Des preuves croissantes mettent en évidence le rôle crucial des cellules T CD4 dans l'immunité anti-tumorale et une variété d'antigènes associés aux tumeurs (TAA) reconnues par les cellules T CD4 ont été identifiées dans les cancers humains. Les peptides antigéniques dérivés des TAA, présentés par les molécules HLA de classe Il sont de plus en plus ciblées en immunothérapie, mais on sait peu sur les fréquences de précurseurs de cellules T CD4 TAA spécifiques chez l'homme. Des défis majeurs dans le contrôle des cellules circulantes spécifiques T CD4 contre la tumeur chez l'être humain sont dues à la très basse fréquence de ces cellules et à l'absence d'outils fiables pour leur détection. Ici, nous avons adopté l'approche des bibliothèques de cellules T pour estimer les fréquences de précurseurs et de caractériser fonctionnellement des cellules spécifiques T CD4 contre des antigènes tumoraux chez les individus sains et des patients atteints de cancer. Chez les donneurs sains, nous rapportons des fréquences de cellules T CD4 naïfs spécifiques pour les TAA sont comparables à celles des cellules T CD4 spécifiques pour des agents infectieux. Fait intéressant, nous avons également identifié des faibles mais cohérents avec les cellules T CD4 mémoire spécifiques pour plusieurs TAA. Chez les patients souffrant de mélanome, avant et après l'immunothérapie à base de peptides, basses fréquences de lymphocytes T CD4 circulants TAA-spécifiques ont été détectées avec une tendance à l'augmentation lors de la post-vaccination. De telles réponses T CD4 anti-tumoraux ont également été détectées dans les tissus de tumeur infiltrée. Ces cellules T CD4 TAA spécifiques chez les patients présentaient un état très polyfonctionnel, avec inclinaison partielle de type-2 polarisation. Par l'isolement des ces cellules nous avons poursuivi la caractérisation en termes de reconnaissance de peptides et de l'utilisation du TCR Vft. Nous avons observé une spécificité contre des étirements distincts du TAA testé. Ce criblage à haut débit de cellules T CD4 spécifiques adapté ici a l'avantage de nécessiter peu de matériel biologique, d'être sans restriction à l'HLA de classe II et de permettre le dépistage concomitant pour un grand nombre d'antigènes d'intérêt. Il a le potentiel de fournir des informations précieuses sur l'immunité préexistante contre les TAA, contribuant ainsi à l'optimisation des immunothérapies à base de TAA actuelles. Elle représente également une approche de immunomonitoring facile pour évaluer les réponses des lymphocytes T dans les essais cliniques.
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Increasing evidence highlights the crucial rôles of CD4 T cells in anti-tumor immunity and a variety of tumor-associated antigens (TAA) recognized by CD4 T cells have been identified in human cancers. Antigenic peptides derived from TAA, presented by HLA class II molecules are increasingly being targeted in immunotherapy, but still little is known on the precursor frequencies of TAA-specific CD4 T cells in humans. Major challenges in the monitoring of circulating tumor-specific CD4 T cells in humans are due to very low frequency and the absence of reliable tools for their détection. Here, we adopted the approach of T cell libraries to estimate precursor frequencies and to functionally characterize tumor-specific CD4 T cells in healthy individuals and cancer patients. In healthy donors, we report frequencies of naive TAA CD4 T cells comparable to those of CD4 T cells specific for infectious agents. Interestingly, we also identified low, but consistent numbers of memory CD4 T cells specific for several TAA. In melanoma patients, before and after peptide-based immunotherapy, low frequencies of circulating TAA-specific CD4 T cells were detected with a trend for increased levels after vaccination. Such anti-tumor TAA CD4 T cell responses were also détectable within the tumor-infiltrated tissues. Interestingly TAA-specific CD4 T cells in patients displayed a highly polyfunctional state, with partial skewing to Type-2 polarization. By the isolation of responding cells we pursued the fine-characterization of specific cells in terms of peptide récognition and V|3 usage. We observed specificity against distinct stretches of the tested TAA and polyclonal TCRs. This high throughput screening of specific CD4 T cells has the advantage of necessitating little biologie material, of being HLA class II allele unrestricted and of allowing concomitant screening for a large number of antigens of interest. It has the potential to provide valuable information on pre-existing immunity to TAA, thus helping in optimization of current TAA-based immunothérapies. It also represents an easy immunomonitoring approach for evaluating T cell responses in clinical trials.