Les IgIV, une préparation thérapeutique d'IgG normales, sont utilisées dans le traitement de diverses maladies auto-immunes et inflammatoires. Les mécanismes par lesquels les IgIV exercent une activité anti-inflammatoire ne sont pas complètement compris. Elles interagissent avec de nombreux composants du système immunitaire et modulent leurs fonctions. Des études récentes ont rapporté que l'hème oxygénase-1 (HO-1) joue un rôle important dans la régulation de la réponse inflammatoire dans un certain nombre de pathologies. Plusieurs agents thérapeutiques exercent des effets anti-inflammatoires grâce à l'induction de l'HO-1. Etant donné le rôle commun anti-inflammatoire de l'HO-1 et des IgIV, j'ai étudié l'implication de l'HO-1 dans les mécanismes d'action des IgIV. J'ai montré que les effets des IgIV ne sont pas associés à l'induction de l'HO-1, que ce soit dans des cellules de l'immunité innée comme les monocytes, cellules dendritiques ou macrophages, ou dans les reins et foie de souris avec une encéphalomyélite auto-immune expérimentale traitées par les IgIV. Des données récentes dans des modèles expérimentaux suggèrent que les IgIV induisent la sécrétion d’IL-4 des basophiles en augmentant l’IL-33 des cellules innées SIGN-R1+. J’ai rapporté que les IgIV induisent directement l’activation de basophiles pré-stimulés avec l’IL-3 alors que contrairement au modèle murin, l’IL-33 n’est pas indispensable. L’activation des basophiles par les IgIV est associée à l’expression augmentée de CD69 et la sécrétion d’IL-4, d’IL-6 et d’IL-8. Ces fonctions sont médiées par les fragments F(ab’)2 qui se lient à des IgE membranaires et activent la voie Syk. / Intravenous immunoglobulin (IVIG), a therapeutic normal immunoglobulin G preparation, is used in the therapy of various autoimmune and inflammatory conditions. The mechanisms by which IVIG exerts anti-inflammatory effects are not completely understood. It interacts with numerous components of the immune system including dendritic cells, macrophages, T and B cells and modulates their functions. Recent studies have reported that heme oxygenase-1 (HO-1) pathway plays an important role in the regulation of inflammatory response in several pathologies. Several therapeutic agents exert anti-inflammatory effects via induction of HO-1. Therefore, in view of common anti-inflammatory role exerted by both HO-1 and IVIG, I investigated if mechanisms of IVIG implicate HO-1. I show that anti-inflammatory effects of IVIG were not associated with an induction of HO-1 either in innate cells such as monocytes, dendritic cells and macrophages or in the kidneys or liver of experimental autoimmune encephalomyelitis. Recent data in experimental models suggest that IVIG induces IL-4 in basophils by enhancing IL-33 in SIGN-R1+ innate cells. I reported that IVIG directly induces activation of IL-3-primed basophils while unlike mice IL-33 was dispensable. The activation of basophils by IVIG was associated with enhanced expression of CD69 and secretion of IL-4, IL-6 and IL-8. These functions of IVIG are mediated via F(ab’)2 fragments that bind to basophil surface IgE and activate Syk pathway.

Le développement de nouvelles stratégies vaccinales et le traitement de nombreuses pathologies dermatologiques font partis des enjeux majeurs des années à venir. L'étude et la compréhension des mécanismes de réponses immunitaires cutanées sont ainsi essentielles. Les cellules de Langerhans épidermiques et les cellules dendritiques dermiques jouent un rôle central dans l'immunité adaptative spécifique à un pathogène, et dans l'immunité innée, de par leur fonction de présentation des antigènes (APC), mais également d'activateur et de régulateur de l'action des autres cellules immunitaires. Durant ce travail de recherche, nous avons mis au point et testé plusieurs modèles d'étude des mécanismes de l'immunité cutanée. Un premier modèle de " souris humanisées " a été mis au point, à partir de souris immunodéprimées NSG HLA-A2 tg et de greffes de peau humaine. Une fois le modèle techniquement mis au point, nous avons vérifié de la conservation et de la fonctionnalité des APC. La faible conservation des APC au-delà de plusieurs semaines, nous a conduit à mettre au point un deuxième modèle de " souris humanisées " qui bénéficiaient d'injections intra-hépatiques de progéniteurs hématopoïétiques humains. La colonisation en APCs cutanées humaines n'étant pas suffisante, il a fallu injecter aux souris des APCs provenant du même sang que les progéniteurs hématopoïétiques afin d'obtenir une réponse immunitaire suffisante. La faible concentration en APC cutanées de ce modèle, la lourdeur et le coût de mise au point sont des limites non négligeables pour l'utilisation de ce support d'étude. Ces souris humanisées sont d’excellents modèles d’étude, mais ils présentent chacun leurs limites. Lorsque cela est possible il est ainsi plus simple d’utiliser des explants cutanés frais. Nous avons quantifié les APC cutanées en fonction du site d’origine (abdomen, seins…) et de l’âge du donneur de ces explants issus de chirurgie plastique. Sur les 21 explants testés, nous n’avons pas retrouvé de différence significative dans la concentration en APC quel que soit le site et l’âge du donneur. Ces 3 modèles offrent des possibilités d’étude des mécanismes de l’immunité cutanée, nous les utilisons actuellement au sein du laboratoire pour des tests vaccinaux, et pour l’étude du rôle de l’IL-32 produite par les kératinocytes impliqués dans l’activation des cellules de Langerhans. / The development of new vaccination strategies and the treatment of many dermatological pathologies are among the major challenges of the years to come. The study and understanding of the mechanisms of cutaneous immune responses are thus essential. Epidermal Langerhans cells and dermal dendritic cells play a central role in pathogen-specific adaptive immunity, and in innate immunity, by their antigen presenting function (APC), but also as an activator and regulator of the action of other immune cells.During this research, we developed and tested several models for the study of the mechanisms of cutaneous immunity. A first model of "humanized mice" was developed from immunosuppressed NSG HLA-A2 tg mice and human skin grafts. Once the model was technically developed, we verified the conservation and functionality of the APCs. The low PCA retention beyond several weeks, led us to develop a second model of "humanized mice" that benefited from intrahepatic injections of human hematopoietic progenitors. Since colonization in human skin APCs was not sufficient, it was necessary to inject the APCs from the same blood as the hematopoietic progenitors to obtain a sufficient immune response. The low concentration of skin APCs in this model, the cumbersomeness and the cost of development are not insignificant limits for the use of this study support.These humanized mice are excellent models of study, but they each have their limitations. Where possible, it is thus easier to use fresh skin explants. We quantified the cutaneous APCs according to the site of origin (abdomen, breasts ...) and the age of the donor of these explants resulting from plastic surgery. Of the 21 explants tested, there was no significant difference in APC concentration at any site and age of the donor.These three models offer possibilities for studying the mechanisms of skin immunity, we are currently using them in the laboratory for vaccine tests, and for studying the role of IL-32 produced by the keratinocytes involved in l activation of Langerhans cells.

La commutation de classe (CSR) est une étape clef de la réponse immunitaire. Ce phénomène va permettre de changer le type d’immunoglobuline (Ig) produite en réponse à un antigène donné. Ces Ig seront ensuite produites par les plasmocytes, qui constituent le stade ultime de la différenciation de la lignée cellulaire B. Lors de dérèglements de la prolifération de ces cellules, certaines Ig monoclonales anormales peuvent être produites et conduire à des situations pathologiques. La première partie de ce travail s’inscrit dans une logique de compréhension des éléments minima requis pour l’établissement de ce phénomène de CSR. Grace à un modèle animal d’insertion dirigée dans le locus kappa murin, naturellement ciblé par l’enzyme AID responsable de ce phénomène, nous avons mis en évidence que la présence de deux régions « switch » transcrites et fortement mutées par AID, n’était pas suffisante pour permettre ce phénomène. Un modèle murin reproduisant une maladie due à une Ig anormale a aussi été établi. Ce modèle de HCDD (Heavy Chain Deposition Disease) nous a permis de mettre en évidence la nécessité de la délétion du CH1 des chaînes lourdes d’Ig pour la génération des dépôts et nous a également permis de montrer que l’efficacité des thérapies à base d’inhibiteur de protéasome observée chez les patients atteint de HCDD, était en partie due à l’Ig pathogène elle-même, qui induit une élévation du stress du réticulum endoplasmique (UPR) au sein des plasmocytes producteurs de ces Ig. / Class Switch Recombination (CSR) is a key step during the immune response. CSR results in a switch to a more specific Ig isotype in response to a specific antigen. Plasma cells, the ultimate stage of B cell lineage differentiation, will synthesize this Ig. During plasma cell disorders, the production of an abnormal monoclonal Ig can lead to pathogenic situations. The aim of the first part of this study is to determine the minimal requirements for CSR induction with a mouse model in which we inserted a “switch cassette” composed of two transcribed S regions into a kappa locus which is naturally targeted by AID. However, despite efficient transcription and AID targeting of S regions, the “switch cassette” was not sufficient to induce effective CSR. We also developed a mouse model of HCDD (Heavy Chain Deposition Disease) which reproduced typical Randall-type renal lesions due to production of a pathogenic truncated heavy chain. This model demonstrated that the effective response to proteasome inhibitors observed in patients, is the consequence of the presence of a truncated HC that sensitizes plasma cells to this type of therapy through an elevated unfolded protein response (UPR).

Les neurotrophines sont des facteurs de croissance initialement découverts dans le système nerveux et ayant pour rôle de contrôler la croissance, la prolifération et la survie des cellules neuronales et astrocytaires, mais aussi dans de nombreux autres tissus. Les neurotrophines peuvent interagir avec leurs récepteurs de haute affinité Trks. Les travaux précédemment réalisés au sein de notre équipe ont mis en évidence une boucle de régulation autocrine, en réponse à un stress cellulaire, et ce de façon dépendante des neurotrophines, notamment du BDNF, dans plusieurs lignées lymphocytaires B humaines, à différents stades de différenciation. Les cellules produisent du BDNF qui agit de manière autocrine sur son récepteur spécifique, TrkB. Le transport du BDNF est assuré par la sortiline, une protéine à domaine Vps10. Les neurotrophines sont également synthétisées sous forme de progéniteurs biologiquement actifs, les pro-neurotrophines. Le pro-BDNF interagit avec le récepteur aux neurotrophines à domaine de mort p75NTR, l’interaction du pro-BDNF avec le récepteur p75NTR et de son co-récepteur, la sortiline, induit l’apoptose des lymphocytes B. La sortiline est exprimée dans les lymphocytes B humains, les lignées de lymphocytaires B. La sortiline, également appelée NTSR3, peut lier un autre neuropeptide, la neurotensine (NTS). Identifiée, dans le système nerveux, où elle joue un rôle de neurotransmetteur, impliqué dans l’analgésie et la thermorégulation. Elle est également présente dans le tube digestif, où elle est impliquée dans la régulation de la digestion et le contrôle et de la glycémie. La fonction de la neurotensine est associée à l’activation de la sortiline mais aussi de ses deux récepteurs à protéine G, le récepteur de haute affinité, NTSR1 et le récepteur de faible affinité, NTSR2. La NTS est impliquée dans l’oncogenèse de nombreux cancers solides via sa liaison au récepteur NTSR1 principalement mais également au récepteur NTSR2, notamment dans un modèle de cancer prostatique. Nous avons démontré pour la première fois l’expression de la neurotensine et de ses récepteurs NTSR1 et NTSR2 dans les lymphocytes B humains. Le stress pro-apoptotique induit par la privation sérique favorise une relocalisation des récepteurs NTSR1 et sortiline à la membrane plasmique. Au sein de ces cellules, la neurotensine induit une augmentation de la prolifération et une diminution de l’apoptose. Ces effets de la NTS sont bloqués par l’inhibiteur de NTSR1, le SR48692/Meclinertant®. Les analyses transcriptionnelles ont détecté une surexpression du récepteur NTSR2 au sein des lymphocytes B purifiés de patients ayant une LLC et au niveau des ganglions de patients atteints de lymphomes B en revanche, l’expression de la neurotensine est réduite. La surexpression de NTSR2 induit l’activation transcriptionnelle de TrkB, autre récepteur exprimé par ces lignées comme par les cellules de LLC de patients. La co-localisation de ces 2 récepteurs a été démontrée. Ce complexe protéique induit l’activation des voies de signalisation ERK, p38MAPK et JNK, après traitement par le BDNF, le ligand de TrkB. Ces données suggèrent un phénomène de transactivation entre ces 2 récepteurs, dépendant des métalloprotéases. Le blocage de l’internalisation de ce complexe protéique, induit une augmentation de l’activation des voies de signalisation. Le trafic intra-cellulaire endosomal de ce complexe apparaît perturbé dans les cellules surexprimant NTSR2, ce qui pourrait conduire à son accumulation comme cela est détecté dans les cellules de LLC. Ces cellules leucémiques se caractérisent également par une production d’exosomes contenant le complexe TrkB/NTSR2, sécrété en extra-cellulaire et retrouvé en excès dans le plasma des patients en comparaison à des témoins volontaires sains. / Neurotrophins are growth factors, initially discovered in the nervous system and whose functions are implicated in the growth, proliferation and survival of neuronal cells and astrocytes, and also in many other tissues. Neurotrophins can interact with their high-affinity receptors Trks. Previous work in our team showed a neurotrophin-dependent survival autocrine loop in response to cellular stress, including BDNF in several human B cell lines at various stages of B lymphocytes differentiation. These cells produce BDNF which acts in an autocrine manner on its specific tyrosine kinase receptor, TrkB. BDNF transport is provided by a Vps10 domain protein named, sortilin. Neurotrophins are synthesized as biologically active precursors, pro-neurotrophins. The proBDNF may interact with a death domain neurotrophins receptor p75NTR. The interaction of proBDNF with the p75NTR receptor and its co-receptor sortilin, induces B cell apoptosis. Sortilin is expressed in human lymphocytic lines B. Sortilin can bind another neuropeptide, neurotensin (NTS) and also called NTSR3 (Neurotensin Receptor 3). Identified in the nervous system, where it acts as a neurotransmitter involved in analgesia and thermoregulation, NTS is also present in the digestive tract, and involved in the digestion and glucose regulations. Neurotensin functions are associated to the sortilin activation but also its two G-protein coupled receptors, the high and the low affinity receptors, NTSR1 and NTSR2 respectively. NTS is involved in the oncogenesis of many solid cancers, especialy by its binding to the receptor NTSR1 mainly, but also NTSR2 notably in a prostate cancer model. We have demonstrated for the first time the expression of neurotensin and its receptors NTSR1 and NTSR2 in human B lymphocytes. The pro-apoptotic stress induced by serum deprivation promotes relocation NTSR1 receptor sortilin and to the plasma membrane. Within these cells, neurotensin induces increased proliferation and decreased apoptosis. These effects are blocked by the NTSR1 antagonist, SR48692/Meclinertant®. Transcriptional analyzes have detected overexpression of the receptor NTSR2 in purified B cells from patients with CLL and in lymph nodes of B-cell lymphomas patients, in contrast, the expression neurotensin is reduced. Overexpression NTSR2 induced transcriptional activation of TrkB. This receptor is expressed by B cell lines and B cells of CLL patients. The co-localization of these 2 receptors was demonstrated. This protein complex induces the activation of signaling pathways ERK, JNK and p38MAPK, after treatment with BDNF, the TrkB ligand. These data suggest a transactivation between these two receptors, depending to the metalloproteas activation. The internalization blocking of this protein complex, induces its plasma membrane sequestration and induces an increase of the signaling pathways activation. The intracellular endosomal trafficking in cells overexpressing NTSR2 cells, as detected in CLL cells, appears disrupted, which might lead to the NTSR2/TrkB complex accumulation, and releasing to the extracellular environnement. These leukemic cells are also characterized by a production of exosomes containing the TrkB/NTSR2 complex, secreted to the extracellular environement and found in excess in the plasma of patients in comparison to healthy volunteers.

Avec l’identification des antigènes tumoraux et la compréhension de la réponse immunitaire mucosale, la vaccination par voie respiratoire est devenue un champ d’investigation prometteur pour le traitement du cancer. L’objectif de cette thèse était de concevoir des vaccins peptidiques nanoparticulaires à base de liposomes, destinés à la vaccination antitumorale par voie respiratoire ou nasale. Ainsi, nous avons formulé des liposomes vectorisant un épitope peptidique TCD8+ dérivé de l’oncogène ErbB2, un épitope TCD4+ et une molécule adjuvante. Cette construction a ensuite été optimisée en faisant varier les caractéristiques physicochimiques du vecteur liposomique (taille, structure, composition) ou de la formulation (viscosité). L’efficacité antitumorale des différents vaccins ainsi obtenus a été évaluée après administration respiratoire ou nasale, prophylactique ou thérapeutique, dans un modèle de tumeurs pulmonaires ou de tumeurs sous-cutanées chez la souris. L’ensemble de ces travaux a montré un intérêt indéniable des vaccins peptidiques à base de liposomes dans la vaccination antitumorale par voie respiratoire et nasale, ouvrant de nouvelles perspectives pour le traitement du cancer. / With the identification of tumor antigens and the better understanding of the mucosal immune response, the vaccination by the respiratory route has become a promising field of investigation for cancer treatment. The purpose of this study was to develop nanoparticulate peptide-based liposomal vaccines for antitumor vaccination by respiratory or nasal route. Thus, we have prepared liposomes associating ErbB2 TCD8+ and HA TCD4+ peptide epitopes with an adjuvant molecule. This construct was then optimized by varying its physicochemical characteristics (size, structure, composition) or its formulation (viscosity). The antitumor efficacy of the various vaccines obtained thereby was evaluated in a model of pulmonary or subcutaneous tumors in mice after prophylactic or therapeutic, nasal or respiratory immunization. All our data showed an undeniable interest of peptide vaccines based on liposomes in the antitumor vaccination by the respiratory and nasal routes, opening new perspectives for cancer treatment.

Le virus d’Epstein-Barr (EBV) est le premier virus transformant à avoir été identifié chez l’Homme. Il infecte plus de 90% de la population adulte mondiale, persistant sous forme épisomale dans le compartiment B mémoire tout au long de la vie de l’hôte. Lors de la primo-infection et lors de phases de réactivation du virus, les cellules B immortalisées sont en programme de latence III, aussi appelée phase de prolifération, où l’ensemble des protéines de latence sont exprimées. Lorsque les hôtes sont immunocompétents, un équilibre entre hôte et virus s’établit et la plupart des cellules B infectées sont éliminées par le système immunitaire de l’hôte, principalement par les lymphocytes T cytotoxiques. En cas de déficit immunitaire, il peut y avoir émergence de lymphomes, tels que les désordres lymphoprolifératifs des patients immunodéprimés (PTLDs), les lymphomes non-Hodgkiniens (LNH) et Hodgkiniens (LH). Les travaux antérieurs du laboratoire ont permis de révéler que l’immuno-inhibiteur PD-L1/B7-H1/CD274 est surexprimé à la surface des lymphocytes B en latence III de l’EBV. L’interleukine-10 (IL-10) est également sécrétée par ces cellules. Ces caractéristiques sont communes aux cellules B régulatrices (Bregs). Le but de ma thèse était d’interroger les caractéristiques immuno-modulatrices des cellules B en latence III de l’EBV, dans le cadre des propriétés des Bregs. Nous montrons que les cellules B en latence III de l’EBV possèdent les déterminants antigéniques communs aux Bregs immatures (CD24High CD38High PD-L1High), associée à une surexpression des cytokines immunosuppressives cardinales des Bregs (IL-10, TGF-β1 et IL-35). Nous montrons que les cellules B en latence III de l’EBV peuvent conduire à la mort des cellules T CD4 autologues, ainsi qu’à l’inhibition de la prolifération des lymphocytes T CD4 et CD8, au profit de l’expansion de lymphocytes T régulateurs (Tregs). Nous avons trouvé que cette expansion est médiée par l’axe PD-1/PD-L1. Ces travaux mettent en évidence un nouveau mécanisme de l’EBV concernant le détournement du système immunitaire de l’hôte, augmentant ses capacités oncogéniques. / The Epstein-Barr virus (EBV) is the first transforming virus discovered in humans. It infects more than 90% of the global adult population, persisting in an episomal form in the memory B-cell compartment throughout the life of the host. During primo-infection and during phases of viral reactivation, immortalized B-cells are in latency III, also called the proliferation program, in which the full range of latency proteins are expressed. In immunocompetent subjects, a balance between virus and host is established, and most infected B-cells are eliminated by the host’s immune system, mainly by cytotoxic T lymphocytes. Deficit of the immune system may lead to lymphomagenesis, such as post-transplantation lymphoproliferative disorders (PTLDs), non-Hodgkin’s (NHL) or Hodgkin’s lymphomas (HL). Previous studies in the lab revealed that the immuno-inhibitor PD-L1/B7-H1/CD274 was overexpressed on the surface of EBV latency III B-cells. Interleukin-10 (IL-10was also secreted by these cells. These features are shared with regulatory B-cells (Bregs). Our objective was to examine the immunomodulatory features of EBV latency III B-cells, in the frame of Bregproperties. We found that EBV latency III B-cells possessed the antigenic determinants common to immature Bregs (CD24High CD38High PD-L1High), associated with overexpression of Breg immunosuppressive cytokines (IL-10, TGF-β1 and IL-35). EBV latency III B-cells led to death of autologous CD4 T-cells, as well as inhibition of CD4 and CD8 T-lymphocyte proliferation, favoring regulatory T-cell (Treg) expansion. We found that this expansion was mediated by the PD-1/PD-L1 axis. This study highlights a new mechanism of EBV for t diversion of the host immune system thereby increasing its oncogenic properties.

Le projet Milieu Intérieur a pour but d'identifier les facteurs génétiques et environnementaux ayant un impact sur la variabilité immunitaire naturelle. Cette analyse multiparamétrique requière néanmoins d'utiliser des outils standardisés. Afin d'étudier la réponse immune induite, nous avons utilisé un système optimisé prêt à l'emploi de stimulation du sang et développé un protocole unique de quantification de l'ARN afin d'étudier la signature transcriptionnelle en réponse à des immuno-modulateurs. Testant l'hypothèse que la réponse à des composés complexes peut être définie par la signature ARN de cytokines clefs et utilisant une méthode statistique robuste, nous avons identifié 44 gènes capables d'optimiser la capture de la réponse à des stimulations plus complexes aidant à la réduction dimensionnelle pour la décomposition de réponses innées. Dans une seconde étude, l'analyse semi-automatisée par cytomètrie en flux des cellules du sang a été associée à l'analyse épidémiologique et génotypique pour les 1,000 donneurs inclus dans la cohorte. Nous avons observé que le tabac, l'âge, le genre et l'infection latente par le cytomégalovirus sont les facteurs impactant le plus la variabilité immunitaire. Cette étude a montré que les paramètres des cellules innées sont contrôlés par des facteurs génétiques alors que ceux des cellules adaptatives le sont plutôt par des expositions environnementales tout au long de la vie. Des outils interactifs incluant ces données de référence accompagnent ces études. Ces analyses montrent que nous avons développé des outils performants pour une étude intégrative du modèle humain constituant une approche innovante vers une médecine personnalisée. / The project Milieu Intérieur aims to study the genetic and environmental factors that can have a major impact on occurring immunological variance in healthy human population. This characterization requires the use of standardized immunophenotyping technologies for integrating diverse, complex datasets. With this goal in mind, we used an optimized suite of standardized whole-blood stimulation systems to study the human induced immune response in physiological condition and developed a unique standardized protocol to analyze the ARN signatures upon whole-blood stimulation to test the hypothesis that responses to complex stimuli can be defined by the transcriptional signatures of key cytokines. We found 44 genes, identified using Support Vector Machine learning, which captured the diversity of complex innate immune responses with improved segregation between distinct stimuli. This provides new strategies for dimension reduction of large datasets and for deconvolution of innate immune responses, applicable for characterizing novel immunomodulatory molecules.In a second related study, we aimed to identify the environmental and genetic factors driving innate and adaptive immune cell parameters in homeostatic conditions. To do so, we combined semi-automated flow cytometric analysis of blood leukocytes and genome-wide DNA genotyping in the 1,000 healthy donors included in the collection. We show that smoking, age, gender and latent cytomegalovirus infection, are main drivers of human variation (i.e. numbers of Treg and MAIT cells). These results demonstrated that innate cell parameters are strongly controlled by genetic factors, whereas adaptive cells are driven by life-long environmental exposures. In addition, to help on the public data mining, we developed interactive R-Shiny application including healthy donor reference values for both studies.All together, these results indicate that we developed powerful tools for human system biology approaches to support personalized medecine.

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) est un traitement standard pour hémopathies bénigne ou malignes et immunodéficience primaire. Cependant, sauf le GvHD et la rechute de la maladie, l’infection microbiologique notamment l’infection virale est la complication fréquente des allogreffes qui est souvent responsable de la morbidité et la mortalité. Ces infections surviennent souvent en l’absence de reconstitution immunitaire. Les traitements médicamenteux anti-viraux qui ne sont pas toujours efficace et avec une toxicité non inégligeable. Donc le traitement prometteux est l’immunothérapie cellulaire notamment celui-ci avec l’injection de lymphocytes T spécifiques anti-viraux (VSTs). A UTCT, la production de VSTs-ADV a été mis au point depuis 2010 et une protocole clinique avec VSTs-ADV est en cours. Donc mon travail est s’inscrit dans ce thème pour produire les VSTs-EBV afin de proposer une protocole clinique. Comme les lymphocytes T ont plusieurs sous-populations, chaque sous-population présente des caractères différentes et leur efficacité en immunothérapie est limité par leur caractère. Notamment avec la découverte de Lymphocytes T mémoire à cellules souches (TSCM) qui joue un rôle très important en immunothérapie anti-cancéreux ou anti-viraux, nous nous intéréssons à étudier la compostion de sous-populations de VSTs. A la fin, c’est toujours avantageux de produire le VSTs contre deux ou plusieurs virus simutanément avec une économie financielle et personnelle. Nous voulons produire le VSTs bispécifique. Dans ce travail, premièrement, nous montrons le résulat de la mise au point de la production de VSTs-EBV de grade clinique qui est confromé à la réglémentation européenne. 6 productions ont été réalisées avec un antigène synthétique préablement défini qui est compatible avec utilisation clinique. In vitro, ces VSTs-EBV montre une spécificité, efficacité et non toxicité. Deuxième, nous illustrons nos résulats sur l’étude déscriptive de sous-populations de VSTs-ADV et CMV. D’abord nous montrons la distribution de sous-populations de VSTs chez les donneurs saints (avant la séléction), puis nous analysons la distribution après séléction immunomagnétique et aussi après expansion in vitro avec cytokine IL-2. A la fin, nous montrons nos résultats préliminaires sur les 3 productions de VSTs bispécifique anti-ADV et anti-EBV. Et nous les comprarer avec les VSTs monospécifique au niveau de qualité de production et spécificité, efficacité et toxicité in vitro / Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is the standard treatment for malignant or non-malignant hematological disorders or primary immunodeficiencies. However, microbiological infections especially viral infections are the major cause for morbidity and mortality for the patients after HSCT except the GvHD and disease relapse. It comes often in the period of absence of cellular immunity when the antiviral treatment is not always efficiency with an important toxicity. So the alternative treatment is adoptive cellular immunotherapy by infusion of virus specific T cells (VSTs) which has been shown efficacy in virus infections control after HSCT. In UTCT, they have produced the VSTs-ADV with a good procedure conforming to the European laws for clinical use and a clinic trial is in processing. So my work was to produce the VSTs-EBV with the same model aiming to promote a clinic trial in future. Furthermore, there are several subsets of T lymphocytes. Each subset has their own unique feature which decides their efficacy in viral infection control. Especially the discovery of stem cell like memory T cells (TSCM) with an important self-renewed ability which is critical in successful immunotherapy in viral infection or tumor control inspire us to study the distribution of subsets for VSTs. Finally, it’s advantageous to produce the VSTs targeted two or more virus in the same time with one production which is more economical. So we are interested in producing the VSTs bi-specific to ADV and EBV. Here, we present firstly our results of six production of VSTs-EBV with a synthesized antigen which is compatible with clinic use and is defined in advance. Also the specificity, efficiency in eliminating the virus and the non toxicity with a weak alloreactivity are confirmed in vitro after a short-term cell culture with IL-2. Then we showed the results obtained with the T cell subset study in producing the VSTs-ADV for clinical trial and VSTs-CMV for validation of clinical grade medium TEXMACS for cell culture in producing the VSTs. We describe the distribution of T cell subsets in healthy donors (Before selection), also after selection and after expansion in vitro with IL-2. Finally, we present the preliminary results of producing the VSTs bi-specific with three donors, in total 3 VSTs-ADV, 3 VSTs-EBV and 3VSTs-ADV/EBV are generated. The comparison between the bi-specific VSTs and mono-specific VSTs in aspect of specificity, efficiency to eliminate the viral infection and toxicity of presenting the alloreactivity in vitro showed advantage to produce the bi-specific VSTs with one selection in keeping the same specific, efficiency and weak toxicity as mono-specific VSTs

Ce travail de thèse comporte deux volets ayant pour trait commun l’analyse a posteriori d’une épidémie d’infection invasive à méningocoque (IIM) survenue en Normandie entre 2003 et 2012 et liée à l’expansion d’un clone hypervirulent particulier (B:14:P1.7,16/ST-32 ). Le premier travail (publié dans Virulence : Sevestre et al 2018 ;9 :923-929) s’est focalisé sur les déterminants de la virulence de « B14 » en comparant 6 isolats identifiés les uns d’IIM, les autres de portage pharyngé sain (ces derniers exprimant ou non la capsule). Apparemment identiques selon le typage classique (immunotypage et génotypage par MLST), ces 3 groupes bactériens se sont révélés distincts après analyse génomique et comparaison gène par gène (plus de 600 gènes au profil génétique variable entre les groupes) conduisant à identifier le rôle majeur de l’acquisition du fer dans la virulence et en particulier celui du système HmbR, un récepteur de l’hémoglobine. Dans un modèle murin (souris transgéniques rendues sensibles à l’infection humaine) les 3 groupes de souches sont aussi apparus distincts, avec une hiérarchie des marqueurs d’infectiosité (titres bactériens, taux de cytokines). La restauration du système HmbR (souches de portage capsulées « Off » dérivées en « On ») a restauré le pouvoir invasif in vitro et chez l’animal. Si le fer était déjà connu comme facteur de virulence pour différentes espèces bactériennes, l’originalité ici est d’avoir identifié le rôle de la variation de phase du gène hmbR au sein d’un même clone épidémique, permettant l’adaptation au portage, condition sine qua non de la transmission d’individu en individu. Le second travail (publié dans Vaccine : Sevestre et al 2017 ;35 :4029-4033) s’est intéressé à la durabilité et à l’ampleur de la protection vaccinale du MenBvac®, vaccin à base de vésicules de membranes externes (Outer Membrane Vesicles, OMV) utilisé jadis pour contrôler l’épidémie. Ceci a pu être réalisé grâce à deux cohortes d’enfants vaccinés par un schéma à 4 doses et prélevés pour les uns 1 an après la dernière dose et pour les autres 4 an après. L’immunogénicité (étude de l’activité bactéricide du sérum vis-à-vis du clone ciblé) s’est avérée de durabilité moyenne avec 48% des enfants protégés à 1 an et 31% à 4 ans, un résultat en phase avec les données de la littérature sur les vaccins OMV. Un effet bactéricide fut observé très au-delà de « B14 », du fait d’une immunité croisée aux souches avec une homologie au moins partielle de la porine PorA (principal déterminant antigénique des vaccins OMV) soit pour le MenBvac® 15% des clones virulents B actuellement circulants en France, un résultat davantage original car ayant jusqu’alors que peu investigué. / This thesis work includes two studies which both contribute to analyze a posteriori an outbreak of invasive meningococcal diseases (IMD) that had occurred in Normandy from 2003 to 2012 due to the expansion of a single hypervirulent clone (B:14:P1.7,16/ST-32 ). The first work (published in Virulence: Sevestre et al 2018 ;9 :923-929) focused on the virulence determinants of “B14” by comparing 6 isolates, either from IMD or from asymptomatic carriage (these latter expressing or not the capsule). Apparently identical on the basis of classical typing methods (immunotyping and MLST genotyping), these 3 groups of isolates were markedly different by whole genome analysis and on gene by gene comparison (more than 600 genes presenting a variable genetic profile). This analysis leaded to identify the crucial implication of iron acquisition in virulence and in particular the place of the HmbR system, an hemoglobin receptor. In a murine model (transgenic mice made susceptible to infection), these 3 groups also appeared separated, with a distinct infectivity hierarchy (bacterial counts, levels of cytokines). The restoration of the HmbR system in the capsulated carriage isolates (switch from Off phase to On phase) also restored their invasiveness in vitro and in vivo. Even if iron is already known to be a determining factor in the virulence of many bacterial species, our results clearly indicate the importance of the hmbR phase variation among clonal epidemic isolates, allowing adaptation to carriage, sine qua non condition for people to people transmission. The second work (published in Vaccine: Sevestre et al 2017 ;35 :4029-4033) concerned the durability and the cross-protection of the MenBvac®, an OMV vaccine (Outer Membrane Vesicles), used in the past to control the outbreak. This work has been done thanks to 2 cohorts of children vaccinated with 4 doses and sampled either 1 year or 4 years after the last dose. The efficacy (serum bactericidal activity against the epidemic strain) was short lasting, with 48% of children protected after 1 year and 31% after 4 years, a result in accordance with OMV literature. A bactericidal effect was observed far beyond “B14”, by cross-immunity with strains harboring homologies, even partials of the porin PorA (main antigenic determinant in OMV vaccine), indicating a coverage for 15% of virulent isolates B circulating in France, an original result as until then not so far investigated.

Le processus de la commutation de classe ou commutation isotypique (CSR) des gènes d’immunoglobulines caractérise les cellules de la lignée B et implique principalement les régions switch précédant les gènes constants au sein du locus IgH. Des jonctions entre la région switch donneuse Sμ et celle acceptrice Sx sont crées pendant ce processus. Plusieurs études ont démontré que le destin des cellules de la lignée B était largement modulé en fonction de la classe de l’immunoglobuline qu’elles produisent et en particulier selon les signaux transmis par leur BCR (qui peuvent par exemple pour la classe IgE, comporter des signaux pro-apoptotiques). Nous avons utilisé plusieurs modèles visant à l’étude de la physiologie et de la mécanistique du switch vers différentes classes de BCR et d’immunoglobulines peu exprimées. Nous avons cherché à forcer l’expression de l’isotype IgA2 grâce à un modèle transgénique dédié, dans le but d’approfondir les spécificités du signal BCR transduit par cet isotype en comparaison avec le BCR IgA1. En outre, et d’une façon très intéressante, nous avons découvert l’existence (jusqu’ici ignorée et masquée par les 4 autres sous-classes plus abondantes) d’une cinquième sous-classe d’IgG humaine, l’IgG5 qui est codé par un gène jusqu’ici faussement classifié pseudo-gène. Ainsi nous avons étudié les modalités d’expression du gène correspondant après un switch non-canonique,le répertoire normal des IgG5, leur représentation parmi les IgG humaines monoclonales ainsi que leurs fonctions immunitaires grâce à un IgG5 fabriquée artificiellement portant une activité anti-CD20 humaine. Enfin, nous avons testé des produits pharmaceutiques (RHPS4 : stabilisant des structures G-quadruplex au niveau d’ADN et JQ1 : inhibiteur des facteurs de transcription à bromodomaines), montrant leur capacité à retarder ou inhiber la commutation de classe in vitro mais aussi in vivo dans des souris allergiques. / The process of class switch recombination (CSR) or isotypic switching of immunoglobulin genes characterizes the B cell lineage and primarily involves switch regions preceding the constant genes within the IgH locus. Junctions between donor switch region Sμ and acceptor Sx are generated during this process. Several studies have shown that the fate of B cells is largely modulated according to the class of immunoglobulin they produce and in particular the signals transmitted by their BCR « for example for IgE, BCRs can combine proapoptotic signals. We used several relevant mouse models to study the physiological aspect and the B cell compartment after switching to IgA2 (a dedicated transgenic model expressing IgA2) since IgA2 conveys a membrane signal different from tht of IgA1. In addition, we tested two pharmaceuticals drugs(RHPS4: stabilizer of G-quadruplex structures at the DNA level and JQ1: inhibitor of bromodomain proteins) showed their ability to delay or inhibit class switching towards IgE in vitro but also in vivo in allergic mice. Interestingly, we also demonstrated the existence (till now ignored and maybe masked by the other 4 more abundant IgG subclasses) of a fifth subclass of human IgG, IgG5 which is encoded by a gene classified as a pseudo-gene. We studied the expression modalities of the corresponding gene after a non-canonical switch, the normal IgG5 repertoire, their representation among the monoclonal human IgGs as well as their immune functions through an artificially synthesited IgG5 with human anti-CD20 activity.