RANKL et RANK sont membres de la superfamille des TNF et de la superfamille des TNF-récepteurs, respectivement. Ils sont connus pour jouer un rôle important dans la régulation de la masse osseuse et dans le développement et la fonction du système immunitaire. Cependant des questions restent. Nous avons utilisé des souris génétiquement modifiées pour répondre à certaines de ces questions, en particulier en utilisant une souris dont les cellules stromales réticulaires marginales manquent RANKL dans les ganglions lymphatiques. Les résultats obtenus lors de cette thèse fournissent de nouvelles informations importantes sur l'impact positif de RANKL stromal sur les macrophages des ganglions lymphatiques concomitantes avec une fonction des cellules B amélioré et une pathogénicité virale réduit. Nous avons constaté que RANKL stromal régule l'expression de lymphotoxine et CXCL13, deux molécules clés de l'homéostasie des cellules B et de l'intégrité cellulaire des organes lymphoïdes secondaires. L’activité du RANKL semble suivre une hiérarchie temporelle sur lymphotoxine/TNFα, vu que le phénotype causé par le déficit en RANKL a une pénétrance augmenté avec l'âge. De plus, nous démontrons que RANKL active les cellules endotheliales lymphatiques des ganglions lymphatiques et on a trouvé que l'intégrine ITGA2b est un nouvel indicateur pour les cellules endotheliales lymphatiques activés. Ainsi, avec MAdCAM-1, ITGA2b sert comme un nouveau marqueur pour les cellules endothéliales lymphatiques qui sont constitutivement activés par le RANKL stromal. Au total, les données confirment l'importance de RANKL pour l'homéostasie des ganglions lymphatiques et dévoile les mécanismes ci-inconnus des fonctions de RANKL. À la lumière de cela et le fait que RANKL est sensible aux hormones féminines, nous avons étudié le rôle de RANKL dans le syndrome de Sjögren, une maladie inflammatoire chronique des glandes salivaires et lacrymales avec une forte polarisation de sexe féminin. Nous apportons la preuve que la neutralisation du RANKL réduit la taille des organes lymphoïdes tertiaire. En perspective, une éventuelle diaphonie entre les cellules endothéliales lymphatiques et les macrophages ou les cellules réticulaires marginales reste à clarifier. En outre, d'autres travaux sont nécessaires pour élucider le mécanisme par lequel RANKL stimule les maladies inflammatoires chroniques présentant des structures lymphoïdes tertiaires, afin de faire RANKL une nouvelle cible pour la thérapie. / RANKL and RANK are members of the TNF-superfamily and TNF-receptor superfamily, respectively. They are known to play an important role in the regulation of bone mass and in the development and the function of the immune system. However questions still remain. We have used genetically modified mice to address some of these questions, in particular by using a mouse whose lymph node marginal reticular stromal cells lack RANKL. The results obtained during this PhD provide important new insights into the positive impact of stromal RANKL on lymph node macrophages concomitant with enhanced B cell function and reduced viral pathogenicity. We found that stromal RANKL regulates lymphotoxin and CXCL13 expression, two key molecules for B cell homeostasis and secondarylymphoid organ cellular integrity. RANKL activity seems to follow a temporal hierarchy over lymphotoxin/TNFα, as the phenotype caused by stromal RANKL-deficiency has increased penetrance with age. Furthermore, we demonstrate that RANKL activates lymph node lymphatic endothelial cells and found that the integrin ITGA2b is a new indicator for activated lymphatic endothelial cells. Thus, together with MAdCAM-1, ITGA2b serves as a novel marker for those lymphatic endothelial cells that are constitutively activated by stromal RANKL. Altogether, the data reinforce the importance of RANKL for the lymph node homeostasis and uncover here to unknown mechanisms of RANKL functions.In light of this and the fact that RANKL is responsive to female hormones, we studied the role of RANKL in the Sjögrens syndrome, a chronic inflammatory disease of salivary and lacrimal glands with a strong female sex bias. We provide evidence that RANKL neutralization reduces tertiary lymphoid organ size. On the perspective side, a possible cross talk between lymph node lymphatic endothelial cells and macrophages or marginal reticular cells remains to be clarified.Furthermore, further work is required to elucidate the mechanism by which RANKL stimulates chronic inflammatory diseases presenting tertiary lymphoid structures, in order to make RANKL a new target for therapy.

Lors d’une réponse immune, les lymphocytes T et les cellules présentatrices d’antigènes (CPA) interagissent entre elles. La synapse immunologique (SI), interface de contact entre les deux cellules, est le site où une cascade de signalisation se met en place. Les lymphocytes T subissent alors un profond réarrangement au niveau de la membrane plasmique et du cytoplasme : les protéines impliquées dans cette signalisation sont alors recrutées à la synapse immunologique. Nous nous intéressons à une nouvelle structure appelée “l’antisynapse” qui se localise au pôle opposé à celui de la synapse immunologique. L’objectif de notre étude est de déterminer la composition de cette nouvelle structure et sa cinétique d’apparition et de disparition. Afin d’étudier cette structure, nous faisons des conjugués in vitro entre des CPA et des lymphocytes T et nous observons la formation de ces contacts sur cellules vivantes ou cellules fixés. L’antisynapse est composée de molécules de signalisations que l’on retrouve classiquement à la synapse immunologique, tels que LAT, CD3, lck ou la PI3K. Grâce à la sonde fluorescente ROZA récemment développée au laboratoire1, nous avons montré que la kinase ZAP-70 est activée à l’antisynapse. Ces observations sont cohérentes avec le fait que nous avons déjà observé la présence de protéines avec des tyrosines phosphorylées à ce pôle. Cette structure précoce et transitoire s’observe fréquemment et apparaît très souvent avant que la synapse ne puisse être détectée. Son apparition est indépendante de la signalisation en aval du TCR et peut être déclenchée par un signal d’adhésion. D’autre part, le cytosquelette de microtubules semble jouer un rôle majeur dans sa disparition. Le rôle de l’antisynapse est toujours en cours d’étude mais nous avons déjà pu montrer qu’elle constituait un point de stockage pour les protéines destinées à former la synapse immunologique au moment de sa formation. Grâce à cette structure nous essayons de mieux comprendre comment le signalosome s’assemble dans la cellule T. Nous voulons également comprendre comment une telle structure peut apparaître aussi rapidement et quelles sont les voies de signalisation mises en jeu dans sa formation. / During the immune response, T lymphocytes and antigen presenting cells (APC) are known to develop strong interactions. The immunological synapse (IS), structure established at the interface between the two cells, is the site where a cascade of signaling events is initiated and may lead to a physiological response. T lymphocyte undergoes a profound rearrangement in the plasma membrane and in the cytoplasm: proteins which are involved in the signaling are recruited to the immunological synapse. We have recently described a new structure that we have called antisynapse (ASI), located at the cell pole opposite to the synapse1. The purpose of this work is to characterize the components of this new structure and their kinetic of appearance and disappearance. To study this structure, we made in vitro contact between APC and T lymphocytes and we observed these conjugates either in live or fixed conditions. Surprisingly, the antisynapse contains most of the signaling molecules classically reported as components of the immunological synapse such as LAT, CD3, Lck or PI3K. By using the fluorescent probe ROZA that we recently developed1, we have shown that ZAP-70 is activated at the antisynapse. This observation is consistent with the fact that we have also observed the presence of tyrosine-phosphorylated proteins at the ASI. Interestingly, we have observed that LFA-1, a protein involved in the adherence, is also found at the ASI. Our results indicate that this transient structure develops frequently and appears rapidly after the contact between the T cell (around one minute) and the APC. Surprisingly, antisynapse formation is independent on TCR signaling but is triggered by adhesion. Furthermore, it disappears using the microtubule network. The role of the antisynapse is currently under investigation but we have shown that it constitutes a stock of proteins ready to go to the forming immune synapse. We currently try to take advantage of this structure to better understand how the T cell signalosome may assemble and to find out if, functionally, the T cell takes advantage of this structure. We also try to understand how this paradoxical structure can appear so rapidly and what are the signaling pathways involved in its establishment.

Mon travail de thèse s'intéresse au rôle du récepteur à l'immunité innée NLRP3, composant essentiel de l'inflammasome, dans le développement tumoral pulmonaire. Nos résultats révèlent que les cellules épithéliales pulmonaires immortalisées expriment un inflammasome NLRP3 fonctionnel. De façon inattendue, nous montrons que l'expression du récepteur NLRP3 est fortement diminuée, voire perdue des lignées tumorales de CBNPC et dans des tumeurs de patients, comparé au tissu sain adjacent. Nous montrons que NLRP3, de façon totalement indépendante de l'inflammasome, est impliquée dans la régulation transcriptionnelle de H2AFX, le gène codant pour le variant d'histone H2AX, élément clé de la signalisation des dommages à l'ADN. L'absence de NLRP3 dans les cellules HBEC altère l'amplification et la transmission du signal en réponse à des cassures double brin, résultant in fine à moins de réparation. Ce défaut de réparation des cassures se traduit par une instabilité génomique, qui est en effet plus forte dans les adénocarcinomes pulmonaires exprimant de faible niveau de NLRP3. Mon travail de thèse identifie donc le récepteur NLRP3 comme un facteur clé de la réponse aux dommages à l'ADN et du maintien de l'intégrité génomique en promouvant la transcription de H2AFX dans les cellules épithéliales pulmonaires. Ce nouveau rôle de NLRP3, associé à sa perte dans les tumeurs de CBPNC en font un potentiel suppresseur de tumeur / During my PhD, I have been interested in the role of the innate immune receptor NLRP3, a key component of the inflammasome, in lung cancer development. Our results show the presence of a functional NLRP3 inflammasome in normal human bronchial epithelial cells (HBEC). Surprisingly, NLRP3 expression is strongly down-regulated in a large panel of NSCLC cell lines and patient tumors compared to healthy tissue. Moreover, we unravel that NLRP3 contributes to the transcription of H2AFX, the coding gene for the histone variant H2AX, in an inflammasome independent-manner. The deletion of NLRP3 in HBEC impairs double strand break signal amplification and transduction, resulting in a decrease in DNA repair. This repair defect leads to genomic instability, which is increased in lung adenocarcinomas expressing low levels of NLRP3. My PhD work identifies NLRP3 as a key factor of the DNA damage response and genomic integrity maintenance by regulating the transcription of H2AFX. This new role for NLRP3, together with its loss in NSCLC, makes it as a potential tumor suppressor

Le virus influenza a (via) est responsable d'epidemies annuelles et de pandemies sporadiques. un element clef, impactant a la fois la replication du virus et les symptomes de l'hote, est la reponse immunitaire innee. le via perturbe les voies metaboliques des cellules infectees, notamment la macroautophagie. la macroautophagie, par la suite appelee simplement autophagie, est une voie du catabolisme cellulaire. l'autophagie est constitutive dans les cellules nucleees et participe au maintien de l'homeostasie cellulaire. en reponse a un stress cellulaire, l'autophagie peut etre stimulee. un grand nombre de virus perturbe l'autophagie, soit en la stimulant, soit en l'inhibant. le via induit l'autophagie mais inhibe sa phase finale, un mecanisme impliquant sa proteine de matrice 2 (m2). les impacts de cette perturbation de l'autophagie sur la replication virale et sur la reponse de la cellule hote sont encore peu compris. au cours de ma these, j'ai developpe des modeles cellulaires dans lesquels la capacite d'autophagie peut etre specifiquement restauree dans des lignees cellulaires autrement incapables d'autophagie. l'utilisation de ces modeles m'a permis de montrer que l'autophagie ne change ni l'infectiosite du virus ni si capacite de replication intracellulaire mais inhibe l'induction de l'interferon-β et des genes induits par celui-ci. j'ai mis en evidence que m2 n'inhibe la phase finale de l'autophagie que dans le cadre de l'infection et de l'activation de l'apoptose. une meilleure comprehension des perturbations de l'autophagie pourrait permettre de developper des molecules antivirales et de nouveau virus attenues induisant une plus forte reponse immunitaire. / Influenza a virus (iav) is responsible for yearly epidemics and sporadic pandemics. understanding the mechanism by which the inflammatory response is mounted and controlled is key to manage the disease. iav perturbs a variety of metabolic pathways including macroautophagy. macroautophagy, hereafter referred to as autophagy, is a catabolic pathway that is active in all nucleated cells. in stress condition, autophagic activity can be increased. a variety of viruses perturb autophagy. iav has been described to both induce autophagy and block its completion mainly through its matrix protein 2 (m2). however, the impact of such perturbation on viral replication and host cell response to infection is still unknown. i developed cellular models in which autophagy capacity can be specifically restored in cell lines that are otherwise autophagy-incompetent. using these models, i showed that autophagy does not impact iav infection and replication but inhibits interferon-β induction at early stages post infection, leading to dampened induction of interferon-stimulated genes. i showed that m2 does not prevent autophagy completion by itself but only in the context of iav in a caspase-activation dependent fashion. in summary, my thesis work, using these novel autophagy models, revealed that early autophagy induction post-iav infection inhibits ifn-β, leading to a global decrease in interferon stimulated gene expression. indeed, sustained autophagy perturbation through m2 may allow iav to limit the ifn-β response throughout its life cycle. preventing m2-mediated autophagy perturbation may allow us to develop new antiviral strategies as well as new live attenuated iav vaccines.

Lors de l'inflammation chronique, les cellules immunitaires, dont les lymphocytes Th17 (LTh17), migrent au niveau du site inflammatoire et interagissent avec les cellules mésenchymateuses locales. Dans deux contextes inflammatoires, la polyarthrite rhumatoïde (PR) et le psoriasis (Pso), le but de ce travail a été d'étudier le rôle de ces interactions cellulaires sur la production de cytokines pro-inflammatoires, et principalement l'IL-17, et d'identifier les mécanismes impliqués.L'utilisation d'un système de co-culture entre cellules mésenchymateuses (synoviocytes PR ou fibroblastes de peau Pso) et cellules mononuclées du sang périphérique mimant la situation in vivo, a permis d'étudier l'effet de ces interactions. Le contact cellulaire suffisait à l'induction de la sécrétion d'IL-6, d'IL-8 ou d'IL-1ß. En revanche, la forte sécrétion d'IL-17 nécessitait le contact cellulaire mais également l'activation du TCR. L'inhibition de la podoplanine (pdpn), molécule d'interaction exprimée par différents types cellulaires (cellules mésenchymateuses mais également LTh17), diminuait significativement la production d'IL-17. Toutefois, cette inhibition n'était pas totale, c'est pourquoi une étude en collaboration est en cours afin d'identifier d'autres molécules impliquées.Cette étude a donc montré que les interactions entre cellules mésenchymateuses et cellules immunitaires jouent un rôle majeur dans la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires, notamment dans la forte production d'IL-17. La podoplanine semble largement impliquée dans ce mécanisme, ce qui en fait une cible thérapeutique potentielle pour bloquer l'activité Th17 lors de l'inflammation chronique / During chronic inflammation, immune cells, including Th17 lymphocytes, migrate to the inflammatory site and interact with the local mesenchymal cells. In two inflammatory contexts, rheumatoid arthritis (RA) and psoriasis (Pso), the aim of this work was to study the effect of cellular interactions on pro-inflammatory cytokine production, with a focus on IL-17, and to identify the involved mechanisms. Using a co-culture system between mesenchymal cells (RA synoviocytes or Pso skin fibroblasts) and peripheral blood mononuclear cells mimicking the in vivo situation, allowed studying the effect of these cell interactions. The cell contact alone was sufficient to induce IL-6, IL-8 and IL-1ß secretion. On the contrary, the heightened IL-17 production required the cell contact and the TCR activation. The inhibition of the podoplanin (pdpn), interaction molecule expressed by different cell types (including mesenchymal cells but also Th17 lymphocytes), decreased significantly the IL-17 production. Nevertheless, this inhibition was only partial, which leads to a collaboration in order to identify other involved molecules. In conclusion, this study showed that cell interactions between mesenchymal cells and immune cells play a major role in the pro-inflammatory cytokine production, leading to a heightened IL-17 secretion. The podoplanin molecule seems play a crucial role in this mechanism, and thus pdpn could be a potential therapeutic target to block Th17 cell activity during chronic inflammation

Le hématopoïétique protéine adaptateur spécifique SLP-76 est un élément clé des voies de transduction du signal en aval du récepteur des cellules T (TCR). Analyse des lignées de cellules T SLP-76 déficient et SLP-76 souris knock-out montré que SLP-76 est indispensable pour le développement des lymphocytes T et de réactivité des cellules T matures. Les travaux antérieurs de notre laboratoire en utilisant des lignées de cellules T a conduit à l'identification et la caractérisation d'une boucle de rétroaction négative impliquant SLP-76, qui module la signalisation TCR-dépendante et l'activation des cellules T. Cependant, la signification physiologique de ce mécanisme de régulation n'a pas été abordé jusqu'à présent. L'objectif de cette thèse est de répondre à la fonction de ce mécanisme de régulation in vivo par l'analyse de la fonction des cellules T dans une souche de souris généré récemment "knock-in", exprimant un mutant SLP-76-S376A. Basé sur les résultats précédents, était attendu ce mutant de perturber la boucle de rétroaction négative SLP-76-dépendante. Je montre ici que l'expression de SLP-76-S376A ne donne pas lieu à des modifications phénotypiques significatives de thymocytes matures ou des sous-ensembles de cellules T, ce qui suggère que ce mutant ne modifie pas de manière significative le développement des cellules T. En outre, aucune différence n'a été observée dans le taux de prolifération ou la mort cellulaire induite par activation de cellules T mutantes par rapport aux témoins, et l'expression des marqueurs d'activation de surface n'a été que légèrement affectées. Cependant, une activation accrue de plusieurs protéines de signalisation a été observée dans les cellules CD4 + et CD8 + T stimulées in vitro, conformément aux résultats précédents dans les lignées de cellules T humaines. In vitro les cellules T CD4 + activés ont montré une augmentation significative de la sécrétion de l'interleukine-4 et -5, tandis que d'autres cytokines comme l'interleukine-2 et l'interféron-γ est apparu insensible. Ces résultats suggèrent que le réglage de la signalisation TCR-dépendante par la boucle de rétroaction négative SLP-76-dépendante peut favoriser réponses de type Th2, avec des conséquences potentielles dans certaines pathologies telles que l'asthme ou les infections parasitaires. Ainsi, nous avons utilisé un modèle expérimental de l'asthme d'évaluer la réponse des cellules eosinophiles in vivo. En effet, les résultats préliminaires ont montré que l'antigène contesté souris mutantes d'asthme induisant recrutent beaucoup plus d'éosinophiles dans les poumons par rapport aux souris témoins. Pris ensemble, ces données suggèrent que les cellules SLP76-S376A T comprennent modulations dans proximale signal de transduction TCR qui peuvent générer un biais vers la production de cytokines Th2 en réponse à la stimulation du TCR. / The hematopoietic specific adapter protein SLP-76 is a key element of signal transduction pathways downstream of the T cell receptor (TCR). Analysis of SLP-76-deficient T cell lines and SLP-76 knockout mice showed that SLP-76 is indispensable for T cell development and for responsiveness of mature T cells. Previous work of our laboratory using T cell lines led to the identification and characterization of a negative-feedback loop involving SLP-76, which modulates TCR-dependent signaling and T cell activation. However, the physiological significance of this regulatory mechanism was not addressed thus far. The aim of this PhD thesis is to address the function of this regulatory mechanism in vivo by analyzing T cell function in a recently generated “knock-in” mouse strain expressing a SLP-76-S376A mutant. Based on previous results, this mutant was expected to disrupt the SLP-76-dependent negative feedback loop. I show here that expression of SLP-76-S376A does not result in significant phenotypic alterations of thymocytes or mature T cell subsets, suggesting that this mutant does not significantly affect T cell development. Furthermore, no differences were observed in proliferation rates or activation-induced cell death of mutant T cells compared to controls, and the expression of surface activation markers was only slightly affected. However, an increased activation of several signaling proteins was observed in both CD4+ and CD8+ T cells stimulated in vitro, in line with previous results in human T cell lines. In vitro activated CD4+ T cells showed a significant increase in secretion of interleukin-4 and -5, whereas other cytokines like interleukin-2 and interferon- appeared unaffected. These results, suggest that tuning of TCR-dependent signaling by the SLP-76-dependent negative feedback loop may favor Th2-type responses, with potential consequences in specific pathologies such as asthma or parasite infections. Thus, we have employed an experimental model of asthma to evaluate the eosinophil response in vivo. Indeed, preliminary results showed that asthma-inducing antigen challenged mutant mice recruit significantly more eosinophils to the lung compared to control mice. Taken together, these data suggest that SLP76-S376A T cells comprise modulations in proximal TCR signal transduction that may generate a bias towards production of Th2-cytokines in response to TCR stimulation.

Les monocytes détectent des signaux métaboliques circulants qu’ils traduisent en signaux immunologiques. ils infiltrent les tissus inflamés et sont également les précurseurs des macrophages. Dans l’obésité, la fréquence, le nombre, le phénotype et la fonctionnalité des sous populations de monocytes (CD14++CD16- [CM], CD14++CD16+ [IM] et CD14+CD16++ [NCM]) sont spécifiquement modulés. Le phénotype des monocytes est pro-inflammatoire avec une plus forte réponse à la stimulation de TLR4 et de TLR8. Nos travaux suggèrent une capacité migratoire accrue des CM et des IM. La comparaison du transcriptome des sous populations chez des sujets obèses et des témoins, révèle une signature spécifique de chaque sous population montrant un plus fort impact de l’obésité sur les CM. Ils soutiendraient l’inflammation en modulant des gènes impliqués dans la signalisation cellulaire. Ils migreraient avec les IM vers les tissus inflamés. Les NCM resteraient plus longtemps dans la circulation où leur fonction de « patrouilleurs » serait accrue. Les gènes les plus modulés par les CM et les IM, respectivement Clusterine et CDGSH iron sulfur domain 1 sont des ponts entre la réponse immunitaire, le métabolisme et la réponse au stress. L’étude des « tops » gènes dont l’expression est la plus fortement modulée et des fonctions les plus probablement modulées révèle que le métabolisme des monocytes serait modifié dans l’obésité. Ce travail ouvre des perspectives concernant : 1) une éventuelle composante auto-immune de l’inflammation de bas grade et 2) des relations entre des modifications du métabolisme des monocytes et leur fonctionnalité. / Systemic inflammation is pivotal in establishing and sustaining the obesity low-grade inflammatory status. Studying monocytes is important because they can detect metabolic cues in the circulation that are then translated into immunological factors. Monocytes infiltrating inflamed tissues are also macrophage precursors. In obesity, frequency, number, phenotype and functionality of the three monocyte-subsets (CD14++CD16- [CM], CD14++CD16+ [IM] et CD14+CD16++ [NCM]) are specifically altered. We observed a pro-inflammatory phenotype of monocytes in obesity with an increased response to TLR4 and TLR8 stimulation. Our work suggests an increased migratory capacity of CM and IM. Comparison of the transcriptome of the three subsets in obese and control subjects shows an increased imprint of obesity on CM. CM could sustain inflammation by modulating genes involved in cell signaling. They most probably migrate with the IM toward inflamed tissues. Whereas, NCM should stay longer in the circulation where their patrolling function could be increased. The most modulated genes by CM and IM, respectively Clusterin and CDGSH iron sulfur domain 1 (CISD1) are bridges between immune response, metabolism and stress response. The analysis of the top modulated genes and of the most probably modulated functions indicates that monocyte metabolism is altered by obesity. We open new paths of research: 1) a possible auto-immune trait of the low grade inflammation and 2) a possible link between altered monocyte metabolism and their functionality.

Les cellules NK sont des lymphocytes de l'immunité innée impliqués dans la reconnaissance et l'élimination de cellules tumorales ou infectées par des pathogènes intracellulaires. La biologie des cellules NK est régulée par des facteurs intrinsèques comme les facteurs de transcription ainsi que par des facteurs environnementaux comme les cytokines, produites en condition homéostatique ou inflammatoire. Certaines cytokines, comme l'IL-15, l'IL-12 ou l'IL-18 sont connues pour potentialiser les fonctions effectrices des cellules NK. L'IL-15, en activant la voie STAT5 permet, d'une part, d'assurer la survie des cellules NK et, d'autre part via la kinase mTOR, d'induire leur prolifération, d'augmenter leur métabolisme ainsi que leurs fonctions effectrices. D'autres cytokines comme le TGF-ß sont connues pour inhiber les fonctions des cellules NK. Le TGF-ß1 est une des cytokines les plus immunosuppressives du système immunitaire et, en étant secrété´ par différents types de cancers, il participe a` l'échappement tumoral. Depuis longtemps, les effets du TGF-ß in vitro sont connus pour contrer ceux de l'IL-15. L'objectif de ce travail a été´ d'étudier les effets du TGF-ß sur la biologie des cellules NK. Nous avons observé´ que l'ajout de TGF-ß, in vitro, induit un blocage rapide de l'activation de la voie mTOR par l'IL-15, que le TGF-ß a des effets très proches de ceux de la rapamycine, un inhibiteur spécifique de mTOR et que, in vivo chez la souris, l'activation constitutive des voies de signalisation activées par le TGF-ß induit un phénotype proche de celui de la délétion de mTOR dans les cellules NK / NK cells are innate lymphocytes involved in the recognition and elimination of tumor or infected cells. The biology of NK cells is regulated by intrinsic factors such as transcription factors but also by cytokines produced at steady state or under inflammatory conditions. Some of these cytokines like IL-15, IL-12 or IL-18 are known to increase NK cells functions. IL-15 allows NK cell survival via STAT5 and, via mTOR, increase NK cell proliferation, metabolism and acquisition of functions. In the other hand, cytokines like TGF-ß are known to inhibit NK cell function. TGF-ß1 is a major immunosuppressive cytokine, often secreted by tumor cells and participates to tumor escape. The inhibitory effects of TGF-ß in vitro on IL-2/15 mediated NK cell activation have long been shown, but the mechanism remains unknown. The objective of this work was to characterize the effects of TGF-ß at a molecular level. We have observed that TGF-ß induces a rapid blockade of IL-15 induced mTOR activation, in vitro. TGF-ß and the mTOR inhibitor rapamycin have similar effects. Finally, using genetic mouse models in vivo, constitutive TGF-ß signaling or mTOR deletion results in similar developmental arrests in NK cells

Il existe de nombreuses similarités entre le développement du foetus et celui des cellules tumorales. En effet, dans les deux cas ils requièrent une division cellulaire intense, une invasion des tissues de l’hôte ainsi qu’une vascularisation soutenue. De plus, malgré le fait que le foetus et les cellules tumorales expriment à la fois des antigènes étrangers (les antigènes paternels pour le foetus et les antigènes du soi modifiés au niveau des cellules tumorales) ils ne sont pas rejetés par le système immunitaire. Parmi plusieurs populations cellulaires impliquées dans ce phénomène de non rejet ou de tolérance, les cellules T régulatrices (Tregs) jouent un rôle primordial dans les deux processus. En effet, notre laboratoire a démontré que l’émergence des cellules tumorales ainsi que l’implantation fœtale s’accompagnent d’une activation forte et rapide des Tregs. Cette observation prend tout son sens quand l’élimination de ces Tregs a conduit à un rejet immunitaire de la tumeur ou du foetus. Afin de valider ces observations, nous avons mis au point une étude transcriptomique comparative entre le microenvironnement tumoral et l’interface foeto-maternelle. Cela a révélé une forte similarité et une importante diminution des voies de signalisation immunologiques associées à la présentation antigénique et à l’activation des cellules T. De plus, des analyses non supervisées ont mis en évidence une coévolution des signatures immunitaires inhibées et cela dés les premiers jours suivant l’implantation des tumeurs ou du foetus. Par ailleurs, l’élimination des Tregs (qui a conduit un rejet de la tumeur ou du foetus) a permis de faire basculer les mêmes signatures immunitaires d’un état d’inhibition à un état d’activation. En définitive, nous pensons que les mécanismes déployés au cours de l’évolution pour protéger les foetus du rejet immunitaire sont détournés afin de favoriser le développement des cellules tumorales. / There are striking similarities between fetus and tumor development. They both require intense cell division, invasion of host tissues and sustained vascularization. Moreover, despite that fetus and tumor express foreign antigens - paternal allo-antigens for fetuses and modified auto-antigens for tumors, they are not rejected by the immune system. Among others, regulatory T cells (Tregs), which are key players in tolerance, appear to play a significant role in both processes. We showed that tumor emergence as well as embryo implantation elicit a strikingly similar brisk Treg response, which functional relevance is supported by the fact that and Treg depletion leads to fetus or tumor immune rejection. Comparison of fetal and tumor microenvironments through transcriptomics revealed strikingly similar and dramatic decrease in expression of multiple immune-related pathways, including antigen presentation and T cell response. Unsupervised analyses highlighted the co-evolution in time of downregulated immune signatures, from the very first days after tumor or embryo implantation. Treg depletion, which leads to fetus or tumor rejection, converted the very same down-modulated immune signatures to up-regulated ones. We propose that means selected during evolution to protect mammalian fetuses are hijacked to license tumor development.

L’apparition d’une réponse immunitaire contre le Facteur VIII (FVIII) de la coagulation est une complication majeur qui survient chez 30% des hémophile A sévères. Bien que des avancées importantes aient abouti au développement de nouvelles molécules de FVIII thérapeutiques, les mécanismes conduisant à l’apparition d’une réponse immunitaire anti-FVIII restent non élucidés. Des facteurs de risques génétiques et environnementaux ont été identifiés ou suggérés, mais une compréhension complète des processus immunologiques permettant l’initiation de cette réponse au dépend de l’induction de tolérance immune chez 30% des patients restent incomprise. Ma thèse porte sur les aspects fonctionnels et structurels du FVIII et leur rôle dans l’initiation de la réponse immunitaire anti-FVIII chez le modèle murin hémophile A. Le premier rôle du FVIII est sa participation à la cascade de la coagulation, et donc la première partie de ma thèse adresse le rôle du processus de coagulation dans l’initiation de la réponse immunitaire anti-FVIII. La seconde partie de ma thèse se concentre sur l’importance des résidus du domaine C2 impliqué dans la liaison aux phospholipides dans l’endocytose et la présentation du FVIII par les cellules présentatrices de l’antigène in vitro et discute de leur relevance in vivo. / Immunogenicity of Factor VIII (FVIII) is a major hurdle that affects about 30% of severe hemophilia A patients. Though a significant advancement has been accomplished in the development of newer FVIII molecules, the factors that drive FVIII immune responses remain elusive. Many genetic and environmental risk factors have been identified or suggested but a complete understanding of the immunological basis for the antibody formation and the mechanism(s) behind tolerance induction, in the 30% of the patients that never develop anti-FVIII antibodies, are not understood. My thesis involves overlapping aspects important for initiation of an anti-FVIII immune response in a mouse model of hemophilia A. The primary role of FVIII is its participation in coagulation-associated events and thus, the first part of my thesis addresses whether coagulation events per se are implicated in the initiation of anti-FVIII immune responses. The second part of my thesis focuses on the importance of the membrane binding residues within the C2 domain of FVIII in antigen uptake and presentation by antigen presenting cells in vitro and discusses its relevance in vivo.