L’implication du CD154 résistant au clivage enzymatique dans l’activité anti-tumorale

Abstract

Le CD154, connu aussi sous le nom de CD40 ligand (CD40L) ou gp39, est une glycoprotéine transmembranaire de type II, de 33-39 KDa, appartenant à la famille des facteurs de nécrose tumorale (TNF). Elle est exprimée d’une façon transitoire à la surface de différents types cellulaires telles que les lymphocytes T activés, les plaquettes activées, monocytes, cellules dendritiques, basophiles, éosinophiles et également sur des cellules non hématopoïétiques telles que les fibroblastes, cellules endothéliales vasculaires et cellules des muscles lisses. Le CD154 membranaire se trouve à la surface de ces cellules sous une forme trimérique. Ce homotrimére devient soluble suite à un clivage enzymatique par les métalloprotéinases (ADAM-10, ADAM-17).

Le CD40 est le récepteur principal de CD154, la liaison du CD154 avec le CD40 est à la base de l’interaction des lymphocytes T avec les lymphocytes B, primordiale à la prolifération, différenciation et commutation isotypique des immunoglobulines chez les lymphocytes B. Le CD154 interagit aussi avec trois autres récepteurs appartenant tous à la classe des intégrines : l’interaction du CD154 avec l’αIIbβ3 au niveau des plaquettes, induit la stabilisation du thrombus plaquettaire, l’interaction du CD154 avec l’α5β1 (sous forme inactive) au niveau des cellules phagocytaires, induit une production d’IL-8 par ces cellules et l’interaction du CD154 avec l’αMβ2 (sous forme active) induit une activation cellulaire, adhésion et une migration des cellules inflammatoires. Des études récentes de notre laboratoire ont révélé que l’interaction du CD154 avec ses quatre récepteurs induit une activation bidirectionnelle. Cependant, à notre grande surprise nous avons observé que le clivage du CD154 de la membrane cellulaire reste une propriété spécifique au CD40.

Le travail illustré dans ce mémoire, consiste à la génération des anticorps monoclonaux (mAbs) capables d’inhiber le clivage du CD154, ainsi que des protéines CD154 mutantes résistantes au clivage. Ceci nous a permis d’étudier le rôle biologique de l'inhibition du clivage du CD154 in vitro et l’évaluation de l’efficacité de nos mAbs bloquants dans un modèle de cancer in vivo. Nos résultats montrent que l’inhibition du clivage induit une régression des tumeurs (MC38) chez les souris C57BL/6 suite l’administration du mAb in vivo.

CD154, also known as CD40 ligand (CD40L) or gp39, is a type II glycoprotein, belonging to the tumor necrosis factors (TNF) with a molecular weight of 33-39 KDa. The CD154 is expressed in a transitory way on different cell types such as activated T cells, activated platelets, monocytes, dendritic cells, basophils, eosinophils, and also on non-hematopoietic cells such as fibroblasts, vascular endothelial cells and smooth muscle cells. Like other members of the TNF superfamily, the CD154 forms a non-covalently linked homotrimer. This trimer becomes soluble after a proteolytic cleavage, requiring the implication of the metalloproteinases ADAM-10 and ADAM-17.

The binding of the CD154 with its classical receptor, CD40, is the basis of the T-B cell interaction and it is crucial for B proliferation, differentiation and isotype switching. In addition to CD40, CD154 was shown to bind to three additional receptors, belonging to the integrin family, αIIbβ3, α5β1 and αMβ2. Binding of CD154 to the αIIbβ3 plays an important role in platelet thrombus stabilization. The interaction with the inactive form of the α5β1 leads to the activation of MAPK/ERK1/2 and IL-8 production. The active form of the αMβ2 interacts with the CD154 and induces cellular activation, adhesion and migration of inflammatory cells. Recent studies of our laboratory have revealed that the interaction of CD154 with its different receptors induces bidirectional activation. However, its cleavage remains a property to CD40.

The presented work shows the generation of monoclonal antibody (mAb) capable of inhibiting the cleavage of the CD154 as well as the generation of CD154 mutant protein resistant to cleavage. This will allow us to study the biological role of the inhibition of the CD154 cleavage in vitro and evaluate the efficiency of our blocking mAbs in a cancer model in vivo. Our results show that inhibition of cleavage induced tumor regression in C57BL/6 mice, following the administration of the mAb in vivo.