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Le lipopolysaccharide (LPS) de la bactérie à gram-négatif Brucella ne permet pas une reconnaissance efficace par le système immunitaire par l’expression de motifs agissant comme boucliers en vers le système immunitaire. Nous avons déjà constaté qu'un mutant de Brucella dans le gène wadC présentait un défaut dans la région du core du LPS sans modifier la structure de la chaîne oligosaccharidique et le lipide A. Tout d'abord, nous avons constaté que, contrairement au dogme, le LPS de type sauvage de Brucella melitensis (Bm-wt) active sélectivement les sous-ensembles DC dans un modèle BMDC induit par FL-DC mais pas GM-DC. Le LPS du mutant Brucella melitensis wadC (Bm-wadC) induit la maturation des cellules dendritiques et la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires in vitro. Et in vivo, nous avons découvert que, en plus de l'activation dans les sous-types de cellules dendritiques conventionnelles spléniques, le LPS de Bm-wadC induit également le recrutement des cellules dendritiques DC-SIGN/CD64+ dans la rate. Dans la cavité péritonéale de la souris, contrairement au LPS de Bm-wt, qui n'a aucun effet sur l'activation des macrophages, le mutant wadC a eu un effet significatif sur la polarisation fonctionnelle des grands macrophages péritonéaux avec un phénotype M1 de manière dépendante de TLR4. Les trois LPS (Bm-wt, Bm-wadC et E. coli LPS) ont provoqué une disparition de macrophages dans le péritoine. De plus, les LPS de Bm-wt et Bm-wadC favorisent un afflux péritonéal important transitoire de neutrophiles après injection. Ces résultats encouragent une amélioration de la génération de nouveaux vaccins contre la brucellose / The lipopolysaccharide (LPS) of the gram-negative bacterium Brucella lacks a marked pathogen-associated molecular pattern. We had previously found that a Brucella mutant in the wadC gene deletion displayed a disrupted LPS core while keeping both the LPS O-polysaccharide and lipid A. Currently, we continue to carry out an in-depth characterization of the immunomodulatory properties of Brucella wild type and wadC mutant LPS. Firstly, we found that, unlike the dogma, Brucella melitensis wild type (Bm-wt) LPS selectively activates DC subsets in a BMDC model induced by FL-DC but not GM-DC. Brucella melitensis wadC LPS (Bm-wadC) induced both GM-DC and FL-DC maturation and secretion of pro-inflammatory cytokines in vitro. And in vivo, using an intraperitoneal injection model, we discovered that, Bm-wadC LPS also induced the recruitment of DC-SIGN/CD64+ dendritic cells into the spleen. In the mouse peritoneal cavity, unlike Bm-wt LPS, which has no effect on activation of macrophages, wadC mutant displayed a significant effect on the functional polarization of large peritoneal macrophages with a M1 phenotype in a TLR4-dependent manner. In addition, all three LPS (Bm-wt, Bm-wadC and E.coli LPS) induced a transient macrophage disappearance in the peritoneal cavity. Moreover, both Bm-wt and Bm-wadC LPS favored a significant transient peritoneal influx of neutrophils, which was much higher than E. coli LPS especially at early time points after injection. These results encourage for an improvement in the generation of novel vaccines against brucellosis.

Les mitochondries forment un réseau très dynamique remodelé par deux processus antagonistes appelés : fusion et fission mitochondriales. Chez l’homme, une altération de ces processus, sont à l’origine de nombreuses maladies qui affectent essentiellement le système nerveux. L'objectif principal des travaux de ma thèse était de caractériser l'impact d'un déséquilibre entre la fusion et la fission mitochondriale dans le contexte d'une neuropathie héréditaire : la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 2A (CMT2A), qui est causée par des mutations dominantes dans la mitofusine MFN2. Dans le but d’étudier les mécanismes à l’origine de cette maladie, j’ai développé le premier modèle drosophile de CMT2A en exprimant dans les neurones de mouches quatre allèles de mitofusine retrouvés fréquemment chez les patients. De manière surprenante, les différents allèles altèrent très différemment la morphologie mitochondriale. En effet, alors que les mutations associées au domaine GTPase inhibent la fusion et agrègent les mitochondries, les mutations du domaine dit HB1 induisent au contraire un excès de fusion. J’ai pu ensuite déterminer que l’agrégation des mitochondries et l’excès de fusion, conduisent de manière commune à un défaut de transport des mitochondries au niveau des synapses et à une altération du métabolisme oxydatif associée à une accumulation de mutation dans l’ADN mitochondrial. Chez les drosophiles exprimant des allèles dominants actifs de mitofusine, tous ces dysfonctionnements disparaissent lorsqu’on augmente la fission suggérant que la pathogénicité des allèles du domaine HB1 résulte d’un déséquilibre de la balance entre fusion et fission en faveur de la fusion. / Mitochondria form a dynamic network remodeled by two antagonistic processes called mitochondrial fusion and fission. While mitochondrial fusion creates interconnections between mitochondria, mitochondrial fission result in fragmentation. These processes are mediated by Dynamin-related GTPases, the outer-membrane fusion protein mitofusin, and the fission factor DPR1.The main aim of my resaearch was to characterize the impact of an imbalance between mitochondrial fusion and fission in neurons in the context of a severe hereditary neuropathy called Charcot-Marie-Tooth type 2A (CMT2A). Indeed, this disease is caused by dominant mutations in the mitofusinMFN2.In order to dissect the mechanisms by which these mutations alter mitofusin properties and neuronal function, we developed four drosophila models of CMT2A expressing the two most frequent substitutions (R94Q, R364W) and two others localizing to similar domains (T105M, L76P). The four alleles resulted in mitochondrial depletion at neuromuscular junctions, decreased oxidative metabolism, increased mtDNA mutations, and impaired locomotion that were associated with aberrant mitochondrial morphology. Interestingly, while GTPase domain-associated mutations (R94Q, T105M) aggregate unfused mitochondria, mutations within helix bundle 1 (R364W, L76P) unexpectedly enhance mitochondrial fusion, as demonstrated by rescue of mitochondrial morphology and locomotion provided by the DRP1 fission factor. In conclusion, we show that both dominant negative and dominant active forms of mitofusin can cause CMT2A, and propose for the first time that excessive mitochondrial fusion drives CMT2A pathogenesis in a large number of patients.

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La progression tumorale est le résultat d’une interaction dynamique entre les cellules tumorales et leur microenvironnement. Parmi toutes les cellules qui composent le stroma tumoral, dont les cellules du système immunitaire (SI) comme les lymphocytes T (LT), les adipocytes sont majoritairement présents dans le micro-environnement de certaines tumeurs, comme le cancer du sein. Je travaille sur une molécule clé de la costimulation des LT naïfs, la molécule CD28. L’expression de ses ligands B7 sur les cellules tumorales favorise leur reconnaissance et leur élimination par le SI. L’obésité s’accompagne d’un état micro-inflammatoire chronique. L’importance des phénomènes de costimulation dans le processus inflammatoire lié à l’obésité, en particulier dans un contexte de progression tumorale, est le cœur de mon travail doctoral. Tout d’abord, j’ai participé à la caractérisation de modèles murins d’obésité où le SI est altéré (déficience en CD28), puis j’ai utilisé ces systèmes pour suivre des progressions tumorales. Pour cela, j'ai réalisé des analyses fonctionnelles sur des souris CD28 KO obèses, et afin d'augmenter nos systèmes d'études autour du rôle de CD28, j'ai caractérisé un nouveau modèle : des souris CD28 KI où le récepteur CD28 est dépourvu de sa partie cytoplasmique. Enfin, j'ai mis au point un système de développement tumoral chez la souris à partir d'une lignée syngénique de cancer du sein permettant d'analyser différents paramètres dans le contexte d'un micro-environnement adipocytaire. Au final, notre objectif était de démontrer l’influence combinée du SI et des adipocytes sur la progression tumorale chez des souris obèses plus ou moins immunocompétentes. / Tumor progression is the result of a dynamic interaction between tumor cells and the tumor microenvironment. Immune cells such as T lymphocytes and adipocytes are present in the tumor stroma. Adipocytes are the most numerous cells in some tumor microenvironment such as in breast cancer. I work on a key molecule of naïve T cells costimulation, the CD28 molecule. CD28 and its ligands B7 play an important role in the induction of the inflammatory response. The expression of B7 molecules on tumor cells promotes their recognition and their elimination by the immune system. Obesity is accompanied by a chronic micro-inflammatory state. We studied the role of CD28 in obesity’s inflammation process. Adipose tissue is the site of infiltration of pro-inflammatory immune cells. The importance of costimulation in obesity’s inflammation process is the core of my doctoral work. We studied consequences of this process in the context of tumor progression. First, we characterized mouse models of obesity in CD28 deficient background. Since their immune system is impaired (CD28 deficiency) we followed-up tumor progression. We then performed functional analyzes on obese CD28 KO mice compared to WT mice. In order to study more precisely the role of CD28, we generated a CD28 “knock-in” (KI) mouse model. In this model, the endogenous CD28 receptor lacks its intracytoplasmic part. Finally, we set up a pre-clinical model to study breast tumor development (adipose tissue) using a syngenic cancer cell line. Our objective was to demonstrate the combined influence of the immune system and adipocytes on tumor progression, this by developing new immunodeficient and obese mice models.

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