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UNIVERSITE DE NANTES
FACULTE DE MEDECINE
ETUDE DU REPERTOIRE T ET DE LA
SPECIFICITE DES LYMPHOCYTES T CD8+
CHEZ DES PATIENTS ATTEINTS DE
SCLEROSE EN PLAQUES
THESE DE DOCTORAT
Ecole doctorale : CHIMIE BIOLOGIE
Discipline : SCIENCES DE LA VIE ET DE LA SANTE
Spécialité : IMMUNOLOGIE
Présentée et soutenue publiquement par
Laureline Berthelot
Le 25 juin 2007, devant le jury ci-dessous :
Présidente : Jeannine Choppin, Directrice de recherche, Paris
Rapporteurs :
Marie-Françoise Belin, Directrice de recherche, Lyon
Dominique Baeten, Docteur, Professeur associé, Pays Bas
Directeur de thèse : Jean-Paul Soulillou, Professeur, Nantes

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Sommaire
Sommaire ____________________________________________________________________ 2
Liste des figures _______________________________________________________________ 5
Liste des tableaux ______________________________________________________________ 5
Abréviations __________________________________________________________________ 6
Introduction __________________________________________________________________ 8
1- La Sclérose en Plaques ___________________________________________________________ 9
1.1 Définition ___________________________________________________________________________ 9
1.2 Variétés pathologiques ______________________________________________________________ 9
1.2.1 La sclérose en plaques de forme rémittente ____________________________________________ 9
1.2.2 La sclérose en plaques de forme secondaire progressive ________________________________ 10
1.2.3 La sclérose en plaques de forme progressive primaire __________________________________ 10
1.2.4 La sclérose en plaques de forme progressive récurrente ________________________________ 11
1.2.5 Autres formes associées à la sclérose en plaques _______________________________________ 11
1.3 Etiologie ___________________________________________________________________________ 11
1.3.1 Facteurs environnementaux _______________________________________________________ 11
1.3.2 Facteurs génétiques ______________________________________________________________ 12
2. Immunologie de la sclérose en plaques _____________________________________________ 12
2.1 Génomique et transcriptome __________________________________________________________ 12
2.2 Modèles animaux de la Sclérose en Plaques ______________________________________________ 13
2.2.1 Modèles animaux induits par injection de virus _______________________________________ 13
2.2.1.1 Virus murin de l’hépatite _____________________________________________________ 13
2.2.1.2 Virus de Theiler _____________________________________________________________ 14
2.2.1.3 Semliki Forest Virus _________________________________________________________ 14
2.2.2 Modèles d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale ______________________________ 15
2.3 Physiopathologie humaine et immunologie _______________________________________________ 17
2.3.1 Les différents types de lésions ______________________________________________________ 17
2.3.2 L’atteinte diffuse de la substance blanche et grise _____________________________________ 18
2.3.3 La rupture de la barrière hémato-encéphalique _______________________________________ 19
2.4 Les effecteurs cellulaires chez l’Homme _________________________________________________ 21
2.4.1 Les microglies ___________________________________________________________________ 21
2.4.2 Les monocytes et macrophages _____________________________________________________ 21
2.4.3 Les cellules dendritiques __________________________________________________________ 21
2.4.4 Les lymphocytes B _______________________________________________________________ 22
2.4.5 Les mastocytes __________________________________________________________________ 23
2.4.6 Les cellules NK __________________________________________________________________ 24
2.4.7 Les cellules NKT ________________________________________________________________ 24
2.5 Implication des lymphocytes T _________________________________________________________ 25
2.5.1 Le récepteur des cellules T (TCR) __________________________________________________ 25
2.5.2 Le répertoire T dans la sclérose en plaques ___________________________________________ 27
2.5.3 Les lymphocytes T γδ_____________________________________________________________ 28
2.5.4 Les lymphocytes T αβ auto-réactifs _________________________________________________ 28
2.5.4.1 Sélection thymique ___________________________________________________________ 28
2.5.4.2 Les lymphocytes T auto-réactifs dans la SEP _____________________________________ 30
2.5.5 Les lymphocytes T CD4+ _________________________________________________________ 30
2.5.5.1 Caractéristiques des lymphocytes T CD4+ _______________________________________ 30
2.5.5.2 Les lymphocytes T CD4+ de type Th1 ___________________________________________ 31
2.5.5.3 Les lymphocytes T Th17 ______________________________________________________ 32
2.5.5.4 Les lymphocytes T CD4+ régulateurs ___________________________________________ 32

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2.5.6 Implication des lymphocytes T CD8+ _______________________________________________ 33
2.5.6.1 Caractéristiques des lymphocytes T CD8+ cytotoxiques ____________________________ 33
2.5.6.2 Les lymphocytes T CD8+ effecteurs dans la sclérose en plaques ______________________ 35
2.5.6.3 Les lymphocytes T CD8+ suppresseurs __________________________________________ 36
3. Traitements de la sclérose en plaques ______________________________________________ 37
3.1 Immunosuppresseurs ________________________________________________________________ 37
3.1.1 Azathioprine ____________________________________________________________________ 37
3.1.2 Le mycophénolate mofétil (Cellcept) ________________________________________________ 37
3.1.3 Mitoxantrone ___________________________________________________________________ 38
3.1.4 Cyclophosphamide (Endoxan) _____________________________________________________ 38
3.1.5 Corticothérapies _________________________________________________________________ 38
3.2 Immunomodulateurs _________________________________________________________________ 38
3.2.1 Les interférons β ________________________________________________________________ 38
3.2.2 Natalizumab (Tysabri) ___________________________________________________________ 39
3.2.3 L’acétate de glatiramère __________________________________________________________ 39
3.2.3.1 De la découverte aux essais cliniques ____________________________________________ 39
3.2.3.2 Les mécanismes d’action possibles de l’acétate de glatiramère _______________________ 40
3.2.3.2.1 Signal altéré ____________________________________________________________ 40
3.2.3.2.2 Induction d’un changement de Th1 à Th2 ____________________________________ 40
3.2.3.2.3 Induction d’anergie, d’hyporéponse et de mort cellulaire _______________________ 41
3.2.3.2.4 Effets sur les capacités migratoires __________________________________________ 41
3.2.3.2.5 Effet sur les lymphocytes T CD8+ ___________________________________________ 41
3.2.3.2.6 Induction de cellules T régulatrices CD4+CD25+ ______________________________ 42
3.2.3.2.7 Effets sur la composante humorale __________________________________________ 42
3.2.3.2.8 Effets sur les monocytes et microglies________________________________________ 42
3.2.3.2.9 Effets neuroprotecteurs ___________________________________________________ 43
3.2.3.3 Différences entre répondeurs et non répondeurs au traitement ______________________ 43
3.3 Essais thérapeutiques ________________________________________________________________ 43
3.3.1 Les statines _____________________________________________________________________ 44
3.3.2 Teriflunomide ___________________________________________________________________ 44
3.3.3 Abatacept ______________________________________________________________________ 45
3.3.4 FTY720-P ______________________________________________________________________ 45
3.3.5 Campath-I (Alemtuzumab) _______________________________________________________ 45
3.3.6 Cladribine ______________________________________________________________________ 45
3.3.7 Rituximab ______________________________________________________________________ 45
3.3.8 Inhibiteurs de l’acétylcholinestérase ________________________________________________ 46
3.3.9 Riluzole ________________________________________________________________________ 46
Méthodologie et objectifs _______________________________________________________ 47
1. Etudes du répertoire T __________________________________________________________ 48
1.1 Le Tclandscape® : outil d’exploration du répertoire T _____________________________________ 48
1.2 Objectifs ___________________________________________________________________________ 50
2. Recherche d’épitopes issus de la myéline restreints pour les molécules CMH de Classe I ___ 51
2.1 La présentation peptidique par les molécules de CMH de Classe I ___________________________ 52
2.2 Analyse des séquences peptidiques des protéines de la myéline ______________________________ 53
2.3 Tests de liaison aux molécules de CMH __________________________________________________ 54
2.4 Tests de réponse cellulaire : Elispot _____________________________________________________ 54
Résultats ____________________________________________________________________ 55
Partie I : Etude du répertoire T _____________________________________________________ 56
Article I : Etude sériée des altérations du répertoire T dans le sang de patients atteints de sclérose en plaques,
corrélations avec les paramètres cliniques et données issues de l’IRM. ______________________________ 57
Etude II : Effets de l’acétate de glatiramère sur le répertoire T de patients atteints de sclérose en plaques ___ 68

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Etude III: Etude du répertoire T de lymphocytes infiltrant le système nerveux central chez une patiente
décédée atteinte de sclérose en plaques _______________________________________________________ 91
Objectif du travail ____________________________________________________________________ 92
Résumé de l’étude menée à Chapel Hill __________________________________________________ 92
Matériel et méthode __________________________________________________________________ 93
Résultats ___________________________________________________________________________ 93
Discussion __________________________________________________________________________ 95
Partie II : Etude de la spécificité des lymphocytes T CD8+ ______________________________ 96
Etude IV : Epitopes de la myéline restreints pour les molécules de CMH de Classe I provoquant des réponses
des lymphocytes T CD8+ chez des patients atteints de sclérose en plaques ___________________________ 97
Discussion et perspectives _____________________________________________________ 130
Bibliographie _______________________________________________________________ 137
Annexes ____________________________________________________________________ 159
Annexe I : Transcriptome de la chaîne β du récepteur des cellules T dans le sang de patients
atteints de sclérose en plaques. Caractérisation des cellules T présentant des altérations au niveau
de la répartition des différentes longueurs de CDR3. __________________________________ 160

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Liste des figures
Figure 1: Les différentes évolutions au cours du temps du handicap pour les quatre formes de sclérose en plaques 10
Figure 2: Modes d'induction de l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) ______________________ 15
Figure 3: Histologies des quatre types de lésions chez des patients atteints de SEP _________________________ 18
Figure 4: Passage de la BHE ___________________________________________________________________ 20
Figure 5: Schéma du récepteur des cellules T (TCR). ________________________________________________ 25
Figure 6: Exemple de réarrangements de la chaîne β du TCR __________________________________________ 26
Figure 7: Sélection thymique des lymphocytes ______________________________________________________ 29
Figure 8: Les trois types d'effecteurs CD4+ ________________________________________________________ 31
Figure 9: Voies cytotoxiques des lymphocytes T CD8+ _______________________________________________ 34
Figure 10: Photographie d'un lymphocyte T cytotoxique accolé à un axone démyélinisé au niveau d’une lésion
active d’un patient atteint de SEP. _______________________________________________________________ 35
Figure 11: Transsection d'un axone par un lymphocytes T cytotoxique ___________________________________ 36
Figure 12: Méthode d'analyse du répertoire _______________________________________________________ 49
Figure 13: Tclanscapes® d'un individu normal et d'un patient atteint de SEP _____________________________ 50
Figure 14: Présentation d'antigènes par les molécules de CMH de Classe I: voie endogène __________________ 52
Figure 15: Protéines composant la myéline ________________________________________________________ 53
Figure 16: Tclandscapes® des cellules infiltrant le SNC d'une patiente atteinte de SEP _____________________ 94
Figure 17: Régulation de la prolifération des lymphocytes T CD8+ par les cellules T CD4+CD25+ __________ 134
Figure 18: Résultats obtenus en cytométrie en flux après utilisation de la technique TRAP __________________ 135
Liste des tableaux
Tableau 1 : Thérapies de la sclérose en plaques ____________________________________________________ 44