Aphanomyces invadans is the pathogen that causes epizootic ulcerative syndrome (EUS), an economically devastating fish disease in southern Asia. The present thesis considered possible improvements to current methods of monitoring EUS, and examined the mechanisms of the host immune response to A. invadans in order to establish whether they could be enhanced to reduce the impact of EUS on aquaculture. Monoclonal antibody (MAb) technology was considered as a possible improvement to the histopathological methods currently used in diagnosis of EUS. Five MAbs were raised to day-old A. invadans germlings. Four gave weak reactions to A. invadans and cross-reacted with other Aphanomyces spp, though they may be useful for future studies on A. invadans. The other, designated MAb 3gJC9, only cross-reacted with the crayfish plague pathogen, A. astaci, and was used for the development of an immunohistochemistry protocol that may be of use in diagnosis. Immunohistochemistry with MAb 3gJC9, which recognised an extracellular product (ECP) of A. invadans, was specific to A. invadans in fish tissue, although it also recognised A. astaci in plague-infected crayfish. It also recognised the mycelium in fish infected with ulcerative mycosis, indicating that ulcerative mycosis is synonymous with EUS. Preliminary observations indicated that both ECPs and what appeared to be a hitherto unreported early stage of the mycelium are important in the pathology of EUS. Studies in vitro on the macrophages of EUS-susceptible giant gourami Osphronemus gouramy and silver barb Barbodes gonionotus, and EUS-resistant Nile tilapia Oreochromis niloticus, found that their macrophages were able to inhibit the growth of A. invadans. The macrophages of striped snakehead Channa striata did not inhibit A. invadans, which may account for their high EUS-susceptibility, especially as A. invadans strongly inhibited the respiratory burst of snakehead macrophages. Studies on humoral immune responses revealed that complement inhibited A. invadans in the case of snakeheads, gourami and barbs but not tilapia or swamp eels Monopterus albus. The humoral responses of the latter were very different to the four other species, and not elucidated. Low levels of anti A. invadans antibodies were found in tilapia and gourami from an EUS-endemic region, and high levels in snakehead. Snakehead antibodies appeared to be able to inhibit A. invadans even when complement was removed, but lower levels were produced at the low temperatures typically associated with EUS. A range of potential immunostimulants were screened for the ability to enhance resistance to EUS. The two successful products were administered as feed supplements to snakeheads and barbs that were subsequently injected intramuscularly with A. invadans. One, the algal extract Ergosan, showed some beneficial effects on snakeheads although the challenge was inconclusive. The other, the vitamin supplement Salar-bec, accelerated the cellular immune response and reduced mortality in snakeheads and barbs, and enhanced antibody production in snakeheads. The antibody response of snakeheads was further studied by comparing the anti- A. invadans antibody level, inhibitory activity of sera in vitro and protective capacity of sera from EUS-naïve snakeheads to that of snakeheads recently exposed to EUS and those subject to long term EUS-exposure. Sera of populations recently exposed to EUS showed an increased level of antibodies, but little improvement in inhibitory or protective activity. Sera from snakeheads that had endured long term exposure showed a wide range of antibody levels, but marked increases in inhibitory and protective activity. Antibodies cross-reacted with non-pathogenic Aphanomyces spp. in all cases.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs) sont considérées comme quantitativement et qualitativement supérieures aux autres types cellulaires pour la synthèse des interférons (IFNs) de type I lors d’une infection virale. Plusieurs observations viennent supporter cette désignation. Tout d’abord, elles expriment un éventail très large des sous-types d’IFN-alpha en comparaison aux autres types cellulaires. Par ailleurs, elles possèdent la capacité de détecter la présence des virus via leurs TLR7 et TLR9, reconnaissant respectivement l’ARN ou l’ADN d’origine virale. Enfin, elles expriment de manière constitutive dans leur cytoplasme le facteur de transcription IRF-7 qui permet une synthèse rapide et robuste des IFNs de type I en réponse à l’infection. <p>Dans un précédent travail, il a été montré que les pDCs néonatales présentent un défaut majeur de synthèse d’IFN-alpha en réponse aux CpG ODNs, ligands du TLR9. Nous avons ensuite étendu notre étude des pDCs néonatales en les stimulant avec le R-848, ligand du TLR7, mais également en présence de virus tels que HCMV et HSV. Dans ces conditions également, la synthèse de l’IFN-alpha est déficiente dans les pDCs du nouveau-né. Nous avons également observé une déficience de production de l’IFN-beta suite à une stimulation via les ligands TLR7 et TLR9, tant au niveau protéique que de l’expression de l’ARN messager. Par ailleurs, la synthèse des cytokines/chimiokines inflammatoires par les pDCs du sang de cordon ainsi que leur maturation, fonctions dépendantes du facteur NF-kappaB, sont également diminuées en comparaison aux pDCs adultes, suite à une stimulation en présence du CpG ODN ou du R-848.<p>L’ensemble de ces données nous a amené à étudier de manière plus précise les voies de signalisation des pDCs néonatales suite à leur activation. Tout d’abord, nous avons observé que les taux d’expression des TLR7 et 9 tout comme le taux basal d’IRF-7 sont équivalents dans les pDCs néonatales et les pDCs adultes. Ensuite, grâce à la technique d’ImageStream (Amnis corporation), nous avons pu quantifier la translocation nucléaire des facteurs de transcription IRF-7 et de NF-kappaB dans les pDCs activées. Nous avons ainsi pu observer que la translocation de NF-kappaB est comparable dans les pDCs adultes et néonatales en réponse aux ligands TLR7 ou TLR9. Par contre, elle est déficiente lors d’une stimulation par HSV. La translocation du facteur IRF-7, quant à elle, est significativement déficiente en réponse au CpG ODN et au virus HSV dans les pDCs néonatales. <p>Nous proposons que le défaut de translocation d’IRF-7 mis en évidence dans les pDCs néonatales pourrait en partie expliquer la déficience de synthèse des IFNs de type I de ces cellules et fournir une base moléculaire à la plus grande susceptibilité du nouveau-né vis-à-vis des infections virales.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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L’activation des lymphocytes T nécessite un double signal. Le premier est antigénique et permet la reconnaissance d’un peptide spécifique présenté à la surface de cellules présentatrices d’antigène (APC). Le second signal est co-stimulateur et implique l’interaction avec des molécules activatrices exprimées par les APC et la présence de cytokines proinflammatoires. Les cellules dendritiques (DC) sont les uniques APC capables de délivrer ce double signal et d'activer les lymphocytes T naïfs, initiant ainsi les réponses immunes primaires. L’immaturité du système immunitaire du nouveau-né est responsable d’une plus grande susceptibilité aux maladies infectieuses ainsi qu’une faible réponse vaccinale. Des déficiences tant au niveau de l’immunité innée que de l’immunité acquise participe à une faible défense face aux agressions. A la naissance, les DC expriment des niveaux faibles de molécules co stimulatrices et présentent un défaut majeur de synthèse d'IL 12, cytokine cruciale pour l’établissement de réponses de type Th1. Le but de ce travail est d’évaluer la capacité des DC du nouveau-né humain à activer les lymphocytes T CD8+.<p>Dans une première approche, nous avons utilisé un modèle unique d’induction de réponse primaire in vitro qui permet d'étudier l'activation de lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène Melan-A, une protéine du soi exprimée par les mélanocytes. Ces lymphocytes existent à des fréquences particulièrement élevées chez les individus sains HLA-A2 et présentent les caractéristiques de lymphocytes T naïfs. Dans ce modèle, nous avons d’abord analysé les capacités immunostimulatrices de différentes populations de DC différenciées in vitro. Nous avons observé que les DC différenciées par la culture de monocytes purifiés en présence d'IL-3 et d’IFN-beta sont capables d’initier une réponse fonctionnelle des lymphocytes T CD8+, analogue à celle induite par les DC différenciées en présence de GM-CSF et d’IL-4. Ce même modèle nous a permis de démontrer que, en dépit de leur défaut de production d’IL 12, les DC du nouveau-né sont capables d'induire efficacement une réponse lymphocytaire T CD8+ cytotoxique.<p><p>Afin dévaluer la relevance in vivo de nos observations, nous avons étudié le phénotype et la fonction des DC circulantes chez des nouveau-nés infectés par le cytomégalovirus (CMV). L’infection par le CMV au cours de la vie fœtale représente une situation clinique où le nouveau-né développe une réponse mature et fonctionnelle des lymphocytes T CD8+, alors que celle des lymphocytes T CD4+ est déficiente. Ces expériences ont montré que le phénotype, la fonction et la réponse à différents stimuli des APC présentes en périphérie ne sont pas affectés par l’infection congénitale par le CMV. Ces résultats suggèrent que l’observation des DC circulantes des nouveau-nés infectés par le CMV ne permet pas d’analyser l’influence du virus sur la fonction des DC néonatales. Dans ce but, nous avons reproduit un modèle d’infection in vitro de DC par une souche primaire du CMV. L’utilisation de micropuces à ADN nous a permis de comparer l’expression de gènes différentiellement induits par l’infection des DC d’adultes et de nouveau-nés. Nous avons ainsi révélé une proportion importante de gènes différentiellement induits, parmi lesquels celui de l’IFN-beta. Nous avons confirmé ce défaut au niveau protéique et mis en évidence une production d’IL 12 déficiente en réponse à l’infection par CMV.<p>L’ensemble de nos résultats indique que malgré leur immaturité, les DC du nouveau-né sont capables, dans certaines circonstances, d’induire une réponse lymphocytaire T CD8+ cytotoxique. Cependant, le défaut de production de certaines cytokines co-stimulatrices pourrait être impliqué dans la faible réponse des lymphocytes T CD4+ à l’infection par CMV. Ces observations ont d’importantes implications pour la compréhension de l’induction de réponses cytotoxiques au cours d’infections virales et pour l’élaboration de stratégies vaccinales en début de vie.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished