PD-L1 interagit spécifiquement avec la molécule de costimulation B7-1 pour inhiber la réponse de la cellule T

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1 M. Butte et al Immunity 2007 DOI PD-L1 interagit spécifiquement avec la molécule de costimulation B7-1 pour inhiber la réponse de la cellule T 1

2 Généralités L'activation du lymphocyte est due à une reconnaissance TCR /CMH + Peptide, grâce aux cellules CPA (cellule presentatrice de l'antigène: les monocytes et les cellules dendritiques). L activation du lymphocyte T nécessite 3 signaux: -un peptide antigénique présenté par une molécule de CMH -un signal de costimulation délivré par l'interaction de CD28 (récepteur de la costimulation) avec B7-1/2 (CD80/CD86) présent sur les CPA -des signaux portés par les cytokines présentes dans le milieu cellulaire. Il a été montré que la voie de costimulation B7-1/B7-2 lié au CD28 est très importante dans l'activation du LT mais aussi dans la tolérance. La tolérance est l'acquisition d'un état de non réponse vis a vis d'un antigène. Elle dépend de la façon dont l'antigène est présenté la première fois au système immunitaire. 2

3 Activation du lymphocyte T 3

4 De nouvelles molécules de la famille B7 Ces dernières années de nouveaux membre de la famille B7 ont été découvert comme le recepteur de costimulation PD-1 et ses deux ligand PD-L1/PD-L2. Des expériences d'adhérence cellulaire entre: d'une part une plaque sur laquelle B7-1-Ig est fixée et d'autre part des cellules transfectées avec de l'adnc (dans un plasmide) issu de cellules Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ activées ont permis de mettre en évidence une nouvelle interaction. Le séquençage de l'adnc plasmidique des cellules adhérentes montre l existence d'une nouvelle molécule capable de se lier à B7-1. Ces nouvelles molécules de costimulation semblent être impliquées dans l'inhibition de la prolifération du lymphocyte T en inhibant la voie de costimulation, étape nécessaire dans l'activation des LT. Quel est le rôle de l'interaction B7:PD-L1 dans la régulation de l activation du lymphocyte T? 4

5 Fig 1:Equilibrium Binding Constants of B7-1 and PD-L1 Interactions L'affinité de B7-1:PD-L1 par SPR B7-1:PD-L1 B7-1:CD28 Kd= 4μM CTLA-4:B7-1 PD-1:PD-L1 PD-1:PD-L2 Pas d'interaction spécifique entre B7-1 et PD-L2 ou entre B7-2 et PD-L1 ou PD-L2 Interaction unique et spécifique entre PD-L1 et B7-1 avec une affinité intermédiaire entre B7-1:CD28 et PD-1:PD-L1 ou B7-1:CTLA-4 5

6 Figure S5. Localization of Binding Site between B7-1 and PD-L1 via Mass Spectrometry Site de fixation de PD-L1 sur B7-1 B7-1-Ig lié au sulfo-sbed + PD-L1-Ig crosslinking avec lumière UV migration sur gel non dénaturant SDS-PAGE marquage au Bleu de Coomassie Bande de 341kDa traitée et analysée par spectrométrie de masse 6

7 Figure 2: Localization of the B7-1:PD-L1 Binding Site Site d'interaction B7-1:PD-L1 B7-1 PD-L1 PD-L1 CTLA-4 B7-1 PD-1 Chevauchement partiel de l'interface B7-1:PD-L1 B7-1:CTLA-4 PD-L1:PD-1 CTLA-4 CD28 et PD-L1 sont en compétition pour lier B7-1 B7-1 et PD-1 sont en compétition pour lier PD-L1 7

8 Expérience d'adhérence cellulaire 8

9 B7-1 peut interagir avec PD-L1 1G A1 ont des épitopes différents sur B7-1 seul l épitope 1G10 chevauche l interface B7-1:PD-L1 10F.9G2 bloque l interaction PD-L1:PD-1 Blocage partiel avec CTLA-4 sites chevauchants Figure 3: Cell-Adhesion Assay Shows Specific Binding of B7-1 to PD-L1 B7-1 semble lier PD-L1 et CTLA-4 sur des 9

10 Figure 3: Cell-Adhesion Assay Shows Specific Binding of B7-1 to PD-L1 B7-1 peut interagir avec PD-L1 Incubation avec 10F.9G2 10F.2H11 1G10 blocage interaction PD-L1:B7-1 Incubation CTLA-4-Ig ou PD-L1 blocage intermédiaire interaction PD-L1:B7-1 B7-1 et PD-L1 peuvent interagir et cette interaction est bloquée de manière spécifique 10

11 Figure 4: Proliferation of Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ T Cells Is Reduced by B7-1 Inhibition de la prolifération des cellules Cd28ˉ/ˉ et Ctla-4ˉ/ˉ par B7-1 LT CD4 WT prolifèrent mieux en présence de B7-1+CD3 la prolifération des LT Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ est inhibée par B7-1+CD3 B7-1+CD3 inhibe la prolifération des LT Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ 11

12 Figure 4: Proliferation of Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ T Cells Is Reduced by B7-1 Inhibition de la prolifération des cellules Cd28ˉ/ˉ et Ctla-4ˉ/ˉ par B7-1 Les cellules Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ produisent moins d interleukines lorsqu elles sont cultivées avec B7-1+CD3 12

13 Figure 5: Markers of Activation Are Diminished in Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ T Cells Stimulated with Anti-CD3 Plus B7-1 Diminution des marqueurs d activation chez les cellules Cd28ˉ/ˉ et Ctla-4ˉ/ˉ CD69 CD25 CD44: marqueurs de surface de l activation des cellules T Culture de cellules Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ ˉavec B7-1+CD3 diminution de l expression des marqueurs CD69 CD25 CD44 13

14 Figure 5: Markers of Activation Are Diminished in Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ T Cells Stimulated with Anti-CD3 Plus B7-1 Diminution des marqueurs d activation chez les cellules Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ Signal d inhibition par B7-1 aux cellules Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ diminution prolifération production cytokines expression des marqueurs 14

15 Figure6: Proliferation of Pcdcˉ/ˉ T Cells Is reduced by PD-L1 Inhibition de la prolifération des cellules Pdcd1ˉ/ˉ par PD-L1 Les cellules Pdcd1ˉ/ˉ prolifèrent moins lorsqu elles sont cultivées avec PD-L1+CD3 Les cellules Pdcd1ˉ/ ˉproduisent moins d interleukines en présence de PD-L1+CD3 15

16 Figure6: Proliferation of Pcdcˉ/ˉ T Cells Is reduced by PD-L1 Inhibition de la prolifération des cellules Pdcd1ˉ/ˉ par PD-L1 PD-L1+CD3 inhibe la prolifération des cellules WT et Pdcdˉ/ˉ PD-L2+CD3 inhibe la prolifération des cellules WT mais pas celle des cellules Pdcdˉ/ˉ Il existe une action inhibitrice de PD-L1 (mais pas de PD-L2) sur les cellules Pdcdˉ/ˉ cohérent avec capacité de B7-1 de lier PD-L1 mais pas PD-L2 16

17 Figure7: Specificity of B7-1:PD-L1 Interactions Confirmation de la spécificité B7-1P:D-L1 B7-1+αCD3 inhibe la prolifération Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ mais n inhibe pas celle des cellules Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ Cd274ˉ/ˉ B7-1 agit spécifiquement au travers de PD-L1 pour inhiber la prolifération des LT Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ B7-1 ne peut pas exercer son effet inhibiteur sur les LT Pdcd1ˉ/ˉ Cd28ˉ/ˉ Ctla-4ˉ/ˉ 17

18 Figure7: Specificity of B7-1:PD-L1 Interactions Confirmation de la spécificité B7-1P:D-L1 PD-L1+αCD3 diminue la prolifération des cellules WT et Pdcd1ˉ/ˉ PD-L1+αCD3 a peu d effet sur les cellules Pdcd1ˉ/ˉ Cd80ˉ/ˉ PD-L1 peut exercer un effet inhibiteur sur les LT à travers PD-1 ou B7-1 interaction spécifique et bidirectionnelle entre B7-1 et PD-L1 qui inhibe la réponse LT 18

19 Conclusion- discussion B7-1 et PD-L1 sont capables d'interagir de manière spécifique. Il existe un signal inhibiteur porté par l'interaction B7-1:PD-L1 qui diminue: l'expression de marqueurs d'activation à la surface des LT CD4 la prolifération des LT CD4 la production de cytokines Affinité B7-1:PD-L1 plus forte que B7-1:CD28 B7-1 sur CPA préfère lier PD-L1 plustôt que CD28 présents sur le LT quiescent avec pour conséquence un certain degrée d'inhibition PD-L1 et B7-1 sont induits après activation du LT, mais la cinétique détaillée de leur expression lors de la réponse immune n'est pas clair. LT déficient en B7-1 prolifèrent plus que les LT WT et accélèrent la maladie graft-vshost lors d'une transplantation de moelle osseuse chez la souris. B7-1 et PD-L1 sont exprimés dans les LT, LB, DCs et macrophage interaction bidirectionnelle entre B7-1/2. Des cellules dendritiques développent un état de tolérance lorqu'elles sont cultivées avec CTLA-4-Ig ou des AC dirigé contre B7-1 et PD-L1. PD-L1 sur les celulles non hématopoietiques peut interagir avec B7-1 sur les LT pour protéger les tissus de l'auto-immunité. Comment le LT intègre la compétition entre CTLA-4 CD28 et PD-L1 pour lier B7-1? 19

20 The B7 Family and Cancer Therapy: Costimulation and Coinhibition Clin Cancer Res 2007 X. Zang et J.P. Allison 20

21 The B7 Family and Cancer Therapy: Costimulation and Coinhibition Clin Cancer Res 2007 X. Zang et J.P. Allison 21

22 The B7 Family and Cancer Therapy: Costimulation and Coinhibition Clin Cancer Res 2007 X. Zang et J.P. Allison 22

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