Objectifs : Les lymphocytes T régulateurs de par leur rôle primordial dans l'homéostasie de la réponse immune sont des cellules idéales pour une immunothérapie antigène-spécifique dans les maladies auto-immunes. Les lymphocytes T régulateurs de type 1 ou Tr1 sont caractérisées par une forte sécrétion d'IL-10, cytokine qui joue un rôle déterminant dans leur capacité à supprimer des réponses immunes pathologiques dans différents contextes. L'objectif de ma thèse est d'évaluer le potentiel thérapeutique de cellules Tr1 spécifiques du collagène de type II (col-Treg) dans deux modèles de polyarthrite rhumatoïde (PR) chez la souris. Méthode : Les clones Col-Treg ne possèdent pas de marqueurs membranaires spécifiques mais sont caractérisés par un profil cytokinique particulier (IL10highIL4negIFN-γint) et par leur capacité de suppression in vitro. Tout comme les Tregs naturels, ils expriment une quantité importante de GITR, de CD39 et de Granzyme B. Une simple injection de cellules Col-Treg réduit l'incidence et les symptômes cliniques de l'arthrite à la fois de manière préventive et curative, avec un impact significatif sur les anticorps anti-collagène de type II. En outre, l'injection de Tr1 antigène spécifique in vivo diminue de manière significative la prolifération des cellules T antigène spécifique. Conclusion : Nos résultats démontrent le potentiel thérapeutique des cellules Col-Treg dans deux modèles d'arthrite expérimentale prouvant que les cellules Col-Treg représente une nouvelle approche thérapeutique de choix pour le traitement des patients atteint de polyarthrite et réfractaires aux traitements actuels. / Objectives : Regulatory T (Treg) cells play a crucial role in preventing autoimmune diseases and are an ideal target for therapies to suppress inflammation in an antigen-specific manner. Type 1 Treg cells (Tr1) are defined by their capacity to produce high levels of IL10, which contributes to their ability to suppress pathological immune responses in several settings. The aim of my PhD was to evaluate the therapeutic potential of collagen type II-specific Tr1 (Col-Treg) cells in two models of rheumatoid arthritis (RA) in mice. Methods : Col-Treg clones were isolated and expanded from Collagen-specific TCR transgenic mice. Their cytokine secretion profile and phenotype characterization were studied. The therapeutic potential of Col-Treg cells was evaluated after adoptive transfer in collagen-antibodies- and collagen-induced arthritis models. The in vivo suppressive mechanism on effector T cell proliferation was also investigated. Results : Col-Treg clones are characterized by a cytokine profile (IL10highIL4negIFN-γint) and mediate contact-independent immune suppression. They also share with natural Tregs high expression of GITR, CD39 and Granzyme B. Single infusion of Col-Treg cells reduced incidence and clinical symptoms of arthritis both in preventive and curative settings, with a significant impact on collagen type II antibodies. Importantly, injection of antigen-specific type 1 Treg cells decreases significantly the proliferation of antigen-specific effector T cells in vivo. Conclusion : Our results demonstrate the therapeutic potential of Col-Treg cells in two models of RA, providing evidence that Col-Treg could be an efficient cell-based therapy for RA patients refractory to current treatments.

Les monocytes inflammatoires Ly-6Chigh murins, et leurs homologues humains CD14+CD16-, jouent un rôle important dans l'initiation et la persistance des maladies inflammatoires chroniques. Leur action délétère dans ces pathologies a mené au développement de stratégies thérapeutiques visant à les éliminer ou empêcher leur recrutement aux sites inflammatoires. Toutefois, ces méthodes se sont avérées peu spécifiques des monocytes et surtout d'une faible efficacité compte tenu de l'aspect hautement inflammatoire des monocytes. Le besoin de développer de nouvelles stratégies est donc nécessaire. Les objectifs de ma thèse ont donc été dans un premier temps de caractériser in vivo le ciblage spécifique des monocytes inflammatoires par la formulation liposomale DMAPAP. Dans un second temps, l'utilisation de DMAPAP pour formuler des siRNA a permis d'évaluer l'efficacité thérapeutique d'une stratégie basée sur l'inhibition spécifique de gènes jouant un rôle clef dans l'inflammation dans les monocytes inflammatoires. Mon travail a permis de montrer dans un modèle préclinique d'arthrite que l'inhibition de gènes régulateurs de l'inflammation dans les monocytes Ly-6Chigh est une approche thérapeutique efficace permettant d'induire une immunomodulation des réponses pathogéniques des lymphocytes T effecteurs, aboutissant au défaut de recrutement des cellules immunitaires dans les articulations et à une amélioration des signes cliniques. J'ai également validé le transfert de cette technologie ex vivo sur cellules humaines primaires. L'inhibition de gènes clefs dans les monocytes inflammatoires représente donc une stratégie prometteuse pour le développement de futures thérapies dans la polyarthrite rhumatoïde. Par ailleurs, mes résultats confirment le rôle central des monocytes inflammatoires dans les pathologies inflammatoires chroniques. / Inflammatory mouse Ly6Chigh monocyte subset and its human counterpart, defined as CD14+ CD16-, play key roles in the initiation and chronicization of immune-mediated inflammatory disorders (IMID). Deleterious effects of monocytes led to the development of therapeutic strategies aiming at depleting them or preventing their recruitment to inflamed tissues. However, these methods are poorly specific with weak efficacy considering the high number of inflammatory monocytes and their marked level of activation. The need for developing new therapeutic approaches is obvious. The aim of my thesis was to characterize selective delivery of a siRNA-containing lipid formulation to the Ly-6Chigh monocyte population and at evaluating the therapeutic potential of this targeted strategy. Using the cationic lipid-based DMAPAP vehicle for in vivo RNAi-mediated gene silencing, my work allowed demonstrating, in a preclinical mouse model of arthritis, the efficacy to inhibit master genes of inflammation specifically within Ly-6Chigh monocytes upon systemic injection. Reduced disease severity in mice was associated with an overall systemic immunomodulation of the pathogenic T cell populations and led to defective mobilization of immune cells to arthritic joints. Importantly, the formulation was successfully optimized in a perspective of clinical application and the targeting of human CD14+CD16- inflammatory monocytes was validated ex vivo. Overall, my findings demonstrate that the silencing of a key gene within Ly-6Chigh monocytes is a promising strategy for future therapeutic intervention in the context of IMID and reinforces the pivotal role of Ly-6Chigh monocytes in inflammatory processes.

Immunomodulation de l'arthrite expérimentale par les cellules dendritiques tolérogènes. Les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules présentatrices d'antigènes jouant un rôle clé dans l'initiation et la modulation des réponses immunitaires. En effet, en parallèle de leur capacité à initier une réponse immunitaire adaptative, les DC sont également impliquées dans les mécanismes de tolérance périphérique. Elles sont utilisées depuis 10 ans maintenant en clinique dans des stratégies thérapeutiques anti-tumorale et leurs propriétés tolérogènes ouvrent aujourd'hui leur champ d'applications à des pathologies autoimmunes, l'asthme et la transplantation afin de restaurer une homéostasie de la réponse immune. Les objectifs de ma thèse ont consisté à :- renforcer le potentiel tolérogène des DCs par manipulation in vitro- tester la capacité de DCs tolérogènes à induire une protection de l'arthrite expérimentale- identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la tolérance induite par les DCs. Mon travail de thèse a permis de montrer l'efficacité de la vaccination de souris arthritiques avec des DCs immatures conservant leurs propriétés tolérogènes in vitro et in vivo, grâce au traitement préalable avec un agent immunosuppresseur, la rapamycine. L'injection répétée de DCs immatures induit la génération de lymphocytes T régulateurs CD4+ CD49b+ sécrétant de l'IL-10 ayant de fortes capacités immunosuppressives. Ce projet a permis de mettre en évidence l'efficacité des DCs dans le traitement d'une pathologie autoimmune déjà établie et l'implication d'une population cellulaire régulatrice originale. / Tolerogenic dendritic cells for immumodulation in experimental arthritis.Dendritic cells (DCs) are the most potent antigen-presenting cells that play critical roles in the initiation and regulation of immune responses. Based on their tolerogenic properties, DCs offer potential as therapeutic tools to ameliorate or prevent graft rejection or graft-versus-host disease, or to treat autoimmune disorders.The objectives of my PhD consisted to:- reinforce the tolerogenic potential of DCs by in vitro handling.- assess the capacity of such tolerogenic DCs to induce a protective response in experimental autoimmune arthritis- identify cellular and molecular mechanisms implied in the tolerogenic DCs-induced protectionOur results suggest that, in contrast with conventional DCs, the rapamycin-conditioned iDCs maintain their tolerogenic potential upon injection in inflammatory settings and are able to dampen an already Th1-primed immune response, conferring a protection from arthritis. The protection of the mice was associated with an expansion of the IL-10-secreting CD49b+ Treg in the spleen and liver of the injected mice and a decrease of the Th1 immune response. These results underscore the therapeutic potential of tolerogenic DCs in an established autoimmune disease as well as the anti-inflammatory potential of the CD49b+ Treg cell population induced following DC vaccination.