Le développement et la fonction des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs) doivent être finement régulés afin d’éviter le développement de maladies auto-immunes ou de leucémies. Il a été montré récemment qu’une fraction des leucémies humaines dérivées des pDCs possède des mutations de type perte de fonction dans le locus IKZF1 qui code pour le facteur de transcription Ikaros. Ainsi l’étude de la fonction d’Ikaros dans les pDCs pourrait aider à comprendre son possible rôle de gène suppresseur de tumeur. Les souris hypomorphiques pour Ikaros (IkL/L) ne possèdent pas de pDCs matures dans la rate et les ganglions lymphatiques mais accumulent des pDCs immatures dans la moelle osseuse (MO). De manièreintéressante, les pDCs de MO IkL/L montrent une activation ectopique de la voie Notch. Nous avons trouvé qu’un inhibiteur de gamma-secrétase (GSI), qui inhibe la voie Notch, permet de restaurer la différenciation de pDCs fonctionnelles dans les cultures de cellules de MO. Les principaux progéniteurs dendritiques affectés par le GSI sont le progéniteur myéloïde commun (CMP) et le progéniteur des macrophages et des cellules dendritiques (MDP). Comme le GSI inhibe la voie Notch, nous avons aussi inactivé RBPJ, le facteur de transcription situé en aval des récepteurs Notch. Contre toute attente, l’inactivation de RBPJ ne récapitule pas les effets observés avec le GSI. De plus, les cellules IkL/L déficientes pour RBPJ continuent de répondre au GSI, ce qui suggère que le GSI possède d’autres cibles en plus de la voie Notch dans ce système. Nos données montrent ainsi qu’Ikaros est requis pour la différenciation terminale des pDCs et qu’il agit en partie en bloquant une voie GSI dépendante Notch indépendante. / The development and function of plasmacytoid dendritic cells (pDCs) must be tightly regulated to prevent autoimmune disease or leukemia. It was recently discovered that a fraction of human pDC-derived neoplasms exhibit loss of function mutations of the IKZF1 locus, which encodes the Ikaros transcription factor. Deciphering the function of Ikaros in pDCs could thus help understand its probable tumor suppressor function. Mice hypomorphic for Ikaros (IkL/L) are devoid of mature pDCs in the spleen and lymph nodes but accumulate immature pDCs in the bone marrow (BM). Interestingly IkL/L BM pDCs exhibit an ectopic activation of the Notch pathway. We found that a gamma secretase inhibitor (GSI), which inhibits Notch signalling,rescues the differentiation of functional pDCs in BM cultures. The main dendritic cell progenitors affected by GSI are the common myeloid progenitors (CMP) and the macrophage and dendritic cell progenitors (MDP). As GSI inhibits the activation of the Notch pathway, we also inactivated RBPJ, the transcriptional effector of the Notch pathway. Surprisingly, RBPJ inactivation did not recapitulate the effect of GSI. Moreover, RBPJdeficient IkL/L cells still respond to GSI, demonstrating that GSI targets additional events besides Notch in this system. Our data thus show that Ikaros is required for terminal differentiation of pDCs, and acts in part by blocking a Notch independent GSI-sensitive pathway.

Toxoplasma gondii est un parasite intracellulaire obligatoire qui infecte plus du tiers de la population mondiale. La toxoplasmose oculaire (TO), qu’elle soit d’origine acquise ou congénitale, est une infection fréquente et redoutable où le pronostic visuel est fortement engagé. La présence du parasite dans le tissu rétinien, ainsi que la réponse immunitaire de l’hôte, qu’il génère participent au développement des lésions. Cependant, les mécanismes physiopathologiques aboutissant à la destruction de la rétine et ceux conduisant à la latence et à la réactivation parasitaires ne sont toujours pas clairement identifiés. De plus, des améliorations des traitements actuels semblent nécessaires afin de traiter au mieux l’ensemble des patients et d’agir également sur la forme latente du parasite et les récidives qui en découlent. Nos travaux sur des modèles murins de la phase aiguë de la TO démontrent que le facteur de virulence parasitaire ROP16 est responsable de l’augmentation de la charge parasitaire et des réponses inflammatoires oculaires Th1 et Th17. De plus, lorsque cette protéine se trouve dans un génotype parasitaire différent de celui d’origine, la pathologie oculaire en est exacerbée. Nous avons également démontré que la cytokine IL-23 participe à la destruction de la rétine et à la multiplication parasitaire. Notre modèle murin de réactivation de la TO met en évidence le rôle protecteur de la voie Th1 à travers l’IFN-γ et celui fortement délétère de la cytokine IL-6. La neutralisation de cette cytokine dans notre modèle diminue la charge parasitaire oculaire ainsi que l’ensemble de la réponse inflammatoire et n’altère en rien la structure rétinienne. Il serait donc très intéressant d’utiliser une thérapie ciblant le récepteur de l’IL-6 afin de contrecarrer les effets des récurrences de la TO. / The obligate intracellular parasite Toxoplasma gondii infects more than one third of the world population. Ocular toxoplasmosis (OT), whether acquired or congenital, is a common and frightening infection which can strongly impair the visual function. OT is considered as a major cause of posterior uveitis and retinochoroiditis is its most common manifestation. The presence of the parasite in the retina as well as the immune response it generates in the host are two factors involved in the development of ocular lesions. However, up to now, the pathophysiological mechanisms leading to the destruction of the retina and those implied in the parasite latency and reactivation have not been clearly identified. Morever, improvements of current treatments are necessary in order to give all patients a better care but also to fight the parasite latent form and relapses they may cause. Our mouse models of OT acute phase have demonstrated that the parasite virulence factor ROP16 is responsible for the parasite load increase and the Th1 and Th17 ocular inflammatory responses. When this protein is in a different genotype than its original one – this has been made possible by recombining strains – the ocular pathology is more severe. We also showed that the IL-23 cytokine was involved in the destruction of the retina and in parasite multiplication. Our mouse model of OT reactivation highlighted the protective role of the Th1 pathway through IFN-γ as well as the highly deleterious IL-6 cytokine. By neutralizing this cytokine in our model, we reduced the ocular parasite load and the global inflammatory response without modifying the retinal structure. It would be very interesting to elaborate a therapy targeting the IL-6 receptor in order to counter the effects of OT recurrences.

L’indoléamine-2,3-dioxygénase (IDO) est une enzyme du catabolisme du tryptophane suspectée de jouer un double rôle lors des infections en contribuant aux défenses innées de l’hôte et en régulant la réponse immunitaire. IDO est exprimée au cours de l’infection par le virus de l’hépatite C (VHC). Cependant, les mécanismes moléculaires conduisant à l’expression de IDO lors de l’hépatite C et l’impact de IDO sur la réplication virale et sur la réponse immunitaire ne sont pas connus. Dans ce travail de thèse, nous avons montré que le VHC stimule l’expression de IDO dans les hépatocytes.L’expression de IDO était transitoire et coïncidait avec l’expression des interférons (IFNs) de types I et III et avec la transcription de gènes stimulés par les IFNs. L’expression de IDO était également augmentée dans les hépatocytes exposés à la présence de lymphocytes T CD4+ activés et producteurs d’IFN-γ. L’expression hépatique de IDO diminuait la réplication virale, ce qui suggère que IDO limite la diffusion du VHC dans le foie au cours de l’hépatite C. Grâce à des expériences de silencing, nous avons montré que IDO contribue à l’effet antiviral de l’IFN-α sur le VHC. L’expression de IDO était régulée par l’activation des facteurs de transcription IRF-1 et STAT-1 dans les hépatocytes infectés par le VHC. En plus de son effet antiviral sur le VHC, l’expression hépatique de IDO inhibait significativement la prolifération des lymphocytes T CD4+ activés, suggérant un rôle immunorégulateur de IDO au cours de l’hépatite C. Nos données suggèrent donc que IDO joue un double jeu lors de l’hépatite C, en limitant la réplication virale et en régulant la réponse immunitaire adaptative de l’hôte. Notre travail ouvre la voie à des expérimentations in vivo et à des études cliniques visant à préciser la place des inhibiteurs pharmacologiques de IDO dans l’arsenal thérapeutique contre le VHC. / Indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO) is a tryptophan-catabolizing enzyme that plays a dual role during infectious diseases by contributing to the innate defenses against pathogens and by regulating the immune response. IDO is expressed in patients with hepatitis C virus (HCV) infection. However, the molecular mechanism of IDO induction in HCV infection and its role in the antiviral immune response remain unknown. Using primary human hepatocytes, we have shown that HCV infection stimulates IDO expression. IDO gene induction was transient and coincided with the expression of type I and type III interferons (IFNs) and IFN-stimulated genes (ISGs) in HCV-infected hepatocytes. IDO expression was also stimulated when the hepatocytes were incubated with IFN-γ-secreting CD4+ T cells. Expression of IDO prior to HCV infection significantly impaired HCV replication in hepatocytes, suggesting that IDO limits the spread of HCV in the liver. By using siRNA-mediated IDO knockdown experiments, we have shown that IDO contributes to the IFN-α-antiviral effect on HCV replication. IDO expression was regulated by IRF-1 and STAT-1 in HCV-infected hepatocytes. Hepatic IDO expression also had a significant inhibitory effect on CD4+ T cell proliferation, suggesting an immunoregulatory role of IDO during HCV infection. Our data suggest that hepatic IDO plays a dual role during HCV infection by retarding viral replication and also regulating host immune responses. This work paves the way for in vivo experiments and clinical studies aiming to determine the relevance of pharmacological inhibition of IDO during HCV infection.

TRAIL (TNF-Related Apoptosis Inducing Ligand) et CD40 Ligand, membre de la superfamille (SF) du TNF (Tumor Necrosis Factor) apparaissent comme des cibles attractives pour la thérapie ciblée du cancer. Une caractéristique commune des membres de la SF-TNF est la structure homotrimérique du ligand qui oligomérise les récepteurs pour induire la signalisation cellulaire. Cette interaction multivalente entre ligands et récepteurs est déterminante dans l’induction de la réponse cellulaire. L’objectif de cette thèse est de i) développer des ligands multivalents de TRAIL-R2 et CD40 afin d’améliorer leur efficacité anti-tumorale puis de les associer dans des stratégies anti-tumorales innovantes et ii) de caractériser les interactions entre ces ligands et les récepteurs à la surface de la cellule pour comprendre l’impact de l’oligomerisation sur l’initiation de l’apoptose au niveau membranaire.Ainsi nous avons utilisé des peptides cycliques spécifiques du récepteur de TRAIL-R2 (TRAILmim/DR5) que nous avons multimérisés sur des plateformes chimiques innovantes. Nous nous sommes également intéressés à l’état d’oligomérisation des récepteurs avant leur contact avec le ligand dans le but de mieux comprendre les interactions multivalentes. Enfin, nous avons caractérisé à l’aide de la technique de résonance plasmonique de surface et d’un biocapteur basé sur la fluorescence les interactions entre ces ligands multivalents et le récepteur TRAIL-R2. Ces travaux nous ont donc montré la nécessité d’analyser les interactions entre ligands et récepteurs directement à la surface de la cellule pour améliorer le développement de ligands pro apoptotiques efficaces. / TRAIL (TNF- Related Apoptosis Inducing Ligand) and CD40Ligand, members of the superfamily (SF) of TNF (Tumor Necrosis Factor), appear as attractive targets for cancer therapy. A common feature of members of the TNF-SF is the homotrimeric structure that oligomerized their receptors to induce cell signaling. This multivalent interaction between ligands and receptors is crucial for apoptosis induction.The aims of this thesis is to i) develop multivalent ligands of TRAIL -R2 and CD40 to enhance their antitumor efficacy and to associate them in innovative strategies and ii) to characterize the interactions between ligands and receptors at cell surface to understand the impact of oligomerization on the initiation of apoptosis at membrane level.We used cyclic peptides specific of TRAIL-R2 (TRAILmim/DR5) that we multimerized on innovative chemical scaffolds. We also interested in the state of receptor oligomerization before their contact with the ligand in order to better understand the multivalent interactions. Finally, we characterized using the technique of surface plasmon resonance and biosensor based fluorescence interactions between multivalent ligands and TRAIL- R2.In this work we showed the need to analyze the interactions between ligands and receptors directly on the surface of the cell to improve the development of effective pro -apoptotic ligands.

La protéine de nucléocapside (NC) du virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) joue un rôle majeur dans les différentes étapes du cycle viral du VIH-1 : soit comme domaine fonctionnel de la polyprotéine Gag (NC-Gag) dans les phases tardives du cycle viral, soit sous sa forme mature NCp7 dans les phases précoces. Afin de mieux comprendre le rôle de la forme mature dans le cycle viral, nous avons cherché de nouveaux partenaires cellulaires spécifiques de la NCp7 et identifié la protéine nucléolaire, hNoL12, impliquée dans la maturation des ARNs ribosomaux. L’interaction NCp7/hNoL12 a été confirmée par co-IP, FRET-FLIM et double hybride chez la levure et le domaine d’interaction a été localisé entre les a.a. 22 et 61 correspondant au domaine 5’-3’-exonucléase de hNoL12. Nous avons développé un test pour caractériser cette activité et montré qu’elle est spécifique des ARN simples brins. Enfin, l’extinction de l’expression de hNoL12 entraine une diminution significative de l’infection par un lentivecteur modèle des phases précoces de l’infection soulignant l’implication fonctionnelle de hNoL12 dans cette phase de l’infection. Dans un second projet, nous nous sommes intéressés au devenir de la NCp7 dans les cellules infectées, suite à la transcription inverse. Nous avons généré des vecteurs lentiviraux composés de protéines NCp7 fusionnées à une étiquette tétracysteine permettant son marquage spécifique avec le dérivé de la fluorescéine (FlAsH). Nous avons alors étudié, par microscopie confocale, la distribution intracellulaire de la NCp7 dans des conditions proches de l’infection. Nos résultats indiquent qu’une grande partie de la NCp7 se dissocie du PIC durant son transport dans le cytoplasme. Toutefois, la perte de la NCp7 est une étape tardive qui se déroule proche du noyau confirmant ainsi que la décapsidation a lieu à la membrane nucleaire juste avant l’entrée du complexe de préintegration dans le noyau. Le troisième projet a porté sur le développement d’antiviraux ciblant la NCp7. Nous avons travaillé sur la vectorisation et la caractérisation des propriétés antivirales en milieu cellulaire, d’un peptide sélectionné in vitro pour sa capacité à inhiber l’action chaperonne de la NCp7. L’activité antivirale du peptide vectorisé vis-à-vis d’une infection par un vecteur lentiviral basé sur le VIH-1 s’est révélée décevante. / The Human Immunodeficiency Virus-1 (HIV-1) nucleocapsid protein (NC) plays a major role in the different steps of theviral lifecycle under its two forms; either as a domain of the polyprotein Gag (NC-Gag) in the late phase or as a matureNCp7 protein in the early phase. In order to better understand the role of the mature form in the viral cycle, we searchedfor new NCp7 specific cellular partners and identified the nucleolar protein hNoL12 which is known to be involved inthe maturation of ribosomal RNAs. The NCp7/hNoL12 interaction was confirmed by co- IP, FRET-FLIM, and yeast twohybrid. The interaction domain was localized between a.a. 22 and 61 on hNoL12; which corresponds to its putative 5’-3’-exonuclease domain. We developed an assay to monitor this activity and found it to be specific of single strand RNA.Finally, the cellular knockdown of hNoL12 resulted in a significant decrease in the infection by a pseudovirus mimickingthe early phase of the infection, emphasizing the functional involvement of hNoL12 in this phase. In a second project, wewere interested in the fate of the viral incoming NCp7 in the infected cells, after reverse transcription. We thus generatedlentiviral vectors composed of NCp7 fused to a tetracysteine tag enabling its specific labeling with the fluoresceinderivative FlAsH. We then studied by confocal microscopy, the intracellular distribution of NCp7 containing viralparticles in conditions close to the infection. Our results showed that an important proportion of the NCp7 moleculesdissociates from the PIC during its transport in the cytoplasm. However, the loss of NCp7 is a late step of this processand seems to take place close to the nucleus suggesting that the dissociation of the capsid occurs at the nuclear membranejust before the nuclear entry of the PIC. The third project concerns the development of antiviral inhibitors targetingNCp7. We worked on the vectorization and the characterization of the antiviral properties of a peptide selected in vitrofor its ability to inhibit the NCp7 chaperone activity. The inhibitory activity of the vectorized peptide on infection ofHeLa cells by a HIV-1 based lentiviral vector was found deceiving.

L’autophagie est un processus catabolique lié aux lysosomes, essentiel à la l’homéostasie cellulaire notamment dans les lymphocytes. Elle est impliquée dans la pathogenèse de nombreuses maladies et pourrais jouer un rôle dans le développement de maladies auto-immunes. Nous avons voulu étudier son rôle in vivo dans les lymphocytes B et T. Nous avons généré des souris déficientes en autophagie spécifiquement dans ces cellules et montré que l’autophagie n’est pas essentielle au développement des LB, mais que dans un contexte auto-immun la persistance de plasmocytes et la production d’autoanticorps été diminuée. Cela démontre un rôle de l’autophagie dans les réponses à long terme. Les réponses humorales à long-terme T dépendantes sont également impactées. De plus des souris transplantées avec des LT CD4+ déficients en autophagie montrent une réponse humorale mémoire diminuée. Nous nous sommes également intéressé aux voies de signalisation conduisant à l’induction de l’autophagie en réponse à une stimulation du TCR dans des LT normaux et pathologiques. Nos résultats préliminaires montrent une implication de la voie calcique. / Autophay is a catobolic lysosomal process essentail for cellular maintenance and fucntion such as lymphocyte homeosatsis. The generation of mice models with an Atg5 conditional knock-out in B and T cells respectively, have allowed us to study autophagy requirements of those immune cells in vivo. We have demonstrated that autophagy was dispensable for B cell development but that in autoimmune settings B cell autophagy was required for the maintenance of long-lived plasma cells and for the production of autoantibodies. In mice deficient for autophagy in T cells, long-term tumoral response to a T-dependent antigen is decreased. We also showed that in mice adoptively transferred with autophagy deficient CD4 T cells, the antigen specific memory humoral immune response was impaired. We also investigated the signaling pathways leading to autophagy induction upon TCR stimulation in normal and lupus T cells and showed that the calcium signaling is highly involved.

Le syndrome de Sjögren (SS) est l'une des maladies autoimmunes (MAI) systémiques les plus fréquentes chez l’Homme. Cette maladie est caractérisée par une infiltration lymphocytaire dans les glandes exocrines conduisant à des symptômes dits de « yeux secs » et à la bouche sèche. Il n’existe actuellement aucun traitement curatif pour cette maladie. Le peptide P140 a été démontrée comme un outil thérapeutique efficace chez les patients atteints d'un lupus érythémateux disséminé (LED) et des souris modèles développant un lupus.L'autophagie est une voie intracellulaire conservée qui joue un rôle central dans le maintien de l'homéostasie cellulaire. En outre, l'autophagie a été démontrée comme un mécanisme de régulation de l'autoimmunité. Les effets bénéfiques du peptide P140 dans le lupus semblent étroitement liés à son effet d'inhibition de l’autophagie qui est hyper-activée dans le lupus. A ce jour, très peu de données sont connues concernant l'autophagie dans le SS. Le sujet de ma thèse porte i. sur l’étude et la compréhension des phénomènes de l’autophagie dans le SS et ii. sur l’effet éventuel du peptide P140 dans cette maladie.Dans cette étude, nous avons d’abord montré des effets protecteurs du P140 contre le SS dans les souris modèle MRL/lpr, comme en témoignent l’amélioration de l'inflammation, une diminution de l'infiltration lymphocytaire dans les SG de souris et une baisse des niveaux d'autoanticorps circulants. Nous avons également constaté que l'autophagie et les lysosomes étaient défectueux dans les SG des souris MRL/lpr et que le P140 rétabli le flux autophagique et l'acidité lysosomale. Ces résultats suggèrent que l'autophagie défectueuse et des défauts des lysosomes pourraient contribuer à la pathologie du SS et que les effets thérapeutiques de P140 pourraient être liés à son effet sur l'autophagie et les lysosomes.Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse nous offrent des informations décisives sur la pathogenèse de SS et suggèrent que l'autophagie pourrait être une cible thérapeutique de choix dans le SS. Au-delà, les effets protecteurs de P140 dans le modèle de souris SS nous éclairent sur l'application thérapeutique du P140 dans d'autres MAIs. / Sjögren's syndrome (SS) is one of the most common systemic autoimmune diseases (AIDs) in human. This disease is characterized by lymphocytic infiltration in the exocrine glands which leads to symptoms named dry eyes and dry mouth. There is no cure for SS currently. P140 peptide has been demonstrated to be an effective therapeutic tool in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) and lupus mouse model. Autophagy is a conserved intracellular pathway that plays a central role in maintaining cellular homeostasis. In addition, autophagy has been demonstrated to be a mechanism of autoimmune regulation. The beneficial effects of P140 peptide in lupus seem to be closely related to its inhibitory effect on autophagy which is overactivated in lupus. However, the role of autophagy in SS is largely unknown. The aim of my thesis is: 1, to study the role of autophagy in SS and 2, to examine the possible effect of the P140 peptide in this disease. In this study, we first demonstrated the protective effects of P140 against SS in MRL/lpr mouse model, as evidenced by ameliorated inflammation, decreased lymphocyte infiltration in mouse salivary glands (SGs), as well as decreased levels of circulating autoantibodies. We also found that autophagy and lysosomes were defective in SGs of MRL/lpr mice and that P140 restored the autophagic flux and lysosomal acidity. These results suggest that defective autophagy and lysosome dysfunction may contribute to the pathology of SS and that the therapeutic effects of P140 may be related to its effect on autophagy and lysosomes. The results obtained in this study provide us valuable information about the pathogenesis of SS, and suggest that autophagy could be a potential therapeutic target in SS. Moreover, the protective effects of P140 in SS mouse model shed light on the therapeutic application of P140 in other AIDs.

Les cellules NKT invariantes (iNKT) sont des lymphocytes T non conventionnels restreints par la molécule CD1d qui présente des glycolipides. Les cellules iNKT expriment un TCR avec une chaîne a invariante, Va14-Ja18 chez la souris et Va28-Ja18 chez l’homme. Elles ont la particularité de produire de grande quantité de cytokines (IFN-? et IL-4) rapidement après leur activation et peuvent à leur tour stimuler d’autres cellules du système immunitaire comme les cellules dendritiques, les cellules NK et les lymphocytes T. Elles représentent ainsi un pont entre les réponses immunitaires innées et adaptatives. Le diabète de type 1 est une maladie autoimmune caractérisée par la destruction des cellules ß pancréatiques productrices d’insuline. Bien que l’apparition de diabète de type 1 soit associée à des polymorphismes génétiques, les facteurs environnementaux ont également été impliqués dans l’étiologie de cette maladie. De nombreuses études suggèrent que les infections virales, en particulier les infections par le virus de coxsackie B4 (CVB4), pourraient être impliquées dans le développement de cette maladie. Notre étude a été réalisée avec des souris NOD qui développent un diabète de type 1 vers 15 semaines d’âge et des souris NOD déficientes pour la proinsulin 2 (Pro-ins2-/-) développant un diabète vers 8 semaines d’âge. Nos résultats montrent qu’après infection par CVB4, la moitié des souris NOD et Pro-ins2-/- développent un diabète accéléré par rapport à des souris non infectées. Toutefois, une injection de l’agoniste des cellules iNKT, la molécule aGalactosylceramide (aGalCer), au moment de l’infection des souris, diminue fortement l’incidence de diabète. L’infection par CVB4 induit un fort recrutement de macrophages dans le pancréas et l’activation des cellules iNKT modifie la fonction de ces macrophages. En effet, les macrophages pancréatiques des souris infectées par CVB4 expriment fortement les cytokines IL-1ß, IL-6 et TNF-a, révélant leur caractère pro-inflammatoire alors que les macrophages des souris infectées et traitées par aGalCer expriment faiblement ces cytokines inflammatoires et fortement des enzymes immunosuppressives iNOS (inducible NO synthase), IDO (Indoleamine 2,3-dioxygenase) et arginase I. L’utilisation d’inhibiteurs de ces enzymes montre que la protection contre le diabète est induite par IDO. Nous avons également observé une forte infiltration de lymphocytes T autoréactifs dans les îlots pancréatiques des souris infectées. De façon intéressante, l’incidence accrue de diabète du groupe CVB4 est associée à une fréquence élevée de cellules T autoréactives produisant de l’IFN-? dans le pancréas, alors que la production d’IFN-? par les cellules T autoréactives est très faible dans les souris du groupe CVB4+aGalCer. Cette inhibition de la production d’IFN-? est dépendante de l’enzyme IDO, car l’utilisation d’un inhibiteur d’IDO augmente fortement la production d’IFN-? par les lymphocytes T anti-îlots et l’incidence de diabète. Dans l’ensemble nos résultats montrent, que l’activation des cellules iNKT lors de l’infection par CVB4 induit des macrophages immunosuppresseurs dans le pancréas, ces cellules inhibant la fonction des lymphocytes T autoréactifs et ainsi le développement du diabète. / INKT cells are non-conventional T lymphocytes that are restricted to glycolipid presenting CD1d molecule. iNKT cells express an invariant TCR a chain (Va14-Ja18 in mice and Va28-Ja18 in humans). Their particularity is to rapidly produce copious amounts of cytokines (IFN-? and IL-4) after activation and to activate other cells of the immune system such as dendritic cells, NK cells and T lymphocytes. iNKT cells, therefore, form a bridge between innate and adaptive immune responses. Type 1 diabetes is an autoimmune disease characterized by the destruction of pancreatic ß cells whose role is to produce insulin. While diabetes development can clearly be associated with genetic polymorphisms, environmental factors were also implicated in the etiology of the disease. Numerous studies suggest that viral infections, particularly infections with Coxsackievirus B4 (CVB4), could be implicated in the development of type 1 diabetes. Our study was performed with NOD mice that develop type 1 diabetes around 15 weeks of age and with proinsulin 2 knockout NOD mice (Pro-ins2-/-) which become diabetic around 8 weeks of age. Our results show that CVB4 infection induces accelerated diabetes in around half of NOD and Pro-ins2-/- mice compared to uninfected mice. However, the activation of iNKT cells with their agonist, aGalactosylceramide (aGalCer), at the time of infection greatly decreases diabetes incidence. CVB4 infection induces a strong recruitment of macrophages into the pancreas. Interestingly, iNKT cell activation modifies the function of these macrophages. Indeed, pancreatic macrophages of CVB4 infected mice strongly express IL-1, IL-6 and TNF-a, indicating their pro-inflammatory character. On the contrary, macrophages of mice infected with CVB4 and treated with aGalCer express low levels of these cytokines, but strong levels of suppressive enzymes iNOS (inducible NO synthase), IDO (Indoleamine 2,3-dioxygenase) and arginase I. The use of inhibitors of these enzymes showed that diabetes prevention is induced by IDO. We have also observed that autoreactive T cells strongly infiltrate the pancreatic islets after CVB4 infection. It is interesting to note that the high diabetes incidence of CVB4 infected mice is associated with an increased frequency of IFN-? producing autoreactive T cells in pancreatic islets. On the contrary, the frequency of these cells is very low in infected mice treated with aGalCer. The inhibition of IFN-? production is dependent on IDO enzyme, since the use of its inhibitor strongly increases IFN-? production by anti-islet T cells and diabetes incidence. To summarize, our results show that iNKT cell activation during the infection with CVB4 induces immunosuppressive macrophages in the pancreas. These cells inhibit the function of autoreactive T cells and prevent diabetes development.

Historiquement, les LT CD8 cytotoxiques ont été considérés comme la seule composante cellulaire du système immunitaire nécessaire et suffisante pour l’élimination de cellules infectées par des virus ou transformées, les LT CD4 ne jouant qu’un rôle auxiliaire, dans le développement et le maintien de la réponse immune effectrice, ou modulateur par la fonction suppressive des T-Reg. Aux côtés, de ces fonctions auxiliaires ou suppressive, nombre de données indiquaient que les LT CD4 pouvaient également exercer une activité cytotoxique directe. Nos travaux ont permis par l’analyse chez l’Homme, de l’expression des récepteurs α à l’IL-2 (CD25) et à l’IL-7 (CD127) à la surface des LT CD4 du sang périphérique d’identifier une population singulière de LT CD4 caractérisée par l’absence de ces deux molécules. Ces LT CD4, CD25-CD127-, faiblement représentées chez les sujets sains, entre 0,2-2% des LT CD4 totaux du sang périphérique, étaient fortement augmentées, entre 2-20% dans les infections chroniques VIH et Tuberculose, et notamment dans les cancers incluant les mélanomes uvéaux métastatiques (Mum) et les cancers du sein. Puisque prédominant dans des situations de stimulation chronique, ces LT CD4 ont été définis comme des LT CD4 chroniquement stimulés : chCD4. Dans le sang périphérique de patients atteints de cancer comme chez les sujets sains, la majorité de ces chCD4 arboraient un phénotype mémoire/effecteur (CD45RO+). Cependant, dans les Mum et les cancers du sein la proportion de chCD4 effecteurs (CD45RO+CD27-) était fortement augmentée. Par ailleurs, si la plus part de ces cellules effectrices apparaissaient à un stade de différenciation terminale (CD57+), elles présentaient toutes les mêmes caractéristiques phénotypiques distinctes, définies par l’absence d’expression de la molécule de co-stimulation CD28 coordonnée à l’expression à leur surface de l’intégrine CD11b et du récepteur NK, 2B4. Dans les chCD4 effecteurs, nous avons également mis en évidence la présence spécifique de granules cytoplasmiques concentrant granzyme B et perforine, molécules impliquées dans la cytotoxicité directe de cellules cibles. Cette propriété fonctionnelle a été démontrée par des tests de cytotoxicité redirigée et était restreinte aux chCD4 effecteurs en comparaison aux autres sous-populations effectrices de LT CD4 conventionnels et T-Reg. L’analyse du profile de sécrétion de cytokines, révèle l’absence total de production d’IL-17 et un profile orienté Th1, soulevant la question du lignage de cette population particulière. L’absence d’expression de Ki67, marqueur des cellules en cycle, au sein de cette population de LT CD4 cytotoxiques, parallèlement à leur accumulation, suggérait qu’elles seraient capables de persister à l’état quiescent chez les patients. Par ailleurs, dans les Mum, nous avons mis en évidence que l’augmentation importante du nombre de chCD4 chez les patients, concordait avec la présence d’expansions oligoclonales au sien de cette population, et démontré une corrélation positive entre le pourcentage des cellules effectrices, chCD4 et LT CD8, LT CD8 parmi lesquels nous avons déterminé une fréquence élevée de cellules répondeuses spécifiques d’antigènes tumoraux associés à la tumeur. Nos travaux ont également permis d’évaluer l’impact de la chimiothérapie sur les populations lymphocytaires dans le sang périphérique. Chez les patientes atteintes de cancer du sein, traitées par chimiothérapie néo-adjuvante, c’est-à-dire préopératoire, nous avons constaté une augmentation du nombre de chCD4 chez 17/22 patientes. Nous avons mis en évidence que cette augmentation sous traitement était fortement corrélée au pourcentage de régression tumorale. L’ensemble de ces résultats apporte une nouvelle vision des LT CD4 dans l’immunité tumorale. (...) / Historically, CD8 positive Cytotoxic T Lymphocytes (CTL) have been associated with an effector immune response, while T cells with a CD4 phenotype where considered helper T cells. More recent data suggest that CD4 positive T cells are also capable of a direct cytotoxic activity. Through a systematic analysis of the IL-2 (CD25) as well as IL-7 (CD127) receptors α on the surface of CD4+ CTL in peripheral blood of patients before during and after treatment we were able to identify a specific CD4+ T cell population devoid of expression for these 2 molecules. These CD4+, CD25-CD127-, T cells only represent 0,2-2% of the total CD4+ pool in peripheral blood of healthy donors, while in the presence of a chronic infectious disease such as HIV or tuberculosis they were increased, representing up to 2-20% of all CD4+ T cells. Similarly, high numbers of CD4+, CD25-CD127-, T cells could be identified in the circulation in patients with metastatic uveal melanoma (muM) or with breast cancer. These chronically stimulated T cells (chCD4) demonstrate a memory effector phenotype (CD45RO+); while the majority shows a terminally differentiated phenotype (CD57+), these T cells all arbore distinct phenotypic characteristics as defined by the absence of expression of CD28 together with the presence of a surface expression of integrin CD11b and of the NK receptor, 2B4. The presence of cytoplasmic granules concentrating granzyme B and perforin, known to be responsible for T cell cytotoxicity, were identified in effector chCD4 while they were absent in conventional CD4+ T cells as well as in Tregs. This cytotoxic potential was demonstrated through redirected cytotoxicity assays that functionally confirm this feature of these chronically activated CD4+ T cells. The secretory cytokine profile showed absent IL-17 levels and a Th1 orientation, asking questions as regards to the lineage of this particular T cell population. Ki67 expression, a marker of cell proliferation, was absent, suggestive of their ability to persist quiescently in patients. However in muM patients we were able to demonstrate a vast oligoclonal increase in chCD4+ T cells, which correlated positively with CD8+ T cells. We were able to detect a high frequency of T cells responding against a specific tumor antigen among these CD8+ T cells. We furthermore studied the effects of chemotherapy on peripheral lymphocyte populations. In breast cancer patients who had been treated with preoperative (neoadjuvant) chemotherapy we detected high levels of effector chCD4 in 17/22 patients. Of particular interest was the fact that this increase through a course of chemotherapy treatment was strongly correlated to the percentage of regression of the original tumor. Together, these results cast new light on the role and function of CD4+ T cells in tumor immunity. Our observations show that CD4+ cytotoxic T lymphocytes do exist and suggest for the first time in human that they may have an important role in response to treatment and in particular in the establishment of a durable protective immune response.

La survenue d'anticorps neutralisant le facteur VIII de la coagulation (FVIII) chez les patients hémophiles A constitue un échec thérapeutique majeur. Si les étapes effectrices de la réponse immunitaire, la nature des cellules immunitaires impliquées et les propriétés des anticorps ont été largement documentées, les étapes précoces de la réponse immunitaire restent mal connues et constituent l'objet de ma thèse. La première partie de ma thèse aborde le rôle du microenvironnement rencontré par le FVIII une fois administré in vivo, notamment le rôle des molécules du complément. Acteur majeur de l'immunité innée, le système du complément participe également aux réponses immunitaires adaptatives et peut interagir avec la cascade de la coagulation. Alors que le complément est impliqué dans les réponses immunitaires contre des agents pathogènes, son implication dans les réponses immunitaires dirigées contre les protéines thérapeutiques n'a jamais été décrite jusqu'à présent. Je me suis donc intéressé au potentiel rôle des molécules du complément dans l'immunogénicité du FVIII thérapeutique.La seconde partie de ma thèse aborde l'implication de la structure du FVIII pour sa reconnaissance par le système immunitaire. Ainsi, a-t-il été démontré l'importance du domaine C1 du FVIII pour sa prise en charge par les cellules du système immunitaire in vitro et pour son immunogénicité in vivo. En raison des fortes homologies de structure entre les domaines C1 et C2, je me suis intéressé au rôle potentiel du domaine C2 dans la capture du FVIII par les cellules présentatrices d'antigènes et l'élaboration de la réponse immunitaire anti-FVIII. / Occurrence of pro-coagulant factor VIII (FVIII) neutralizing antibodies in hemophilia A patients constitutes a major therapeutic failure. While the effector steps of the immune response, the nature of the involved immune cells and the antibodies properties have been well-reported, the early stages of the immune response are poorly described and constitute the topic of my PhD thesis. The first part of my thesis deals with the role of the microenvironment encountered by FVIII once administered in vivo, especially the role of complement system molecules. While complement system is a major actor of the innate immunity, it also participates to adaptive immune responses and can interact with the coagulation cascade. Though complement is involved in immune responses against pathogens, its contribution to immune responses against therapeutic proteins has never been reported so far. Therefore I have investigated the potential role of the complement system in the immunogenicity of therapeutic FVIII. The second part of my thesis focuses on the involvement of FVIII structure for its recognition by the immune system. It has been demonstrated that FVIII C1 domain plays a major role of its uptake by immune cells in vitro and its immunogenicity in vivo. Because of strong structural homologies between C1 and C2 domains, I investigated the potential role of FVIII C2 domain for its endocytosis by antigen presenting cells and the elicitation of the anti-FVIII immune response.