillance est causée (du moins en partie) par la perturbation transcriptomique provoquée par l’absence d’IP. Il importe donc de comprendre les différents rôles moléculaires de l’IP afin de mieux définir sa contribution globale au fonctionnement de la cellule et comprendre l’avantage évolutif, au niveau de l’organisme, procuré par une telle plasticité du système ubiquitine-protéasome.
The ubiquitin-proteasome system is the major mechanism by which intracellular proteins get degraded. Constitutive proteasomes (CPs) are thus essential for cellular homeostasis but also to regulate the majority of important cellular processes. However, the discovery of a second type of proteasome, named immunoproteasome (IP), raises new questions. Why are there more than one type of proteasome? Does the IP perform redundant or complementary roles with the CP? The IP is predominantly expressed in immune or cytokine-stimulated cells and several groups worked at defining its role during the immune response. Yet, the implication of its constitutive homolog in a variety of processes suggests that the IP may also have a much broader impact. The objective was to characterize cellular roles of the IP in dendritic cells. We first studied the global impact of the IP on class I antigen presentation. We discovered that the IP drastically increases the number and the diversity of peptide presented by class I major histocompatibility complexes. Cleavage differences between the CP and the IP are likely part of the explanation for this peptide repertoire diversity, notably due to IP’s apparent affinity for unstructured protein regions. Second, we discovered a new role for the IP in a process unrestricted to the immune system: transcription. We found that the IP affects transcript abundance mostly at the level of mRNA synthesis. The impact of IPs on the transcriptome is major and would be partly based on a different degradation of IRF, STAT and NF-kB transcription factor family members by the two types of proteasomes. IP-deficient dendritic cells are less potent activators of CD8+ T cells and we believe that this defect is at least partly caused by the transcriptome alterations induced by the absence of IPs. It is therefore important to understand the different molecular roles of the IP in order to better define its global contribution to cellular functions and to understand the evolutionary advantage, at the level of the organism, brought by such plasticity of the ubiquitin- proteasome system.