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 Comment avez-vous amorcé vos travaux sur la structure tridimensionnelle du TCR ?

B.M: Après l’apparition des premiers anticorps monoclonaux en 1977, nous savions que les lymphocytes T exprimaient à leur surface des molécules responsables des rejets de greffe et des défenses anti-tumorales. Pendant ma thèse de 3ème cycle et d’Etat au CIML (1977-1981) et mon post-doctorat à Caltech aux Etats-Unis (1981-1984), j’ai développé des outils de biologie moléculaire et de biochimie pour déchiffrer la structure et la fonction du récepteur à la surface des lymphocytes T.

Puis jusqu’en 1990, nous avons déchiffré les bases structurales et génétiques de la diversité de ces récepteurs, à savoir d’une part les réarrangements des segments V, D et J, d’autre part le fait que d’énormes inversions chromosomiques se déroulent de manière physiologique pour permettre de rabouter ces segments. Enfin, nous avons montré que le TCR utilise plusieurs modules de transduction autonomes CD3 pour transduire les signaux responsables de l’activation des lymphocytes T [12]. 

Il nous restait à comprendre la structure tridimensionnelle de ce récepteur. Contrairement aux immunoglobulines des lymphocytes B qui existent de manière naturelle sous forme soluble, le récepteur T est un complexe membranaire multi-moléculaire. Pouvoir en extraire suffisamment pour des études structurales était quasiment impossible ! Il n’y avait rien d’établi, c’était un projet risqué que nous avons pu initier grâce aux financements de la Fondation ARC.

Figure 1 : Structure tridimensionnelle du TCRNous avons commencé par exprimer dans des myélomes une version soluble d’un TCR, que nous avons purifiée à l’aide  d’un anticorps monoclonal spécifique produit par l’équipe d’Anne-Marie Schmitt-Verhulst au CIML (Equipe « Bases moléculaires de la fonction anti-tumorale des lymphocytes T »). Le TCR était triglycosylé, nous avons donc passé plusieurs années à  enlever les résidus glucidiques de cette forme soluble afin de la rendre homogène pour la cristallisation. En collaboration avec le groupe de Dominique Housset au CEA de  Grenoble (Institut de Biologie Structurale), nous avons ainsi obtenu la première image au monde d’un récepteur T alloréactif ! L’alloréactivité est à la base de manifestations cliniques telles que les rejets de greffe. Le récepteur était cristallisé seul, mais aussi en complexe avec son ligand peptide-CMH (figure 1).


Nous avons également montré la dynamique des réorganisations structurales qui touchent les boucles CDR3 lors de l’engagement du TCR avec son ligand peptide-CMH. L’entropie doit être très forte pour réarranger ces boucles.  Ces complexes sont très spécifiques mais avec de très basses affinités, 1 forte flexibilité et un kon très bas. Ceci nous a permis de comprendre au niveau moléculaire le concept de dégénérescence du site de reconnaissance antigénique du TCR [345]. 

Ces résultats fondamentaux sont ils exploités pour des stratégies anti-tumorales ?

B.M: Nous avons bien sûr l’espoir d’utiliser les lymphocytes T en thérapie des cancers. Des mutations permanentes ont lieu sur les peptides viraux mais la plasticité du TCR lui permet de compenser cet effet de fuite. De même, l’échappement tumoral fait l’objet de nombreuses recherches, qui visent àaugmenter l’affinité du TCR pour les antigènes tumoraux, ou à reprogrammer les lymphocytes pour essayer de cibler les tumeurs. Ces recherches actuelles sont clairement basées sur toutes les données structurales obtenues grâce à nos projets de recherche qui étaient fondamentaux.

[1] M Malissen et al, Nature, 1986

[2] AM Wegener et al, Cell, 1992

[3] JB Reiser et al, Immunity, 2002 

[4] JB Reiser et al, Nat Immunol, 2003 

[5] C. Mazza et al, EMBO J, 2007