Littérature scientifique sur le sujet « Structure lymphoïdes tertiaires »

Le cancer colorectal est devenu un défi majeur pour les systèmes de santé en raison de sa prévalence croissante et de son impact sur la qualité de vie des patients. L'analyse anatomopathologique des prélèvements de cancer colorectal, désormais enrichie de données de pathologie moléculaire, est cruciale pour orienter le traitement des patients. Malgré les avancées dans les outils pronostiques et les traitements, les interactions entre les cellules tumorales et immunitaires du microenvironnement tumoral ne sont souvent pas évaluées de manière exhaustive en pratique diagnostique quotidienne. Cette thèse aborde l'importance de l’étude du microenvironnement tumoral dans le cancer colorectal et notamment la nécessité de mieux comprendre le rôle de structures y résidant, les structures lymphoïdes tertiaires (TLS). Les nouvelles techniques telles que la pathologie digitale et l'immunomarquage multiplexe offrent des perspectives pour une analyse plus approfondie et accessible de ce microenvironnement. Ce travail de thèse s’est donc intéressé à caractériser les TLS par imagerie multiplexe, développer des stratégies d'analyse pathomique et explorer leurs corrélations cliniques pour proposer un score utilisable en routine clinique. Ce travail vise à fournir des critères diagnostiques et pronostiques robustes, implémentables dans les services numérisés de pathologie pour guider les décisions thérapeutiques dans le cancer colorectal, contribuant ainsi à une meilleure prise en charge des patients
Colorectal cancer has become a major challenge for healthcare systems today due to its increasing prevalence and its impact on patients' quality of life. The anatomopathological analysis of colorectal cancer specimens, now enriched with molecular pathology data, is crucial for guiding patient treatment. However, despite advances in prognostic tools and treatments, interactions between tumor and immune cells in the tumor microenvironment are often not thoroughly evaluated in daily diagnostic practice. This thesis addresses the importance of studying the tumor microenvironment in colorectal cancer, particularly the need to better understand the role of residing structures, tertiary lymphoid structures (TLS). New techniques such as digital pathology and multiplex immunostaining offer perspectives for a more in-depth and accessible analysis of this microenvironment. Therefore, this thesis focused on characterizing TLS through multiplex imaging, developing pathomic analysis strategies, and exploring their clinical correlations to propose a clinically applicable score. This work aims to provide robust diagnostic and prognostic criteria, implementable in digitized pathology services to guide therapeutic decisions in colorectal cancer, thereby contributing to better patient management

Les structures lymphoïdes tertiaires (TLS) sont des agrégats organisés de cellules immunitaires qui se développent dans les tissus non-lymphoïdes à la suite d'une inflammation chronique. Les TLS matures, dont l'organisation est proche de celle d'un ganglion, sont associées à un bon pronostic dans les cancers à tumeurs solides et servent de prédicteur efficace de la réponse des patients traités par immunothérapie. Notre objectif a été d'étudier la virothérapie oncolytique comme stratégie pour induire des TLS dans le microenvironnement tumoral (TME) afin d'intensifier les réponses antitumorales.Les virus oncolytiques (OV) ont la capacité d'infecter et de se répliquer spécifiquement dans les cellules cancéreuses, induisant leur lyse directe ainsi que leur destruction par le système immunitaire via la mort immunogène. Nous supposons que la modulation du microenvironnement tumoral suite à l'infection par des OV, ainsi que la production locale de chimiokines exprimées par ces derniers, pourrait favoriser la néogenèse de TLS et amplifier les réponses antitumorales.Mes travaux ont alors consisté à générer et caractériser des virus de la vaccine oncolytiques (oVV) recombinants, armés avec trois chimiokines, CCL20, CCL21 et CXCL13, que nous supposons impliquées dans la néogenèse de TLS.J'ai observé que l'expression des chimiokines par les oVV recombinants n'affectait pas leurs propriétés oncolytiques et que les chimiokines étaient bien fonctionnelles in vitro. Bien que la réplication des oVV fût réduite dans les modèles murins syngéniques, j'ai détecté les chimiokines murines dans les tumeurs infectées avec les oVV armés ainsi que la formation d'agrégats immunitaires dans les modèles de tumeur chaude. Néanmoins, aucune amélioration thérapeutique n'a été observée avec l'oVV armé avec les chimiokines par rapport au virus non armé.J'ai alors étudié la capacité de TLS induites par un oVV, à établir des réponses antitumorales, dans le modèle orthotopique TC-1 luc qualifié de chaud. Dans ce modèle, j'ai observé que l'administration intranasale de l'oVV induisait plus de TLS que l'administration d'un virus de la vaccine non oncolytique, le MVA. De plus, j'ai observé que les TLS induites par l'infection virale par le MVA n'étaient pas associées à une réponse antitumorale alors que j'ai détecté à long terme la présence de lymphocytes T spécifiques antitumoraux et un contrôle de la tumeur pulmonaire chez une souris infectée par l'oVV. Ainsi, nous supposons que les propriétés oncolytiques des oVV peuvent induire des TLS efficaces contre les tumeurs.Pour favoriser la réplication des oVV et l'expression des chimiokines, ainsi que pour faciliter l'observation des réponses antitumorales tardives avec des cinétiques de croissance tumorale plus lentes, nous avons évalué l'efficacité d'une souche recombinante armée avec les trois chimiokines humaines (oVV-3hCK) dans un modèle de souris humanisées HIS-NXG greffées avec des tumeurs humaines.Dans ce modèle, les oVV (oVV-3hCK et oVV non armé) ont été particulièrement efficaces, ce qui n'a pas permis d'observer des différences d'efficacité thérapeutique entre les deux souches. Néanmoins, une augmentation significative de l'infiltration en cellules immunitaires CXCR5+ et en lymphocytes T et B naïfs a été observée dans les tumeurs infectées avec l'oVV-3hCK, confirmant l'activité chimiotactique des chimiokines et laissant supposer la présence de TLS dans les tumeurs.En conclusion, mes travaux de thèse ont confirmé que les trois chimiokines CCL20, CCL21 et CXCL13 exprimées par un oVV sont capables d'induire des agrégats immunitaires (ou TLS) dans le TME, et ont démontré la pertinence de cette stratégie pour améliorer la réponse antitumorale à long terme
Tertiary lymphoid structures (TLS) are organized aggregates of immune cells that develop in non-lymphoid tissues as a result of chronic inflammation. Mature TLS, which resemble lymph nodes in their organization, are associated with favorable prognoses in solid tumor cancers and serve as effective predictors of patient responses to immunotherapy. Our objective was to investigate oncolytic virotherapy as a strategy to induce TLS in the tumor microenvironment (TME) to enhance anti-tumor responses.Oncolytic viruses (OV) have the ability to specifically infect and replicate within cancer cells, inducing their direct lysis as well as their destruction by the immune system through immunogenic cell death. We hypothesize that the modulation of the TME following OV infection, along with the local production of chemokines expressed by these viruses, could promote TLS neogenesis and amplify anti-tumor responses.My work involved generating and characterizing recombinant oncolytic vaccinia viruses (oVV) armed with three chemokines, CCL20, CCL21, and CXCL13, which we hypothesize are involved in TLS neogenesis.I observed that the expression of chemokines by the recombinant oVVs did not affect their oncolytic properties and that the chemokines were functional in vitro. Although the replication of the oVVs was reduced in syngeneic murine models, I detected the murine chemokines in tumors infected with the armed oVVs and observed the formation of immune aggregates in hot tumor models. However, no therapeutic improvement was observed with the chemokine-armed oVV compared to the non-armed virus.I then studied the ability of TLS induced by an oVV to establish anti-tumor responses in the hot orthotopic TC-1 luc model. In this model, I observed that intranasal administration of the oVV induced more TLS than administration of a non-oncolytic vaccinia virus, MVA. Furthermore, I observed that TLS induced by MVA infection were not associated with an anti-tumor response, whereas I detected long-term presence of tumor-specific T lymphocytes and tumor control in the lungs of a mouse infected with oVV. Thus, we hypothesize that the oncolytic properties of oVVs can induce TLS that are effective against tumors.To promote oVV replication and chemokine expression, as well as to facilitate the observation of late anti-tumor responses with slower tumor growth kinetics, we evaluated the efficacy of a recombinant strain armed with the three human chemokines (oVV-3hCK) in a HIS-NXG humanized mouse model grafted with human tumors.In this model, the oVVs (oVV-3hCK and non-armed oVV) were particularly effective, making it difficult to observe differences in therapeutic efficacy between the two strains. Nonetheless, a significant increase in the infiltration of CXCR5+ immune cells and naïve T and B lymphocytes was observed in tumors infected with oVV-3hCK, confirming the chemotactic activity of the chemokines and suggesting the presence of TLS in the tumors.In conclusion, my thesis work confirmed that the three chemokines CCL20, CCL21, and CXCL13 expressed by an oVV are capable of inducing immune aggregates (or TLS) in the TME, and demonstrated the relevance of this strategy to improve long-term anti-tumor responses

Le microenvironnement tumoral est un acteur majeur du contrôle immunitaire du développement tumoral. Ce contrôle commence à distance des cellules tumorales, dans le stroma tumoral, au sein de structures appelées structures lymphoïdes tertiaires (TLS), composées d'une zone de lymphocytes B (LB) où se trouvent principalement des lymphocytes B (LB) adjacents à une zone T. Nos précédents résultats ont mis en évidence que la zone B des TLS peut être un site de différenciation des LB en LB mémoires et plasmocytes (PC), sécrétant principalement des IgA et IgG chez les patients atteints de cancer du poumon non à petites cellules (NSCLC). Nous avons donc émis l'hypothèse que ces PC à IgA et IgG peuvent être impliqués dans la génération de réponses immunitaires anti-tumorales. Nous avons démontré que de fortes densités de PC à IgA et IgG sont associées à une meilleure survie chez les patients NSCLC. Une co-localisation entre les PC à IgA et IgG et les LT CD8+stromales a été observée dans le stroma tumoral, suggérant un dialogue entre ces deux types cellulaires pouvant influencer la survie des patients. En effet, nous montrons que la combinaison de fortes densités en PC et LT CD8+ stromales détermine un groupe de patients de meilleur pronostic. L’ensemble de ces résultats fournit de nouvelles connaissances quant au rôle des plasmocytes intra-tumoraux dans le microenvironnement tumoral des patients NSCLC
The tumor microenvironment plays a major role in the immune control of the tumor development. This control starts at a distance from the tumor cells, in the tumor stroma, within structures called tertiary lymphoid structures (TLS), composed of a B-cell zone where B lymphocytes (LB) are mainly found, and a T-cell area that is adjacent to the B-cell zone. Our previous results in non-small cell lung cancer patients (NSCLC) showed that the TLS-associated B-cell zone could be a site of B cell differentiation into memory B cells and IgA and IgG secreting plasma cells (PC). We therefore hypothesized that these IgA and IgG PC could be involved in the generation of the anti-tumor immune response. We demonstrated that high densities of IgA and IgG PC are associated with increased survival of NSCLC patients. A co-localization between PC and stromal CD8+ T cells was observed in the tumor stroma, strongly suggesting the presence of a crosstalk between these immune cell types which positively influences patient survival. Furthermore, we reported that the combination of high density of PC and stromal CD8+ T cell determines the group of patients with the lowest risk of death. Altogether, this study gives new insights in the role of tumor-infiltrating plasma cells in the tumor microenvironment of NSCLC patients

Les structures lymphoïdes tertiaires (TLS) sont des agrégats lymphoïdes organisés, sièges d’une réponse immunitaire cellulaire et humorale, se formant au sein de tissus non lymphoïdes en conditions inflammatoires. La valeur pronostique positive des TLS a été rapportée dans de nombreuses maladies telles que les infections virales ou bactériennes, et divers types de tumeurs solides. Notre équipe étudie la formation de ces structures au sein du parenchyme pulmonaire enflammé. L’axe majeur de mon travail a été l’élucidation du rôle des cellules ILC3 pulmonaires dans l’induction de la néogenèse des TLS. Dans ce cadre, j’ai participé à la mise au point d’un modèle murin d’inflammation pulmonaire induisant la formation de TLS, reposant sur des instillations intranasales de lipopolysaccharide (LPS) bactérien. J’ai d’abord établi une cinétique d’apparition et d’involution des TLS dans le tissu pulmonaire, structures que j’ai caractérisées et quantifiées. J’ai ensuite finement caractérisé l’évolution des ILC3 tout au long de l’inflammation pulmonaire ; j’ai étudié leur profil transcriptomique et évalué leur capacité d’induction de tissu lymphoïde in vitro et in vivo. Ces travaux ont montré que la proportion d’ILC3 augmente dans les poumons parallèlement à la néogenèse des TLS, et que ces cellules expriment de nombreux transcrits de gènes codant des molécules clé des premières étapes de l’organogenèse lymphoïde. Le transfert adoptif d’ILC3 pulmonaires induites par le LPS et exprimant l’eGFP a permis de montrer que ces cellules peuvent migrer vers les poumons des souris receveuses. Il s’est accompagné d’un accroissement de la densité de TLS formées suite au traitement par une faible dose de LPS (induisant une inflammation de faible intensité). Ces travaux m’ont donc permis d’identifier une cible cellulaire prometteuse pour stimuler la formation des TLS pulmonaires, les ILC3. Par ailleurs, le poumon étant un organe densément innervé, notre laboratoire avait commencé à étudier l’impact de la signalisation nerveuse sympathique sur la formation des TLS pulmonaires. Grâce à la déplétion sélective des fibres sympathiques par administration de la neurotoxine 6-OHDA, j’ai montré, dans le modèle d’induction des TLS par le LPS, qu’un nombre et une densité moindres de TLS sont induits en l’absence d’innervation sympathique. J’ai de plus mis en évidence suite au traitement par la 6-OHDA, une diminution significative de la proportion de lymphocytes B pulmonaires naïfs observés après traitement par le LPS, ainsi qu’une diminution de la réponse primaire systémique lors d’une immunisation par l’ovalbumine. Ces données m’ont conduite à émettre l’hypothèse selon laquelle l’innervation sympathique participe à la formation in situ des TLS dans le tissu pulmonaire enflammé, en modulant le compartiment lymphocytaire B. En conclusion, mes travaux de thèse ont visé une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à la formation des TLS pulmonaires, et ont identifié une cible cellulaire, les ILC3, dont la manipulation pourrait permettre d’induire la formation des TLS, améliorant ainsi le pronostic de patients présentant divers types d’infections ou des cancers
Tertiary lymphoid structures (TLS) are organized lymphoid aggregates forming in non-lymphoid tissues under inflammatory conditions, and a priming site for cellular and humoral immune responses. The positive prognostic value of TLS has been reported in a variety of diseases such as viral or bacterial infections, and solid tumors. Our team deciphers the formation of such structures within the inflamed lung parenchyma. The main axis of my work was dedicated to elucidating the role of pulmonary ILC3 in the induction of TLS neogenesis. To this extent, I have contributed to the development of a murine model of pulmonary inflammation triggering TLS formation, relying on repeated intranasal instillations of bacterial lipopolysaccharide (LPS). First, I established the kinetics of TLS appearance and involution within lung tissue, followed by the characterization and quantification of these structures. I have then thoroughly characterized the evolution of ILC3 throughout pulmonary inflammation. I have studied their transcriptomic profile and assessed their lymphoid tissue inducing capacities, both in vitro and in vivo. Our data showed that ILC3 proportions are increased in mouse lungs in parallel to TLS neogenesis, and these cells expressed numerous transcripts of genes encoding major molecules involved in the very first steps of lymphoid organogenesis. Adoptive transfer of isolated LPS-induced eGFP+ ILC3 showed that these cells can migrate to the lungs of recipient mice and boost pulmonary TLS formation following low dose LPS treatment. Thus, this work unravelled a promising cellular target to be explored for pulmonary TLS induction. Moreover, considering the lungs’ dense innervation, our laboratory had started investigating how sympathetic nerve signalling impacts pulmonary TLS formation. Using selective 6-OHDA-mediated sympathetic nerve fibers depletion, I showed that decreased numbers and density of TLS are formed in the absence of sympathetic innervation in the LPS model. Moreover, following 6-OHDA treatment, I reported a significant decrease in pulmonary naive B cells proportion after LPS treatment, as well as in the primary antibody response to ovalbumin immunization. These data prompted me to hypothesize that sympathetic innervation participates in TLS formation within inflamed pulmonary tissue, through the modulation of the B cell compartment. Overall, my thesis work has aimed at a better understanding of the mechanisms underlying pulmonary TLS formation, and identified ILC3 as a cellular target that could be manipulated to enhance TLS formation, thus improving the prognosis of patients with infections or cancers

L’existence de réponses immunitaires adaptatives anti-tumorales a été largement démontrée. Afin de mieux appréhender les relations complexes entre le micro-environnement immunitaire et les cellules tumorales, nous avons étudié la localisation in situ des cellules immunitaires dans le cancer pulmonaire. Nous avons montré que les lymphocytes infiltrant ces tumeurs peuvent s’organiser en structures lymphoïdes ectopiques ou tertiaires, que nous avons nommées Ti-BALT (Tumor-induced Bronchus-associated lymphoid Tissue). Nous avons également établi qu’une forte densité intra-tumorale de ces structures est un facteur de bon pronostic post-chirurgie. Je me suis intéressé à la formation de ces structures et j’ai montré que la présence de Ti-BALT est associée à l’expression de gènes impliqués dans l’organogénèse lymphoïde, suggérant que des mécanismes similaires pourraient être à l’origine des Ti-BALT. J’ai ensuite étudié les mécanismes de recrutement des lymphocytes T (LT) au sein des Ti-BALT. Une approche de microdissection laser m’a permis d’obtenir un profil d’expression de molécules chimioattractantes et de molécules d’adhérence associées aux LT des Ti-BALT. La pertinence de ces molécules au niveau tissulaire a ensuite été vérifiée par immunomarquage et cytométrie en flux. Enfin, j’ai montré que les LT des Ti-BALT sont en majorité des CD4+ centraux mémoires, dont certains sont activés. De plus, ces cellules peuvent proliférer in situ et former des contacts étroits avec des cellules dendritiques matures évoquant des synapses immunologiques. L’ensemble de ces données est en faveur d’une participation active des Ti-BALT au développement de réponses immunitaires locales protectrices.

Le rôle majeur du système immunitaire dans le contrôle des tumeurs est aujourd’hui clairement établi et l’impact pronostique favorable des lymphocytes T (LT) intratumoraux a été démontré dans la majorité des cancers humains. Néanmoins, les mécanismes gouvernant leur recrutement et leur activation au sein des tumeurs demeurent mal compris. Le paradigme actuel veut que la réponse immunitaire anti-tumorale soit initiée à distance de la tumeur, dans les organes lymphoïdes secondaires (SLO). Au sein des tumeurs pulmonaires humaines, nous avons rapporté la présence de structures lymphoïdes tertiaires (TLS) présentant de fortes analogies structurales avec les SLO. Nous avons émis l ‘hypothèse que les TLS pourraient jouer un rôle majeur dans l’établissement d’une immunité protectrice. Nous avons mis en évidence, spécifiquement au sein des TLS, une expression coordonnée de chimiokines et de molécules d’adhérence associée à la présence de LT et de vaisseaux sanguins spécialisés dans leur recrutement. J’ai ensuite démontré que la densité de TLS était associée à une signature immunitaire intratumorale particulière caractérisée par une infiltration massive de LT CD8+ et une expression coordonnée des gènes de l’immunité à médiation cellulaire (polarisation Th1, cytotoxicité, activation des LT). J’ai enfin rapporté qu’une forte infiltration de LT CD8+ était corrélée à un pronostic de survie favorable, ceci uniquement lorsqu’elle est associée à la présence de TLS. L’ensemble de ces données suggère que les TLS peuvent participer activement à la « formation » du contexte immunitaire intratumoral et promouvoir l'établissement d'une immunité anti-tumorale protectrice
The major role of the immune system against tumor development is now clearly established. A favorable prognostic impact of T cell infiltrate has been demonstrated in the majority of human cancers. Nevertheless, the mechanisms governing T cell recruitment and activation into tumors remain poorly characterized. A dogma is that anti-tumor immune response takes place at distance of the tumor, in secondary lymphoid organs (SLO). We previously reported the presence of tertiary lymphoid structures (TLS) in human lung tumors. Based on their structural analogy with SLO, we hypothesized that these TLS could be implicated in the shaping of a protective anti-tumor immune response. A specific chemoattractants gene expression signature associated with the presence of high endothelial venules and T cells was identified in these TLS. We demonstrated that TLS density predicts a strong infiltration of CD8+ T cells associated with a coordinated expression of cell-mediated immune response related genes (Th1 polarization, cytotoxicity, T cell activation) in lung tumors. Finally, we observed that CD8+ T cell density is associated with a favorable outcome only in tumors with a high density of TLS. All together, these data strongly argue for an active participation of TLS in shaping the immune contexture for the establishment of a protective anti-tumor immune response

Dans cette étude, nous avons tenté de décrypter les mécanismes reliant l’augmentation de lymphocytes infiltrant les tumeurs (LIT) T CD8+ et un pronostic clinique défavorable dans le cancer du rein à cellules claires (ccRCC). Pour cela, nous avons déterminé 1) la relation entre le pronostic associé à l'expression d’immune checkpoints et l’infiltrat de cellules dendritiques (DC) et de LT CD8+ et 2) les caractéristiques phénotypiques des LIT T CD8+. L’expression des immune checkpoints a été déterminée par immunohistochimie dans une cohorte de 135 ccRCC. Nous avons constaté que les densités des cellules exprimant CD8, PD-1 et LAG-3 sont corrélées, et associées à une diminution de PFS et OS. Egalement, les patients dont les tumeurs présentent des densités élevées de cellules PD-1+ et PD-L1 et/ou PD-L2 +, ont le taux de survie le plus faible. Des densités élevées de DC immatures isolées dans le stroma tumoral sont associées à une forte expression d’immune checkpoints et à un faible taux de survie chez ces patients. En revanche, les patients présentant un taux de survie prolongé ont une densité élevée de lymphocytes CD8+, des DC matures au sein de structures lymphoïdes tertiaires, ainsi qu’une faible expression d’immune checkpoints. Nous avons analysé les LIT T CD8+ chez 21 patients ccRCC par Cytométrie de Flux. On a trouvé un groupe de patients (8/21) dont les tumeurs sont caractérisées par la surexpression de marqueurs inhibiteurs (PD1 et TIM3) et de d'activation (CD69 et CD38), par l'expansion des cellules T CD8 + mémoires effectrices et un plus grand potentiel d’agressivité. En résumé, nous avons démontré qu’une densité élevée de LIT T CD8+ dans les ccRCC est accompagnée d’une forte expression d’immune checkpoints et d’une réponse immunitaire mal coordonnée dans un sous-groupe de tumeurs agressives
To decipher the potential mechanisms linking increased CD8+ T cell infiltration with an adverse clinical outcome in ccRCC, in this study we determined: 1) the prognosis associated with the expression of immune checkpoints and its coordination with dendritic cell (DC) and CD8+ cell infiltration, and 2) the phenotypic traits of CD8+ tumor infiltrating lymphocytes. The prognosis associated with CD8+ and DC infiltrations, in addition to the expression of immune checkpoints were investigated in a cohort of 135 ccRCC by quantitative immunohistochemistry. We found that the densities of CD8+, PD-1+ and LAG-3+ cells were closely correlated, and independently associated with decreased PFS and OS. In addition, patients whose tumors presented both high densities of PD-1+ cells and PD-L1+ and/or L2+ tumor cells, displayed the worst clinical outcome. High densities of immature DC isolated in the tumour stroma were associated with high expression of immune checkpoints and patients’ poor clinical outcome. In contrast, the presence of mature DC within Tertiary Lymphoid Structures identified, among the tumours with high CD8+-TIL densities, those with low expression of immune checkpoints and prolonged survival. We also investigated the phenotype of freshly isolated CD8+TIL in 21 ccRCC by flow cytometry. We found a group tumors (8/21) characterised by the over-expression of inhibitory (PD-1 and TIM-3) and activation markers (CD69 and CD38), the expansion of the effector memory cell subpopulation (CCR7-CD45RA-), and a trend toward more aggressive features. In summary, we demonstrated that the infiltration with CD8+ TIL in ccRCC is accompanied by the enhanced expression of immune checkpoints and a poorly coordinated immune response in a subgroup of aggressive tumors

Une tumeur est un environnement complexe comprenant à la fois des composants immunitaires et non immunitaires. Dans notre équipe, nous avons démontré précédemment le rôle des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) dans les cancers du poumon, dans la génération de réponses anti-tumorales protectrices. Cependant, les tumeurs peuvent se développer en utilisant des mécanismes d’immunosuppression tels que l’infiltration des cellules T régulatrices (Tregs) dans le microenvironnement tumoral. Cette thèse a étudié le mécanisme présumé des Tregs dans la régulation des réponses immunitaires dans le cancer du poumon. Cette étude démontre la présence de Tregs FoxP3+ dans les TLS aussi bien que dans les autres régions tumorales. Les Tregs infiltrant la tumeur (Ti-Tregs) présentent un phénotype de lymphocytes T à mémoire centrale, et effecteur mémoire. Ces cellules expriment un vaste répertoire de molécules d’activation et de « chekpoints » immunologiques. L’analyse de l’expression des gènes et des résultats de cytométrie en flux a montré que les Tregs expriment des marqueurs de co-stimulation et de co-inhibition. Une forte densité de Ti-Tregs dans les TLS ou les autres régions tumorales, est associée à une faible survie des patients. Lorsqu’on combine ce résultat avec la densité de DC matures ou lymphocytes B associés aux TLS ou CD8+, un groupe de patients présentant de faible densités de ces cellules mais de fortes densités en Tregs a le pronostic le moins favorable avec le plus grand risque de décès. Les Tregs créent un environnement immunosuppresseur dans les cancers pulmonaires. Ce mécanisme pourrait être une explication de la réduction observée de la survie de ces patients
Tumor comprise complex niche of the immune and non-immune components. The complex interaction between the tumor cells with its environment turns into either eradication or the growth and metastasis of the tumors. We have previously demonstrated the role of TLS (tertiary lymphoid structures) in lung tumors, in protective anti-tumor responses. Despite of this, tumors do develop via exploiting the regulatory mechanisms, particularly includes, infiltration of the Tregs (regulatory T cells). The aim of thesis was to study the putative role of Tregs in regulating the immune responses in lung cancer. This study strongly demonstrates the presence of FoxP3+ Tregs in the TLS as well as non-TLS areas of the lung tumors. Tregs mainly exhibit central and effector memory phenotype expressing vast repertoire of the activation and immune checkpoint molecules. The gene expression and flow cytometry data showed that Tregs express the co-stimulatory and inhibitory markers which are known to be involved in the their activation and immune suppression. The high density of the Ti-Tregs either in TLS or in nonTLS areas is associated with the poor survival of the NSCLC patients. When combined with the density of TLS mature DC or B cells or CD8+ T cells, a group of patients with the low DC, B cells and CD8+ T cells but high Tregs densities, had the worst clinical outcome. This allowed, to identify the NSCLC patients with highest risk of death. Thus, it be concluded that the Tregs create the immunosuppressive environment in the lung tumors by acting in both TLS and nonTLS areas of the tumors and thus could be possible reason for the reduced survival of the lung cancer patients

Les tumeurs sont composées de cellules malignes et d'une grande variété de cellules non-tumorales, en particulier des cellules immunitaires qui forment le micro-environnement tumoral (MET). Il a été démontré que la composition du MET était associée au devenir clinique des patients, en termes de survie et de réponses thérapeutiques. Avec le développement récent des immunothérapies qui ciblent des éléments spécifiques du MET, l'immunité anti-tumorale a soulevé un intérêt majeur. Plusieurs méthodologies ont été mises au point afin d'étudier la composition du MET, avec une précision toujours plus grande. En particulier, des méthodes comme MCP-counter permettent d'exploiter les données transcriptomiques de la tumeur entière afin de quantifier les différentes populations qui composent le MET. Le volet méthodologique de ce travail de thèse a ainsi consisté à proposer une amélioration de MCP-counter, en particulier pour l'analyse de données RNA-Seq. Une adaptation de la méthode pour des données issues de modèles murins (mMCP-counter) est également proposée. MCP-counter permet d'analyser rapidement le MET de larges séries de tumeurs. Un second volet de cette thèse consiste en l'application de cette méthode pour établir une classification immunitaire des sarcomes des tissus mous, un type de cancer rare, hétérogène et agressif. Cette classification immunitaire a permis de mettre en évidence des groupes de tumeurs faiblement ou fortement infiltrés, ainsi qu'un groupe marqué par une forte vascularisation. De manière intéressante, la classification immunitaire permet de prédire la réponse des patients aux immunothérapies. Ce travail a aussi démontré un rôle important des structures lymphoïdes tertiaires (SLT). Les SLT sont des structures de type noeud lymphatique composées de lymphocytes B et T qui se forment dans la tumeur ou à proximité de celle-ci. Au sein des SLT, une réponse immunitaire anti-tumorale peut se former et maturer. L'intérêt porté aux SLT est de plus en plus important pour de nombreux types de cancers. Dans la plupart des types de cancer, une forte infiltration de la tumeur par des lymphocytes T, en particulier CD8+, est associée à une meilleure survie des patients. Cependant, le carcinome rénal à cellules claires et le cancer de la prostate sont des exceptions à cette règle. En effet, dans ces deux cancers urologiques, la présence dans la tumeur de lymphocytes T est associée à une survie plus courte des patients, ainsi qu'à une rechute et une progression plus précoce. Ces exceptions sont détaillées dans une troisième partie de cette thèse, par une description minutieuse du MET, ainsi que par l'analyse de l'implication du système du complément. Dans leur ensemble, les résultats présentés dans cette thèse démontrent qu'en combinant différentes méthodes d'analyse, in silico, in situ et in vivo, il est possible d'obtenir une vision extrêmement complète du MET. La connaissance des types cellulaires présents dans la tumeur ainsi que leur orientation fonctionnelle permet de guider le soin apporté aux patients et d'améliorer leur devenir clinique. La description complète du MET ouvre la voie à une médecine personnalisée pour les patients atteints de cancer
Tumors are composed not only of malignant cells but also contain a vast variety of non-malignant cells, notably immune cells forming the tumor microenvironment (TME). The composition of the TME was shown to be associated with clinical outcome for cancer patients, in terms of survival and therapeutic responses. With the relatively recent development of immunotherapies targeting specific elements of the TME, tumor immunology has risen a strong interest and holds a strong therapeutic potential. Several methodologies have been developed to study the composition of the TME with an increased precision. Notably, some methods such as MCP-counter enable the use of the tumor bulk transcriptome to quantify cell populations composing the TME. The methodological aspect of this PhD project consisted in setting up an enhanced version of MCP-counter that can be readily applied to RNA-Seq data, as well as propose an adaptation of the method for mouse models. Using MCP-counter, the TME of large series of tumors can be easily analyzed. The application part of this PhD work consisted of applying MCP-counter to establish an immune-based classification of soft-tissue sarcoma, a rare, aggressive and heterogeneous cancer type. The immune classification notably allowed to identify immune low and high groups, and a group characterized by a strong vasculature. Interestingly, the classification was notably found to be predictive of the patients' response to immunotherapies. It also highlighted an important role of tertiary lymphoid structures (TLS). TLS are lymph-node-like structures composed of T and B cells that form within the tumor or in close proximity. They are a site of formation and maturation of antitumoral immune responses. TLS are raising a growing interest in many malignancies. In most cancer types, a strong infiltration by T cells, in particular CD8+ T cells, is associated with a favorable clinical outcome. However, clear-cell renal cell carcinoma and prostate cancer are exceptions to this general rule. Indeed, in these urological cancers, an increased infiltration by T cells is associated with a decreased patient survival and with earlier relapse and disease progression. In a third part of this thesis, these exceptions are investigated with more details by scrutinizing the TME, and questioning the implication of the complement system. Overall, this thesis presents how the combination of several analysis methods, in silico, in situ and in vivo, can help achieve an extremely precise description of the TME. Knowing accurately what cell populations and what their functional orientation can help guide patients care and improve clinical outcome. Complete description of the TME opens the way towards personalized medicine for cancer patients