Soutenance de thèse de JAEGER Alix
Titre de thèse
Rôle de la Protéine Tyrosine Kinase 7 (PTK7) dans la fonction des cellules dendritiques
Role of the Protein Tyrosine Kinase 7 (PTK7) in dendritic cells functions
Résumé de la thèse
La Protéine Tyrosine Kinase 7 (PTK7) est un récepteur de surface cellulaire impliqué dans les voies de si- gnalisation Wnt, essentielle pour le développement embryonnaire et l'homéostasie des tissus adultes. PTK7 est surexprimé dans de nombreux cancers humains, où il favorise la prolifération cellulaire, un phénotype pro-métastatique et la résistance aux traitements, ce qui est associé à un mauvais pronostic. Des approches thérapeutiques ciblant PTK7, telles que les conjugués anticorps-médicament (ADC) et les cellules CAR-T, ont montré des résultats prometteurs en inhibant la croissance tumorale et en prolongeant la survie dans des modèles de xénogreffes.
Récemment, PTK7 a été détecté à la surface des cellules dendritiques (DC) humaines infiltrant les tumeurs ainsi que dans le sang de personnes saines.Cependant, les fonctions de PTK7 dans les DC demeurent large- ment inexplorées. Compte tenu des fonctions immunorégulatrices et pro-tumorales de l'activation de la voie Wnt/β-caténine dans les DC, il est possible que PTK7, un acteur de cette voie, joue un rôle similaire dans les fonctions des DC.
Notre étude a permis de démontrer pour la première fois que PTK7 est exprimée par les DC chez la souris. Nous avons notamment montré que les cellules de Langerhans (LC) expriment PTK7 de manière endogène dans la peau et dans les ganglions cutanés. D'autres sous-types de DC, tels que les cDC1, cDC2, et les DNDC, peuvent également exprimer PTK7 selon le contexte physiopathologique. Notamment, nous avons observé une expression de PTK7 sur les cDC1 et cDC2 infiltrant les tumeurs de mélanome B16.
Pour surmonter les défis techniques liés à la rareté des DC in vivo, nous avons mis au point un modèle de génération de DC in vitro à partir de cellules de moelle osseuse (BMDC) exprimant PTK7. Ces travaux ont identifié FLT3L et Notch DL1 comme des candidats pour l'induction de l'expression de PTK7 à la surface des DC. Par ailleurs, nous avons établis un modèle murin transgénique unique, dans lequel les DC (CD11c+) sont spécifiquement déficientes en PTK7 (CD11c-cre x PTK7 lox) afin d'étudier les conséquences de la perte de PTK7 in vivo. Grâce à ces outils, nous avons exploré l'impact de l'expression ou de l'absence de PTK7 sur les fonctions des DC, et avons mis en évidence plusieurs découvertes clés :
1 - L'expression de PTK7 est associée à un profil de maturation distinct, notamment caractérisé par une anti-corrélation de l'expression de PD-L1.
2 - PTK7 est un marqueur de DC ayant récemment migré. Les LC et BMDC PTK7+ présentent un niveau d'expression accru de CCR7. De plus, dans un modèle de sensibilisation cutanée, nous avons observé que les LC ayant récemment migré de la peau vers les ganglions lymphatiques cutanés après une exposition à des allergènes chimiques sont enrichies en PTK7, atteignant jusqu'à 100% de cellules PTK7+ dans ces ganglions.
3 - PTK7 serait un marqueur de populations de DC/LC aux fonctions tolérogéniques, caractérisées par une capacité accrue à induire des lymphocytes T (LT) régulateurs (Treg) in vitro, particulièrement en présence de TGFβ. Ces DC PTK7+ inhibent également la prolifération et l'activation des LT CD8+ et CD4+ in vitro, tout en favorisant l'induction de PD-1 à la surface des LT.
Notre étude offre de nouvelles perspectives dans la compréhension des fonctions des cellules dendritiques, avec des implications potentielles pour l'identification et le ciblage spécifique des populations de DC tolérogéniques grâce à l'expression de PTK7. Elle pose les bases pour des recherches futures visant à explorer le rôle de PTK7 dans les DC dans différents contextes pathologiques et à évaluer son potentiel thérapeutique.
Thesis resume
Protein Tyrosine Kinase 7 (PTK7) is a cell surface receptor engaged in Wnt signaling pathways. It plays a critical role in embryonic development and adult tissue homeostasis. However, PTK7 is overexpressed in various human cancers, where it is linked to bad prognosis, as it drives cell proliferation, promotes a pro-metastatic phenotype, and confers resistance to therapies.Therapeutic strategies targeting PTK7, such as antibody-drug conjugates (ADCs) and CAR-T cells, have demonstrated promising outcomes.Recently, PTK7 was identified on the surface of human dendritic cells (DCs), in healthy blood and tumor micro-environment.However, the role of PTK7 in DCs remains largely unexplored. Given the immunoregulatory and pro-tumor effects of Wnt/β- catenin pathway activation in DCs, we hypothesize that PTK7 may play a similar role in DC function.
Our study demonstrates for the first time the expression of PTK7 on DCs in mice. Specifically, we found that Langerhans cells (LCs) endogenously express PTK7 in the skin and cutaneous lymph nodes (CLNs). Additionally, other DC subsets, including cDC1, cDC2, and DNDCs, also express PTK7 depending on the pathophysiological context. Notably, we observed PTK7 expression on cDC1 and cDC2 infiltrating B16 mela- noma tumors.
To overcome the technical challenges posed by the rarity of DCs in vivo, we developed an in vitro model of bone marrow-derived dendritic cells (BMDCs) expressing PTK7. This approach identified FLT3L and Notch DL1 as potential regulators of PTK7 expression on the surface of DCs.
Moreover, we engineered a novel transgenic mouse model in which DCs (CD11c+) are specifically deficient in PTK7 (CD11c-cre x PTK7 lox) to investigate the in vivo consequences of PTK7 loss. Leveraging these models, we explored the impact of PTK7 expression or deficiency on DC functions, uncovering several key insights.
1 - The expression of PTK7 is associated with a distinct maturation profile, notably characterized by an inverse correlation with PD-L1 expression.
2 - PTK7 is a marker of recently migrated DCs. Indeed, PTK7+ LCs/BMDCs exhibit increased CCR7 expression. Additionally, in a skin sensitization model, LCs that recently migrated from the skin to CLNs after exposure to chemical allergens were found to be enriched in PTK7, with up to 100% of LC PTK7+ in CLNs.
3 - PTK7 marks DC/LC populations with tolerogenic functions, characterized by an enhanced ability to induce regulatory T cells (Treg) in vitro, especially in the presence of TGFβ. PTK7+ DCs also inhibit CD8+ and CD4+ T cell proliferation and activation in vitro while promoting PD-1 expression on T cells.
Our study provides new insights into DC biology, with potential implications for the identification and targe- ting of tolerogenic DC populations based on PTK7 expression. Furthermore, it lays the groundwork for future investigations into the role of PTK7 in DCs across various pathological contexts and its therapeutic potential.