Résumé des travaux de thèse Contrairement au dogme original décrit par van Furth sur le système des phagocytes mononucléés (MP), il est maintenant suggéré que les monocytes ne représentent plus uniquement des précurseurs de macrophages mais qu'ils exercent des fonctions immunologiques en tant que tel. Non seulement les monocytes sont capables de circuler dans les tissus sans se différencier en macrophages mais la plupart des macrophages tissulaires ont en réalité une origine embryonnaire. Je me suis intéressée à l'activité migratoire et aux fonctions effectrices des monocytes et des macrophages grâce à l'utilisation de l'imagerie intravitale. Cette approche nous a permis d'appréhender la dynamique des MP entre le réseau vasculaire et le parenchyme tissulaire. De cette façon nous avons pu mettre en évidence le rôle de CX3CR1 dans le contrôle du déploiement monocytaire dans un modèle d'inflammation aiguë. En parallèle, dans un modèle de métastases pulmonaires, nous avons démontré que les monocytes ne contribuent qu'à une partie des macrophages associés aux tumeurs (TAM) et que l'autre partie dérive de la prolifération des macrophages interstitiels du poumon. Ces différentes sous-populations de TAM semblent avoir des contributions différentes dans le développement tumoral et la réponse à la chimiothérapie. Mon travail a permis de mieux appréhender la biologie des monocytes au-delà de leur fonction comme simples précurseurs de macrophages et apportent des concepts nouveaux sur l'origine des TAM. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans la compréhension des mécanismes biologiques gouvernés par les MP et dans la régulation la réponse inflammatoire. / Contrariwise to the original dogma established by van Furth on the Mononuclear Phagocyte System (MPs), it is now suggested that monocyte fate and functions should not be restricted to macrophage precursors. Experimental evidences show that monocytes can circulate in tissues without differentiating and most of the tissue associated macrophages have embryonic origin. My thesis work focused on migratory activity and effective functions of monocytes and macrophages based on intravital imaging technology. This approach represent a unique tool to study the dynamic of MPs between the vasculature and tissue parenchyma. Our work provided new insights in the role of CX3CR1 in the monocyte deployment during acute inflammatory response.In a model of pulmonary metastases, we also demonstrated that monocytes represent only one part of tumor associated macrophages (TAMs) and the other part is constituted by lung interstitial macrophages. These different subsets of TAMs seem to contribute differently in tumor development and response to chemotherapy.Overall my work provides new insights about monocyte biology beyond their macrophage precursor fate and presents new concepts on the origin of TAMs. It also adds new perspectives in the understanding of biological mechanism regulated by MPs and in the control of the inflammatory response.

Le cytomégalovirus humain (CMVH) est un virus mondialement répandu impliqué dans des pathologies sévères chez les sujets immunodéficients et lors d’infection congénitale. L’arsenal thérapeutique est limité, non dénué de toxicité, et ne pouvant être administrés aux femmes enceintes. De plus, ces traitements favorisent l’émergence de mutations de résistance. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles thérapies, mais également de mieux comprendre les mécanismes de l’infection à CMVH lors de la grossesse. Au cours de ce travail de thèse, nous avons travaillé sur différents modèles d’infection virale, premièrement in vitro afin de tester de nouvelles molécules au potentiel antiviral, ciblant l’enzyme cyclooxygénase-2 impliquée dans les processus d’inflammation ; secondairement, ex vivo, sur des explants de placentas de premier et troisième trimestre. Dans ce dernier modèle, nous nous sommes intéressés au profil d’expression des cytokines inflammatoires induites par l’infection à CMVH. Nous avons ainsi testé des nouveaux inhibiteurs de la cyclooxygénase-2 in vitro. L’un d’entre eux, RG193, montre un effet synergique avec le maribavir et la baïcaléine, ce qui est prometteur pour d’éventuelles bithérapies. Concernant le modèle de culture ex vivo, nous avons pu démontrer la viabilité des explants et l’efficacité antivirale de diverses molécules sur l’infection à CMVH. Les résultats préliminaires sur l’expression des cytokines par les placentas infectés montrent des différences notables entre premier et troisième trimestre de grossesse. Cependant, les antiviraux testés semblent avoir peu d’impact sur la régulation des ARN messagers des cytokines pro-inflammatoires MCP-1, TNF-α, IP-10 suite à l’infection. / The human cytomegalovirus (HCMV) is a worldwide common virus involved in diseases in immunocompromised patients, and in congenital infection. Few treatments. Antiviral drugs are limited, not devoid of toxicity, and so cannot be administered to pregnant women. Moreover, they promote the emergence of resistance mutations. Development of new therapies is necessary, also a better understanding of the mechanisms of HCMV infection during pregnancy. In this work, we used different models of viral infection; first in vitro, in order to test new potential antiviral molecules targeting the cyclooxygenase 2 enzyme, which is involved in the inflammation process; secondly an ex vivo model, on first and third trimester placental explants. We also studied the expression profile of inflammatory cytokines induced by the HCMV infection in this model.We have tested new cyclooxygenase 2 inhibitors in vitro. Within them, RG193 shows a synergistic effect with the maribavir and baicalein, which is promising for potential dual therapy. Concerning the ex vivo culture model, we could demonstrate the viability of explants and antiviral efficacy of various molecules on HCMV infection. Preliminary results on the expression of cytokines in infected placentas show differences between first and third trimester of pregnancy. However, antiviral tested appear to have little impact on the regulation of proinflammatory cytokines MCP-1, TNF- α, IP-10 mRNA during infection.

La leucémie lymphoïde chronique (LLC) est caractérisée par une accumulation anormale de lymphocytes B matures. Les thérapies actuelles reposent sur l'utilisation d'inhibiteurs ciblant les kinases impliquées dans la voie du récepteur des cellules B (BCR), mais elles sont limitées par le niveau élevé de résistance à l’apoptose des cellules leucémiques. En effet, celles-ci échouent à éradiquer les cellules résistantes à l'apoptose, il est donc essentiel d'identifier d'autres voies de survie comme nouvelles cibles pour les thérapies anticancéreuses. La surexpression des récepteurs de surface couplés aux protéines G (RCPGs) entraîne une transformation cellulaire et joue ainsi un rôle essentiel dans les tumeurs malignes. Dans cette étude, nous montrons que le récepteur de la neurotensine de type 2 (NTSR2), un récepteur couplé aux protéines G, est un acteur essentiel dans les mécanismes de résistance à l'apoptose dans les cellules leucémiques. Le récepteur NTSR2 est surexprimé et constitutivement actif dans les cellules leucémiques, son activation dépend de son interaction avec le récepteur TrkB (Tropomyosin-related kinase B) et du recrutement des protéines Giα à la place de son interaction avec son ligand naturel, la neurotensine (NTS). L'interaction NTSR2-TrkB agit comme un oncogène conditionnel nécessitant le BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), le ligand de TrkB, qui est fortement exprimé dans les cellules B leucémiques, contrairement à son ligand naturel la NTS. L'interaction NTSR2-TrkB active les voies de signalisation de survie, y compris les voies de Src et Akt, ainsi que l'expression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 (B-cell lymphoma-2) et Bcl-xL (B-cell lymphoma-extra large). Néanmoins le récepteur TrkB seul ne protège pas les cellules B leucémiques d'une diminution drastique de la viabilité par apoptose lorsque NTSR2 est inactivé. L’ensemble de ces résultats suggèrent que l'interaction NTSR2-TrKB et l'activation soutenue des voies de signalisation dépendante de cette interaction constituent un mécanisme essentiel d’échappement à l'apoptose des cellules B leucémiques. Le ciblage du récepteur NTSR2 représente une stratégie prometteuse pour le traitement de cette pathologie. / Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is characterized by the abnormal accumulation of mature B lymphocytes. Current therapies for CLL rely on using kinase inhibitors targeting B-cell receptor (BCR) pathways, but they are limited by the high level of apoptosis-resistant B-CLL cells, which results in a high frequency of patient relapse. Because current therapies fail to eradicate these apoptosis-resistant cells, it is essential to identify alternative survival pathways as novel targets for anticancer therapies. Overexpression of cell-surface G protein-coupled receptors (GPCRs) drives cell transformation, and thus plays a critical role in malignancies. In this study, we show that neurotensin receptor 2 (NTSR2), a G-protein-coupled receptor, is an essential driver of apoptosis resistance in B-CLL. NTSR2 was highly expressed and constitutively active in B-CLL cells, and its activation depended on its interaction with the tropomyosin-related kinase B receptor (TrkB) and the recruitment of Gi proteins, instead of its interaction with its natural ligand, neurotensin (NTS). The NTSR2-TrkB interaction acted as a conditional oncogenic driver requiring the TrkB ligand BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), which is highly expressed in B-CLL cells, unlike its natural ligand NTS. The NTSR2-TrkB interaction activates survival signaling pathways, including the Src and AKT kinase pathways, as well as expression of the anti-apoptotic proteins Bcl-2 (B-cell lymphoma-2) and Bcl-xL (B-cell lymphoma-extra large). TrkB failed to protect B-CLL cells from a drastic decrease in viability via typical apoptotic cell death when NTSR2 was down-regulated. Taken together, the results suggest that the NTSR2-TrKB interaction and the sustained activation of signaling pathways reliant on this interaction constitute an essential driving force for apoptosis evasion of B-CLL cells. Targeting NTSR2 could represent a promising strategy for treating B-CLL malignancy.

Les infections chroniques de l’Immunodéficience Humaine et de l’Hépatite C (VIH et VHC) sont à l’origine de pandémies. Malgré des traitements avancés, leurs relations avec le système immunitaire ne sont pas résolues et restent nécessaires pour établir de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les cellules Natural Killer (NK) sont des effecteurs majeurs antiviraux et sont importants pour l’immunité innée et adaptative. Ils contrôlent leur cytotoxicité et leur fonction immunorégulatrice via de multiples récepteurs activateurs et inhibiteurs qui sont enclenchés par interaction avec leurs ligands respectifs. Parmi tous les récepteurs, je me suis particulièrement intéressé aux Natural Cytotoxicity Receptors NKp30 et NKp44. Il est intéressant de noter que le laboratoire a précédemment identifié un épitope conservé de la gp41 du VIH-1 qui induit l’expression du ligand de NKp44 sur des LT CD4+ les rendant susceptibles à la lyse par des cellules NK-NKp44+. Après plusieurs études, le laboratoire a mis en place une stratégie vaccinale basée sur un peptide de l’épitope conservé de la gp41 qui induit chez la souris des Anticorps Neutralisants (AcNs W614A-3S) contre l’infection VIH-1. Alors que le VIH-2 est considéré comme un modèle unique d’une infection VIH contrôlée, les données sur les cellules NK y sont très limitées. Nous avons observé une dérégulation du récepteur NKp30 et une augmentation de ses ligands qui conduisent à des déficiences de leurs fonctions et représentent un nouveau mécanisme de persistance virale. Ensuite, nous avons observé pendant l’infection chronique par le VHC une forte proportion de cellules NK intra-hépatiques exprimant NKp44 qui corrèle avec la fibrose et la charge virale. De plus, nous avons identifié un épitope conservé de la protéine Core du VHC qui induit le ligand de NKp44 sur des lignées hépatiques. Ces données suggèrent que la déplétion des hépatocytes passe par un mécanisme similaire à celui observé pendant l’infection VIH-1. Enfin, une étude sur des patients VIH-1 contrôleurs nous a permis d’identifier la présence d’AcNs W614A-3S qui sont associées au contrôle viral et au maintien de LT CD4+ fonctionnelles. Ces données ont confirmé le potentiel de ces AcNs et, dont leur production par vaccination, ont été confirmée chez le lapin et le singe. Ainsi, ces études apportent de nouvelles données dans les relations entre les cellules NK et le VIH ou le VHC ainsi que de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ces études ont notamment confirmé le pouvoir des AcNs W614A-3S dans un vaccin contre le VIH-1. / Human Immunodeficiency and Hepatitis C (HIV and HCV) chronic infections are at the origin of pandemics. Despite advance drug treatments, their relationship with the immune system is not resolved and is still required to establish new therapeutic strategies. Natural Killer (NK) cells are major antiviral effectors of the immune system and are important for innate and adaptive immune processes. They mediate cytotoxicity and immunoregulation via various activator and inhibitor receptors that are triggered upon interaction with their cognate ligands. Among all receptors, I particularly took an interest in Natural Cytotoxicity Receptors NKp30 and NKp44. Interestingly, the lab previously identified a conserved HIV-1 gp41 épitope that induce expression of NKp44 ligand on CD4+ T cells making them susceptible to lyses by NK-NKp44+ cells. After various studies, the lab established a vaccine strategy based on a peptide from the conserved gp41 épitope that induced in mice Neutralizing Antibodies (Nab W614A-3S) against HIV-1 infection. Whereas HIV-2 infection could be considered as a HIV control infection unique model, data on NK cells are very limited. We found a down-modulation of NKp30 receptor and an increased of its ligands that lead to functional impairments of NK cells and could represent a new viral persistence mechanism. Then, during the HCV chronic infection we found a high proportion of intrahepatic NK cells expressing NKp44 that correlates with fibrosis and viral load. Furthermore we identified a conserved épitope of HCV core protein that induced NKp44 ligand on hepatic cell lines. These data suggest that destruction of hepatocyte might occur by a similar mechanism observed during HIV-1 infection. Finally, a study on HIV-1 controllers patients allow us to identify the presence of Nab W614A-3S that correlates with viral control and the preservation of functional CD4+ T cells. These data confirm the potency of this Nab and their induction by vaccination has been also confirmed in rabbit and macaques. Thus, these studies highlight new data regarding relationship between NK cells and HIV or HCV that could represent new therapeutic approaches. These studies especially confirm the potency of Nab W614A-3S to implement a vaccine against HIV-1.

Les intégrons de multirésistance sont des plateformes génétiques permettant aux bactéries de s’adapter à des pressions antibiotiques . Ils leur permettent de capturer et d’exprimer de s gènes de résistance sous forme de cassettes. La capture et le réarrangement des cassettes sont réalisés par une intégrase dont l’expression est régulée par la réponse SOS chez E. coli . L’expression des cassettes est quant à elle assurée par le promoteur Pc. Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à préciser deux aspects liés à la dynamique d’évolution des intégrons . L’étude du coût biologique des intégrons a montré que ceux - ci sont des structures génétiques très peu coûteuses pour E. coli . Ce faible coût est notamment lié à la répression du gène de l’intégrase par la réponse SOS. Dans ces conditions de répression, le coût d’un intégron dépend de l’expression du réseau de cassettes et de son contenu. Ainsi ce coût augmente avec la force du promoteur Pc et le nombre de cassettes dans le réseau. D’autre part, le coût lié à la nature des cassettes est variable. L’étude de la dynamique d’évolution du promoteur Pc visait à vérifier l’hypothèse selon laquelle des pressions antibiotiques auraient conduit à l’émergence de promoteurs forts à partir d’un variant ancestral faible. L’évolution d’une souche de E. coli , contenant un intégron plasmidique portant un variant faible d e Pc, a été réalisée en chemostat sur 200 générations . L’analyse des populations évoluées par deep - sequencing n’a pas permis de mettre en évidence l’émergence de variants forts de Pc . Néanmoins, l ’ étude de ce s populations évoluées révèle une part majoritaire d’évolution chromosomique. Dans ces conditions, l’ absence d’évolution du Pc pourrait atteste r soit d’une réalité biologique ou soit d’un protocole expérimental d’évolution à optimiser . / Resistance integrons are genetic platforms able to catch and express resistance genes embedded within gene cassettes. Capture and reshuffling of gene cassettes are mediated by the integrase whose expression is regulated by the SOS response in E. coli. Gene cassettes are then expressed from the Pc promoter.This work aims to clarify the evolution dynamic of integrons.In a first part, the fitness cost of class 1 integron was assessed in E. coli. Results reveal that integrons are low cost structures and that their cost is reduced by the SOS-mediated repression system. While repressed, the cost of an integron mostly depends on cassettes array expression. The cost of an integron therefore increases with Pc strength and the number of cassettes in the array. Furthermore, different cassettes exhibit different costs.In a second part, the evolution dynamic of Pc promoter was assessed in response to antibiotic pressures. An E. coli strain, carrying a plasmidic integron with a weak Pc promoter, was propagated in chemostat for 200 generations. The deep-sequencing of evolved populations did not reveal any mutations in the promoter region. On the other hand, evolved bacteria presented evidence of chromosomal adaptation. In these conditions, the lack of evolution within the Pc region could reveal either a biological reality or an experimental protocol to optimize.

Etablir le diagnostic d'une réaction d'hypersensibilité aiguë (RHA) peropératoire est difficile du fait de l'incidence supérieure des diagnostiques différentiels. Les facteurs de risques en sont mal établis. Il n'existe pas de signe clinique fiable aidant à un diagnostic rapide. Alors que 25% des explorations immunologiques classiques ne mettent pas en évidence un mécanisme IgE-médié, des études animales et humaines suggèrent un rôle des IgG dans ces RHA non caractérisées. Ce travail s'est basé sur deux cohortes de patients : la première pour étudier des phénotypes en lien avec l'apparition d'un bronchospasme, la seconde pour analyser des marqueurs diagnostiques au bloc opératoire et explorer un mécanisme alternatif impliquant les IgG. La survenue d'un bronchospasme au cours d'une RHA peropératoire n'est pas associée à un antécédent d'asthme mais au curare comme agent étiologique. La mise en évidence de la valeur diagnostique d'une hypocapnie inférieure à 20 mmHg dans le caractère sévère de la RHA devrait aider les cliniciens à l'établissement rapide du diagnostic. La présence d'IgG spécifiques anti-curares était associée à la survenue d'une RHA sévère suggérant une participation des IgG à la gravité de la RHA en association avec les IgE. En fonction du curare administré, le mécanisme de la RHA semble différent : implication d'anticorps (IgE et/ou IgG) dans 90% pour succinylcholine et rocuronium mais uniquement 50% pour atracurium suggérant une importante contribution de l'histamino-libération dans ces réactions. L'ensemble de ces travaux devraient permettre d'améliorer les performances diagnostiques en temps réel et à distance lors de la survenue d'une RHA peropératoire. / Diagnosis of intra-anesthetic acute hypersensitivity reactions (AHR) is challenging because of elevated incidences of differential diagnoses. Risk factors remain mostly unknown and there is no reliable clinical sign to help physicians in establishing a rapid diagnosis. In 25% of cases, immunologic exploration cannot identify the culprit agent through the exploration of the IgE-mediated pathway. Several animal and human studies suggest a role of IgG in the physiopathology of anaphylaxis, which could explain these uncharacterized AHR. This PhD has focused on two cohorts of patients: the first cohort allowed the exploration of phenotypic links in relation to bronchospasm occurrence; the second cohort analyzed clinical markers of severe AHR and the alternative pathway involving IgG against neuromuscular blocking agents (NMBA). Analysis of risk factors identified a NMBA as the culprit agent of the intra-anesthetic AHR to be the only factor statistically associated with bronchospasm. We propose that a hypocapnia below 20 mmHg may be a novel and useful tool for physicians for the rapid diagnosis of severe intra-anesthetic AHR. Among the second cohort of patients, NMBA-specific IgG were identified and associated with clinical severity, suggesting that they may participate in the severity of NMBA-AHR in association with IgE. The chemical structure of a given NMBA may dictate the mechanism of anaphylaxis to this particular NMBA: an IgE/IgG-pathway for succinylcholine and rocuronium, whereas atracurium may be rather linked to spontaneous histamine release mechanisms. Altogether, our results might improve diagnosis efficacy at the time of the AHR and during immunologic explorations.

Malgré 30 ans de recherche aucun vaccin VIH n'a permis d'apporter une protection efficace et de manière stable. Au regard des échecs obtenus jusqu'à présent, de nouvelles formes vaccinales ont été développées. Parmi ces dernières les VLP présentent l'avantage notables d'être très immunogènes du fait de leur forme particulaire mimant les virus natifs, et sécuritaire puisque ne véhiculant pas de génome viral. Ce travail de thèse a pour objectif d’établir et d’évaluer une stratégie vaccinale utilisant ces VLP administrées par voies muqueuses dans le but d’initier une réponse humorale et cellulaire au niveau systémique et muqueux. Dans cette étude, nous avons montré que la voie muqueuse est indispensable pour l’induction d’une réponse locale forte. De plus, nos résultats révèlent que la forme particulaire de l’antigène est décisive dans la génération d’une immunité de qualité, générant une réponse TFH forte, une réponse cellulaire locale polyfonctionnelle ainsi qu’une réponse humorale forte et stable dans le temps, caractérisée par des anticorps de qualité.Cherchant à mieux caractériser la stratégie vaccinale établie, nous avons analysé les mécanismes de prise en charge des VLP et d’initiation de la réponse immunitaire après administration IN. Nous avons observé que de nombreuses cellules de l’immunité innée pulmonaire, notamment les macrophages alvéolaires et les neutrophiles, captaient massivement les VLP limitant alors la réponse TFH et potentiellement la réponse humorale qui en découle. Au final, ce travail de thèse aura permis de mettre en avant la voie d’immunisation muqueuse ainsi que la forme particulaire de l’antigène dans la mise en place d’un vaccin VIH. / Currently no HIV vaccine elicit full and stable protection against viral acquisition. In view of the failures until now, new vaccines strategies were developed. Among these, VLP have the advantage to be highly immunogenic because of their particulate structure mimicking native pathogens and safe because of the lack of viral genome.This thesis work aims to develop and evaluate a VLP-based vaccine strategy by mucosal administration in order to initiate systemic and local humoral and cellular responses. In this study, we showed that the mucosal administration is mandatory to generate a strong local immunity. Moreover, our results show that particular form of the antigen is crucial in the generation of the quality of the immune response, generating strong TFH response, polyfunctional T-cell responses in the mucosa and a strong and stable humoral response characterized by high-quality antibodies.We also investigated mechanisms involved in the generation of immune responses following IN VLP injections. We determined which cells take in charge VLP and their role in the followed immune responses. Our preliminary results show many innate immune cells in the lungs, such as alveolar macrophages and neutrophils, have an important role in the particles uptake, limiting TFH response and potentially the followed humoral response.Finally, this thesis work will show the determining role of the mucosal route of immunization and the particulate form antigen for the development of an HIV vaccine.

Après les nombreux succès de la vaccination au XXème siècle, elle se heurte aujourd’hui aux pathogènes émergents qui nécessitent le développement de nouvelles formulations vaccinales, afin d’induire des réponses immunitaires complètes, et particulièrement des réponses CD8+ cytotoxique efficaces. Nous avons développé une stratégie innovante utilisant des pseudo-particules virales (VLP) dérivées d’un rétrovirus murin, le Virus de la Leucémie Murine (MLV), comme plateforme antigénique. Ces rétroVLP sont des candidats vaccins de choix, sécuritaires en raison de l’absence de matériel génomique et facilement manipulables par génie génétique, ce qui permet de les proposer dans différentes stratégies vaccinales, et notamment contre le VIH. Notre approche consiste à utiliser comme vaccin des rétroVLP recombinantes produites ex vivo, ou l’ADN codant les protéines capables de former in situ ces rétroVLP (stratégie dite « plasmoVLP »). Les travaux antérieurs de l’équipe ont montré que la formation des rétroVLP améliorait les réponses immunitaires dirigées contre les antigènes qu’elles véhiculent, et nous avons cherché au cours de cette étude à mieux caractériser les mécanismes expliquant leur immunogénicité. Nous avons montré dans un premier temps que les rétroVLP étaient capables d’activer efficacement les cellules dendritiques in vitro et in vivo, et de déclencher des réponses aussi bien humorales que cellulaires contre les protéines d’enveloppe du VIH et contre des épitopes T insérés dans la capside. Les mécanismes d’activation des cellules dendritiques ont également été précisés par une analyse transcriptomique. De plus, la vaccination plasmoVLP, qui favorise les réponses CD8+, a aussi montré de fortes réponses cellulaires contre des antigènes tumoraux associées à des résultats de protection très encourageants, y compris dans des schémas de vaccination thérapeutiques. Par ailleurs, nous avons développé au cours de ces travaux une nouvelle stratégie consistant à moduler l’immunogénicité des rétroVLP en ajoutant dans leur structure des molécules adjuvantes, notamment des ligands des récepteurs de type Toll (TLR). Ainsi, nous avons conçu et breveté au laboratoire une molécule d’ARN simple brin que nous avons appelée ncRNA. Nous avons mis en évidence l’effet immunostimulant du ncRNA, qui est capable d’activer plus efficacement les cellules dendritiques in vitro, d’orienter les réponses CD4+ vers un profil Th1 et de promouvoir la prolifération des lymphocytes T CD8+ spécifiques des antigènes véhiculés par les rétroVLP in vitro, démontrant qu’il améliore l’efficacité de la présentation croisée. Les réponses vaccinales contre les épitopes T internes et l’enveloppe du VIH sont également augmentées en présence de ncRNA, par un mécanisme impliquant la voie des TLR. Ces travaux ont donc permis de mieux caractériser l’immunogénicité des rétroVLP, mettant ainsi en avant leur potentiel vaccinal, et démontrent l’efficacité d’une stratégie d’adjuvantation innovante et prometteuse utilisant un ligand des TLR. / After a century of success, vaccination now faces new pathogens that require the development of new formulations to induce complete immune responses, especially potent CD8+ cytotoxic responses. We developed a novel strategy based on virus-like particles (VLPs) deriving from the Murine Leukemia Virus (MLV), so-called retroVLPs, as antigen platforms. RetroVLPs are promising vaccine candidates, as they are totally safe due to the lack of any genomic material in their composition, and they can be easily manipulated by genetic engineering, which allows using them in different vaccine strategies, including against HIV. We can use retroVLPs as a vaccine by producing them ex vivo and injecting them as proteins, or by injecting the DNA plasmids that encode the structural proteins that can self-assemble in vivo (“plasmoVLP” strategy). Previous work had shown that the retroVLP formation improves immune responses against antigens they carry, and we aimed in this study to better characterize the mechanisms explaining their immunogenicity. We showed that retroVLPs efficiently activate dendritic cells in vitro and in vivo, and trigger humoral as well as cellular vaccine responses, against HIV envelope and T cell epitopes inserted in the capsid. The mechanisms of dendritic cells activation have also been specified by transcriptome analysis. Moreover, plasmoVLP vaccination, which promotes CD8+ responses, showed strong cellular responses against tumor antigens associated with good protection, including in therapeutic vaccination schemes. Otherwise, we developed during this work a new strategy in order to modulate the immune properties of retroVLPs by adding in their structure adjuvant molecules, and particularly Toll-like receptor (TLR)-ligands. Thus, we designed and patented a single-stranded RNA acting as a TLR-ligand, that we called ncRNA. We demonstrated the immunostimulating properties of ncRNA, which is able to induce a higher activation of dendritic cells in vitro when carried by the retroVLPs, and to promote Th1-biased CD4+ T cell responses as well as proliferation of CD8+ T cell specific for an internal epitope carried into the retroVLP, showing ncRNA improves the efficacy of cross-presentation. Vaccine responses against both internal epitopes and HIV envelope are also improved in the presence of ncRNA, by a TLR-dependent mechanism. This work helped to better characterize the immunogenicity of retroVLP, highlighted their vaccine potential, and demonstrate the effectiveness of an innovative and promising strategy adjuvantisation using a TLR-ligand.

La leucémie lymphoïde chronique (LLC) est une hémopathie maligne caractérisée par l’accumulation, dans le sang et les organes lymphoïdes secondaires, de lymphocytes B matures résistants à l’apoptose. Le microenvironnement tumoral de la LLC au sein des organes lymphoïdes secondaires, et notamment les « Nurse-Like Cells » (NLCs), joue un rôle majeur dans la promotion de la survie et de la prolifération des cellules leucémiques. Au cours de cette étude, la surexpression du récepteur de la neurotensine NTSR2, un récepteur couplé aux protéines G, a été caractérisée. Il est activé de façon constitutive dans les cellules leucémiques circulantes, et son activation dépend de son interaction avec le récepteur à activité tyrosine kinase TrkB suite à la liaison de son ligand, le BDNF, tous deux également surexprimés. L’activation de NTSR2-TrkB par le BDNF entraine une signalisation de survie par les voies Src et Akt, aboutissant à la surexpression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL. L’inhibition du récepteur NTSR2 dans ces cellules fait diminuer leur viabilité. En présence des NLCs, les expressions de NTSR2, TrkB, BDNF, et de la sortiline, protéine de transport des neurotrophines et des récepteurs Trk, est accentuée. Les NLCs produisent elle-même du BDNF, activent la voie de signalisation Src, et leur rôle protecteur des cellules leucémiques est BDNF-dépendant. L’ensemble de ces travaux met en évidence un rôle capital de NTSR2-TrkB-BDNF dans la signalisation de survie des cellules leucémiques circulantes et au sein du microenvironnement tumoral de la LLC, et pourrait ainsi constituer une nouvelle cible thérapeutique potentielle. / Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is a malignant hemopathy characterized by the accumulation of apoptosis resistant mature B lymphocytes in peripheral blood and secondary lymphoid organs. In these secondary lymphoid organs, the tumor microenvironment, notably Nurse-like Cells (NLCs), plays a major role in leukemic cells survival and proliferation promotion. In this study, an overexpression of neurotensin receptor NTSR2, a G-protein coupled receptor, was identified. NTSR2 is constitutively activated in circulating leukemic cells and its activation depends on its interaction with tyrosine kinase activity receptor TrkB upon binding of its ligand, BDNF. Activation of NTSR2-TrkB by BDNF induces survival signaling by Src and Akt pathways, and in term anti-apoptotic proteins Bcl-2 and Bcl-XL overexpression. Inhibition of NTSR2 in those cells impacts their viability. In the presence of NLCs, expressions of NTSR2, TrkB, BDNF, and sortilin, a neurotrophin and Trk receptor transport regulator, are enhanced. NLCs produce BDNF, stimulate Src activation, and their protective role on leukemic cells is BDNF-dependent. Taken together, this study highlights a key role of NTSR2-TrkB-BDNF in leukemic cells survival signaling, both in the circulation or in the tumor microenvironment, and might thus constitute a potential new therapeutic target.

L'activation des gamétocytes de Plasmodium falciparum par exposition à l'acide xanthurénique à basse température conduit à la sortie de gamètes mâles et femelles matures des érythrocytes de l’hôte, ce qui est essentiel pour la fertilisation et la formation ultérieure de zygotes. Les gamètes possèdent des vésicules cytosoliques contenant une protéine formant des pores connue sous le nom de PfPLP2. Durant la sortie, les vésicules ayant PfPLP2 sont redistribuées du cytoplasme des gamètes à la périphérie. Puis ces vésicules vont sécréter PfPLP2 permettant ainsi la sortie des gamètes par perforation de la membrane érythrocytaire. Dans cette étude, nous avons identifié le rôle d'une phospholipase de type patatine A2 (PfPATPL1) dans la sortie de gamètes de P. falciparum. Nous avons utilisé une approche de génétique inverse pour générer un knock-down conditionnel de PfPATPL1 par fusion à un domaine de déstabilisation (DD). Nous avons modifié l’expression PfPATPL1 dans les gamétocytes de stade V en supprimant le ligand de Shield-1, ce qui nous a permis de constater l’importance de PfPATPL1 durant les différentes étapes de la gamétogenèse, ainsi que dans l'arrondissement des gamétocytes, la sortie des gamètes et l'exflagellation des gamètes mâles. Nous avons également trouvé que PfPATPL1 est nécessaire pour la redistribution des vésicules portant PfPLP2 à la périphérie des gamètes pendant sortie. De plus, nous avons utilisé un inhibiteur connu de la phospholipase du nom de bromure de 4-bromophénacyle (4-BPB) pour étudier l'importance de l'activité de la PLA2 dans la gamétogenèse. Nous avons découvert que le traitement par le 4-BPB entraîne également des anomalies dans l'arrondissement des gamétocytes, inhibe la sortie des gamètes et l'exflagellation des gamètes mâles. Et que ce même traitement au 4-BPB entravait la redistribution des vésicules contenant PfPLP2 à la périphérie des gamètes. Lorsque les moustiques ont été nourris avec des gamétocytes traités au 4-BPB dans un test d'alimentation membranaire standard (SMFA), nous avons observé une diminution significative du taux d'infection des moustiques et une chute drastique de la densité des oocystes et du nombre de moustiques infectés. Ces données suggèrent que PfPATPL1 est important pour le développement des gamètes chez les moustiques et peut constituer une cible prometteuse pour les stratégies d'intervention de transmissivité. / The activation of Plasmodium falciparum gametocytes by exposure to low temperature and xanthurenic acid leads to the egress of mature male and female gametes from host erythrocytes, which is essential for fertilization and subsequent zygote formation. Gametes contain cytosolic vesicles bearing a pore forming protein known as PfPLP2. During egress, PfPLP2 containing vesicles gets redistributed from gamete cytoplasm to periphery. Subsequently, PfPLP2 is secreted from these vesicles leading to perforation of host erythrocyte membrane resulting in gamete egress. In this study, we have identified the role of a patatin-like phospholipase A2 (PfPATPL1) in P. falciparum gamete egress. We have taken a reverse genetics approach to generate a conditional knock down of PfPATPL1 by fusion to a destabilization domain (DD). We have knocked down PfPATPL1 in Stage V gametocytes by removal of Shield-1 ligand and found that PfPATPL1 is required during different steps of gametogenesis including gametocyte rounding up, gamete egress and male gamete exflagellation. We have also found that PfPATPL1 is needed for redistribution of PfPLP2 bearing vesicles to the gamete periphery during egress. Additionally, we have utilized a known inhibitor of phospholipase A2 known as 4- bromophenacyl bromide (4-BPB) to study the importance of PLA2 activity in gametogenesis. We have found that 4-BPB treatment also leads to defects in gametocyte rounding up, inhibits gamete egress and male gamete exflagellation. 4-BPB treatment also hampers the redistribution of PfPLP2 containing vesicles to gamete periphery. When the mosquitoes were fed with 4-BPB treated gametocytes in a standard membrane feeding assay (SMFA), we observed a significant decline in mosquito infection rate and a drastic drop in oocyst density and number of infected mosquitos. These data suggests that PfPATPL1 is important for gamete development in mosquitos and may serve as a promising target for transmmision intervention strategies.