Le lymphome folliculaire (FL) est le lymphome non-hodgkinien indolent le plus fréquent qui représente 20 à 25% des cas. Le FL est dans 90% des cas caractérisé par la translocation chromosomique t(14;18) des lymphocytes B, qui entraine la surexpression de BCL-2. Pour se développer, le FL est dépendant de son microenvironnement qui fournit notamment des signaux de survie et de prolifération aux lymphocytes B. Ce microenvironnement est composé en partie de cellules stromales lymphoïdes (LSC), qui, dans un contexte physiologique, structurent l’organe et soutiennent la mise en place de réactions immunitaires dans les centres germinatifs. En revanche, dans un contexte pathologique, ces cellules vont acquérir un phénotype pro-tumoral et sécréter des chimiokines telle que CXCL12, dérégulant l’homéostasie du tissus. Les mécanismes impliqués dans la transition de ces cellules vers un phénotype de type fibroblaste associé au cancer ne sont, à ce jour, pas connus. Au cours de mon projet de thèse, j’ai mis en évidence le rôle de KDM6B, une déméthylase spécifique de la marque H3K27, dans la différenciation des LSC physiologiques et pathologiques. J’ai également identifié une nouvelle voie de signalisation impliquée dans la différenciation pathologique des LSC, impliquant le facteur de transcription STAT1 sous l’influence de l’IL-4 sécrétée par les lymphocytes TFH. L’impact de l’activation de cette voie sur les lymphocytes B de FL reste encore à décrire.

Mieux comprendre l'homéostasie des cellules B est une clé pour la maîtrise des maladies où elles interviennent. Les cellules B mémoires acquièrent leur identité tant via des changements transcriptomiques et épigénétiques consécutifs à l’activation, que par des remaniements génétiques définitifs du récepteur pour l’antigène (BCR). Cette thèse a exploré des aspects encore mal connus de ces remaniements génétiques, avec un focus spécifique sur des séquences non codantes singulières du locus IgH humain : séquences répétitives distribuées à travers le locus (notamment au niveau des superenhancers et en aval des gènes constants), séquences riches en ADN G-quadruplexes, séquences transcrites en lncRNA. Ces séquences singulières pourraient jouer un rôle dans la régulation de la physiologie du locus et sont elles-mêmes éventuellement concernées par les recombinaisons du locus IgH lors de la commutation de classe des immunoglobulines ou par la terminaison de l’expression du BCR qui est souvent consécutive à l’activation B. En parallèle, cette thèse a aussi poursuivi la traque d’une cinquième sous-classe d’IgG humaine, l’IgG5 potentiellement codée par le pseudogène yg. L’ensemble de ces éléments dévoile une cartographie spécifique du locus IgH humain, dont certains aspects n’ont pas d’équivalent chez la souris et dont l’exploration devra être poursuivie pour obtenir une vraie compréhension détaillée de la génétique des immunoglobulines humaines.

La leucémie à grands lymphocytes à grains (LGLG) est un syndrome lymphoprolifératif rare, divisé en deux entités : LGLG-T et LGLG-NK. Différencier une prolifération réactionnelle d’une authentique LGLG-NK constitue une difficulté diagnostique majeure. Nous avons développé un score basé sur la lymphocytose NK, le répertoire KIR et le profil mutationnel d’une cohorte de 114 patients, montrant une sensibilité de 83% et une spécificité de 96% pour le diagnostic de LGLG-NK. De plus, nous avons décrit pour la première fois une mutation du gène TET2 dans 34% des LGLG. Par une analyse d'exome sur les cellules NK, T et myéloïdes triées, nous avons montré que la mutation TET2 pouvait être acquise précocément dans l'histoire de la maladie, éventuellement au sein d'une hématopoïèse clonale. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons analysé le répertoire TCR par séquençage haut-débit de 49 patients LGLG-T inclus dans le protocole national de traitement de première ligne. Nous avons ainsi identifié une surreprésentation du gène TRBV2 dans les clonotypes de LGLG par rapport aux témoins sains. Les 5 patients TRBV2+ présentaient une neutropénie plus profonde, une faible lymphocytose et un profil cytokinique particulier (IL-15, IL-17 et TNFa augmentées). Deux d’entre eux ont vu leur LGLG se transformer en lymphome T de haut grade. L’analyse séquentielle de l’exome complet de ces 2 cas a permis d’identifier la mutation du gène TP53 comme un élément crucial du processus de transformation. Ce travail a permis d’améliorer les connaissances sur le profil moléculaire des LGLG et ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques dans cette pathologie rare.

La différenciation des lymphocytes B (LyB) en plasmocytes (PC) est un processus complexe pouvant faire place à l’émergence de maladies malignes lymphoprolifératives. Les enzymes PIM sont des Ser/Thr kinases qui phosphorylent un grand nombre de protéines favorisant ainsi la survie, la prolifération, la migration cellulaire et, dans les cancers, l’agressivité et la résistance au traitement. L’engagement précoce des LyB vers la génération des PC est associé à une importante reprogrammation cellulaire où émerge une forte expression de PIM2. Par son activité kinase, PIM2 exerce un rôle pivot dans le processus de différenciation en favorisant l’entrée en cycle cellulaire et en contrôlant l’activation de la caspase 3. Dans les PC matures, PIM2 se maintient à haut niveau et perpétue sa fonction dans le contrôle de l’apoptose. Par son action directe sur la réponse au stress cellulaire du RE, elle atténue l’activation de la voie de l’ISR dépendante de la kinase PERK, ce qui contribue au contrôle de la voie mitochondriale de l’apoptose. Par nos approches nous montrons une convergence des effets médiés par PIM2 sur cette voie en particulier en diminuant la charge de MCL1 en molécules pro-apoptotiques. Dans le myélome, les PC tumoraux sont dépendants de PIM2 au même titre que MCL1 pour leur survie. Sur la base de ces résultats, nous montrons que l’inhibition combinée de PIM2 et MCL1 dans des lignées de myélome est fortement synergique pour induire la mort des cellules in vitro. In vivo, dans notre modèle de xénogreffe original, cette association thérapeutique permet un blocage de la progression tumorale.

Le lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL), agressif, et le lymphome folliculaire (FL), indolent, sont les deux lymphomes les plus fréquents. Le microenvironnement tumoral (TME) immun et non immun joue un rôle de soutien essentiel dans ces maladies. Bien que leur implication dans le pronostic et la pathogénie des lymphomes B soit reconnu depuis plusieurs années, les macrophages associés aux tumeurs (TAM) n'ont pas encore été caractérisés à l’échelle de la cellule unique dans le DLBCL et le FL. Nous explorons ici l'hétérogénéité des phagocytes mononucléés (MNP) et leur corégulation potentielle avec le compartiment stromal et endothélial dans les ganglions lymphatiques des lymphomes B, en comparaison à des organes lymphoïdes secondaires réactionnels, par cytométrie de masse, scRNASeq et des approches in silico. Nous mettons en évidence une co-régulation entre les TAM et les cellules endothéliales sanguines (BEC) dans les lymphomes. Nous identifions une interaction spécifique entre les BEC exprimant ANXA1 et les monocytes/macrophages exprimant FPR1/2 dans le DLBCL, confirmée in situ par immunofluorescence multiplex et imagerie par cytométrie de masse. Ce dialogue est associé à un pronostic défavorable et à un TME immunosuppressif dans le DLBCL, et pourrait constituer une cible thérapeutique.

La thérapie cellulaire, exploitant le système immunitaire du patient, connaît un développement considérable pour le traitement de différents cancers. Les cellules CAR-T en sont le premier exemple, mais l’utilisation d’autres types cellulaires est aujourd’hui envisagée. Les lymphocytes B sont des cellules intéressantes pour leur capacité à établir une mémoire immune, mais aussi à sécréter des anticorps spécifiques lorsqu’ils se différencient en plasmocytes. Un modèle thérapeutique dans lequel les cellules B du patient seraient prélevées et modifiées génétiquement pour l’expression d’un anticorps spécifique puis réinjectées présenterait l’avantage majeur de pouvoir continuellement infuser des anticorps thérapeutiques dans l’organisme, mais aussi de générer des cellules B mémoires surveillant les rechutes. Ce travail présente la preuve de concept d’une telle thérapie, avec la mise au point de l’édition génétique par CRISPR-Cas9 des lymphocytes B qui sont des cellules difficiles à manipuler ex vivo. Pour cela, une structure originale d’immunoglobuline sous forme de simple chaîne a été utilisée, permettant de simplifier l’édition génétique tout en tirant profit de tous les mécanismes d’expression et de maturation des immunoglobulines propres aux cellules B, que ce soit l’hypermutation somatique ou la commutation de classe. La fonctionnalité d’une telle structure « scFull-Ig » a été validée sur les cibles HER2 et CD20, ainsi que son expression par les cellules B primaires.

Les états infectieux sévères sont caractérisés par la survenue de perturbations immunitaires responsables d’une exacerbation de la susceptibilité aux infections secondaires. L’élaboration d’un modèle murin standardisé de double infections séquentielles (un sepsis suivi 5 jours après d’une infection acquise) nous a permis d’explorer les perturbations lymphocytaires T objectivant une majoration de l’apoptose de ces cellules ainsi qu’une diminution de leurs capacités à proliférer in vitro. Ces dysfonctions étaient associées à la présence d’une altération de la respiration mitochondriale. D’autre part, ont été observées une augmentation de la concentration de lymphocytes T régulateurs et de MDSC ainsi qu’une diminution de la concentration en arginine. La correction de l’hypoargininémie par supplémentation en citrulline a permis la correction de l’ensemble de ces perturbations ainsi qu’une diminution de la sévérité des infections acquises. Afin d’approfondir cette approche expérimentale, nous avons initié des analyses chez les patients atteints de COVID-19 permettant d’observer, là encore, la présence d’une lymphopénie corrélée à la sévérité ainsi que des dysfonctions lymphocytaires T associées à la survenue d’une hypoargininémie et à une majoration du risque d’infections secondaires. Enfin, a pu être objectivée la présence de populations cellulaires immunosuppressives préférentiellement chez les patients sévères. L’ensemble de ces résultats souligne le rôle clé du métabolisme de l’arginine au sein des mécanismes immunosupresseurs survenant au cours des états infectieux. La correction de l’hypoargininémie laisse entrevoir de nouvelles perspectives thérapeutiques afin de limiter les conséquences des phénomènes immunosuppresseurs induits par le sepsis.