Le remodelage bronchique regroupe des entités physiopaphologiques commel’hypertrophie musculaire lisse dans l’asthme ou l’augmentation d’épaisseur bronchique surl’infiltration de cellules inflammatoires et l’accumulation de fibrose dans la BPCO. Cesremodelages sont corrélés à l’obstruction fonctionnelle et donc à la sévèrité de ces maladies.L’analyse de biopsies bronchique ou pulmonaire permet d’étudier ce phénoméne qui, aprèsune meilleure compréhension, est une cible thérapeutique intérressante. Le premier articleest une revue d’indications de bronchoscopie chez les patients de réanimation. La deuxièmeétude a montré une augmentation des fibrocytes sanguins au cours d’exacerbation sévèrede patient BPCO et une corrélation entre leur taux et le risque de décès du patient. La voiede signalisation du CXCR4 semble impliquée dans ce recrutement. La troisième étudecherche à explorer la localisation et les caractéristiques intra-pulmonaires des fibrocyteschez le patient BPCO à l’état stable. La quatrième étude a montré, in vivo, que le gallopamil,un inhibiteur calcique, pouvait diminuer la taille de muscle lisse bronchique de patientasthmatique sévère en ciblant la biogenèse mitochondriale. Ceci pourrait en faire une armethérapeutique interressante et totalement novatrice. La dernière étude a permis d’isoler unphénotype de patient asthmatique non sévère à « muscle lisse bronchique augmenté » quiprésente un risque accru d’exacerbation et de contrôle non optimal de leur asthme. Lesmitochondries semblent jouer un rôle clé comme dans l’asthme sévère. / Airway remodeling groups pathophysiological entities such as smooth musclehypertrophy in asthma or increase bronchial thickness due to infiltration of inflammatory cellsand fibrosis in COPD. These remodeling is correlated with the functional obstruction andtherefore with the severity of these diseases. The bronchial or lung biopsies analysis allowsto study this phenomenon which, after understanding, is an interesting therapeutic target.The first article is a review of indications of bronchoscopy in critically ill patients. The secondstudy showed an increase in blood fibrocytes during severe exacerbation of COPD patientand a correlation between their rate and the risk of patient death. CXCR4 signaling pathwayseems to be involved in the fibrocyte recruitment. The third study seeks to explore thelocation and characteristics of intra-pulmonary fibrocytes in stable COPD patients. The fourthstudy has shown, in vivo, that gallopamil, a calcium channel blocker, could reduce airwaysmooth muscle size in severe asthmatic patient by targeting mitochondrial biogenesis. Thiscould make it an interesting therapeutic weapon and totally innovative. The last study hasisolated a non-severe asthma phenotype with "increased bronchial smooth muscle," whichpresents an increased risk of exacerbation and a suboptimal control of their asthma. Themitochondria appear to play a key role as in severe asthma.

GASP1 modulerait le trafic intracellulaire des RCPG après endocytose provoquée par les ligands. Au cours de ce travail nous nous sommes focalisés sur l’interaction de GASP-1 avec le récepteur beta2-adrénergique (B2AR) et ses conséquences fonctionnelles. Les agonistes du récepteur B2AR sont des bronchodilatateurs puissants utilisés dans le traitement de l’asthme. Avec le Dr N. Frossard, nous avons montré qu'un traitement chronique avec un agoniste B2AR induit le développement d'une hyper-réactivitée bronchique chez les souris sauvages mais pas chez les KO GASP1. Ce phénotype n’est pas relié à une différence dans la dégradation du récepteur B2AR entre les souris sauvages et KO GASP-1 mais est corrélé avec une augmentation du niveau de collagène dans les poumons des souris sauvages. Nos résultats indiquent que GASP1 joue un rôle important dans ce phénomène adaptatif qui serait relié à un remaniement des tissus bronchiques dépendant de cette protéine. / GASP1 have been shown to modulate the postendocytic sorting of different GPCRs.In order to better understand the role of GASP1 in regulating the activity and intracellular traffic king of GPCRs, we have focused our project on the functional consequences of the interaction between GASP1 and beta2-adrenergic receptor (B2AR). B2AR agonists are potent bronchodilators used in the treatment of asthma. With Dr. N. Frossard, we have shown that achronic treatment with a B2AR agonist induces the development of bronchial hyperresponsiveness in wild-type but not in KO GASP1 mice. Furthermore, we have shown that this phenotype is not related to a difference of B2AR receptor degradation between wild type and KO animals but correlates with an increase in collagen levels in the lungs of wild type mice that is not observed in GASP1KO animals. Altogether, our data suggest thatGASP1 is critically involved in these adaptations, which could be related to a GASP1-dependent modification of lung tissues.

Le hématopoïétique protéine adaptateur spécifique SLP-76 est un élément clé des voies de transduction du signal en aval du récepteur des cellules T (TCR). Analyse des lignées de cellules T SLP-76 déficient et SLP-76 souris knock-out montré que SLP-76 est indispensable pour le développement des lymphocytes T et de réactivité des cellules T matures. Les travaux antérieurs de notre laboratoire en utilisant des lignées de cellules T a conduit à l'identification et la caractérisation d'une boucle de rétroaction négative impliquant SLP-76, qui module la signalisation TCR-dépendante et l'activation des cellules T. Cependant, la signification physiologique de ce mécanisme de régulation n'a pas été abordé jusqu'à présent. L'objectif de cette thèse est de répondre à la fonction de ce mécanisme de régulation in vivo par l'analyse de la fonction des cellules T dans une souche de souris généré récemment "knock-in", exprimant un mutant SLP-76-S376A. Basé sur les résultats précédents, était attendu ce mutant de perturber la boucle de rétroaction négative SLP-76-dépendante. Je montre ici que l'expression de SLP-76-S376A ne donne pas lieu à des modifications phénotypiques significatives de thymocytes matures ou des sous-ensembles de cellules T, ce qui suggère que ce mutant ne modifie pas de manière significative le développement des cellules T. En outre, aucune différence n'a été observée dans le taux de prolifération ou la mort cellulaire induite par activation de cellules T mutantes par rapport aux témoins, et l'expression des marqueurs d'activation de surface n'a été que légèrement affectées. Cependant, une activation accrue de plusieurs protéines de signalisation a été observée dans les cellules CD4 + et CD8 + T stimulées in vitro, conformément aux résultats précédents dans les lignées de cellules T humaines. In vitro les cellules T CD4 + activés ont montré une augmentation significative de la sécrétion de l'interleukine-4 et -5, tandis que d'autres cytokines comme l'interleukine-2 et l'interféron-γ est apparu insensible. Ces résultats suggèrent que le réglage de la signalisation TCR-dépendante par la boucle de rétroaction négative SLP-76-dépendante peut favoriser réponses de type Th2, avec des conséquences potentielles dans certaines pathologies telles que l'asthme ou les infections parasitaires. Ainsi, nous avons utilisé un modèle expérimental de l'asthme d'évaluer la réponse des cellules eosinophiles in vivo. En effet, les résultats préliminaires ont montré que l'antigène contesté souris mutantes d'asthme induisant recrutent beaucoup plus d'éosinophiles dans les poumons par rapport aux souris témoins. Pris ensemble, ces données suggèrent que les cellules SLP76-S376A T comprennent modulations dans proximale signal de transduction TCR qui peuvent générer un biais vers la production de cytokines Th2 en réponse à la stimulation du TCR. / The hematopoietic specific adapter protein SLP-76 is a key element of signal transduction pathways downstream of the T cell receptor (TCR). Analysis of SLP-76-deficient T cell lines and SLP-76 knockout mice showed that SLP-76 is indispensable for T cell development and for responsiveness of mature T cells. Previous work of our laboratory using T cell lines led to the identification and characterization of a negative-feedback loop involving SLP-76, which modulates TCR-dependent signaling and T cell activation. However, the physiological significance of this regulatory mechanism was not addressed thus far. The aim of this PhD thesis is to address the function of this regulatory mechanism in vivo by analyzing T cell function in a recently generated “knock-in” mouse strain expressing a SLP-76-S376A mutant. Based on previous results, this mutant was expected to disrupt the SLP-76-dependent negative feedback loop. I show here that expression of SLP-76-S376A does not result in significant phenotypic alterations of thymocytes or mature T cell subsets, suggesting that this mutant does not significantly affect T cell development. Furthermore, no differences were observed in proliferation rates or activation-induced cell death of mutant T cells compared to controls, and the expression of surface activation markers was only slightly affected. However, an increased activation of several signaling proteins was observed in both CD4+ and CD8+ T cells stimulated in vitro, in line with previous results in human T cell lines. In vitro activated CD4+ T cells showed a significant increase in secretion of interleukin-4 and -5, whereas other cytokines like interleukin-2 and interferon- appeared unaffected. These results, suggest that tuning of TCR-dependent signaling by the SLP-76-dependent negative feedback loop may favor Th2-type responses, with potential consequences in specific pathologies such as asthma or parasite infections. Thus, we have employed an experimental model of asthma to evaluate the eosinophil response in vivo. Indeed, preliminary results showed that asthma-inducing antigen challenged mutant mice recruit significantly more eosinophils to the lung compared to control mice. Taken together, these data suggest that SLP76-S376A T cells comprise modulations in proximal TCR signal transduction that may generate a bias towards production of Th2-cytokines in response to TCR stimulation.

L'asthme allergique est caractérisé par une réponse prédominante de typeTh2, mais d'autres profils tels que Th17 et Th22 sont aussi observés dans l'asthme plus sévère. La pollution atmosphérique et notamment les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) contenus dans les particules d'échappement diesel (DEP) contribuent à l'augmentation de la prévalence de l'asthme et jouent un rôle adjuvant dans le développement et l'exacerbation de l'inflammation allergique en orientant la réponse immune vers un profil Th2Dans la première partie de la thèse, nous avons évalué les effets des HAP sur la polarisation Th17/Th22 de PBMC de sujets allergiques asthmatiques et sujets non-allergiques. Les PBMC de patients asthmatiques présentent une augmentation des profils Th17/Th22 par rapport aux sujets non-allergiques. La stimulation par DEP-HAP et le benzo [a] pyrène (B[a]P) induit une augmentation de l’IL-22 mais de façon étonnante diminue la production d'IL-17A dans les deux groupes. Les facteurs de transcription associés aux cellules Th17: RORA et RORC, sont diminués, alors que le gène cible d’AhR, CYP1A1, est augmenté dans les deux groupes. Notch est diminué uniquement chez les patients asthmatiques. La production d'IL-22 induite par les HAP provient principalement de cellules Th22. L'antagoniste d’AhR reverse presque complètement les effets des DEP, mais seulement partiellement les effets de B[a]P, sur la regulation réciproque entre IL-22/IL-17. Les kinases PI3K, JNK et ERK participent à l’augmentation de l’IL-22 induite par le B[a]P, alors que la p38 MAP kinase a un effet inhibiteur. La deuxième partie de la thèse a évalué l'effet combiné des PRRs et des allergènes sur l’activation et leur capacité à induire une polarisation Th17/Th22 chez des sujets sains et des sujets allergiques asthmatiques. Les DCs stimulées par les allergènes de chien induisent une faible production d'IL-22 par les cellules T. L’activation supplémentaire par les ligands de TLR3, TLR9 et NOD2 conduit à une augmentation de la production augmentée de chimiokines pro-Th2 uniquement par les DCs de patients asthmatiques allergiques aux chiens. 7 A l’inverse, un rôle adjuvant est observé sur la maturation et la production de cytokines pro-Th17/Th22 par les DCs de sujets asthmatiques et de sujets non-allergiques. Parmi les cellules T co-cultivées avec des DC stimulées par l'allergène de chien et les ligands de PRR, nous observons un mélange de cellules de type Th2/Th17 et Th22 chez les patients asthmatiques et un profil Th1/Th22 chez les sujets non-allergiques. L’IL-22 est principalement produite par les Th22 dans les deux groupes avec plus de cellules Th22 observés chez les sujets asthmatiques. L’IL-17 et l’IL-22 sont régulées différemment entre les sujets asthmatiques et les sujets sains, le TGF-β ayant un rôle pro-Th17 tandis que l'IL-23 a un rôle pro-Th22. In vivo, un modèle d'asthme chronique induite par l’allergène de chien a été développé et conduit à une augmentation de la résistance des voies aériennes, une production de chimiokines Th2 et de cytokines Th2/Th17/Th22 ainsi qu’au recrutement de neutrophiles mais peu d’éosinophiles dans le poumon. L'expression du gène de l'IL-22 intervient de façon précoce alors que la protéine apparait plus tard. Le ligand de NOD2 induit une augmentation de la résistance des voies aériennes, ainsi que de la production de protéines et l'expression des gènes induits par l'allergène de chien, mais réduit le recrutement des éosinophiles dans les poumons. Ces résultats montrent que chez l'homme, les productions d’IL-22 et d'IL-17 sont régulées différemment entre les sujets asthmatiques allergiques et les sujets sains. Au total, la pollution et certaines infections bactériennes ou virales pourraient participer chez les patients asthmatiques à sévérité de la maladie et la progression du remodelage des voies aériennes. La modèle in vivo développée permettra de mieux disséquer les mécanismes qui participent à la sévérité de l'asthme. / Allergic asthma is characterized by a predominant Th2 response, but additional profiles such as Th17 and Th22 are observed in more severe asthma. Components of the air pollution such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) contained in diesel exhausts particles (DEP) contributes to increased prevalence of asthma and play an adjuvant role in the development and exacerbation of allergic inflammation through the skewing of the immune response towards a Th2 profile. In the first part of the thesis, we evaluated the effects of PAH on the Th17/Th22 polarization of PBMCs from healthy and allergic asthmatic subjects, PBMCs from athmatic patients exhibited an increased Th17/Th22 profile compared with non-allergic subjects. DEP-PAH and Benzo[a]Pyrene (B[a]P) stimulation further increased IL-22 but surprisingly decreased IL-17A production in both groups. Th17 transcription factors RORA and RORC were down regulated, whereas AhR target gene CYP1A1 was up-regulated in both groups. Notch was decreased only in asthmatic patients. PAH-induced IL-22 production originated mainly from Th22 cells. The AhR antagonist reversed almost completely the effects of DEP-PAH, but only partially the effects of B[a]P, on IL-22/IL-17 reciprocal regulation. The kinases PI3K, JNK and ERK participated to the enhancing effect of B[a]P on IL-22 production, whereas p38 MAP kinase had an inhibitory effect.The second part of the thesis evaluated the co-stimulatory effect of combined PRR- and allergen-activated DCs on Th17/Th22 polarization in healthy and asthmatic subjects. Dog allergen stimulated DCs induced a small production of IL-22 in T cells. Additional activation by TLR3, TLR9 and NOD2 ligands led to increased production of pro-Th2 chemokines by DCs only from asthmatic patients allergic to dogs. In contrast, an adjuvant role was observed on the maturation and pro-Th17/Th22 cytokines production by DCs from both asthmatic and non-allergic subjects. In T cells co-cultured with DCs stimulated by dog allergen and PRR ligands, we found a mixed Th2/Th17/Th22 profile in asthmatic patients and a Th1/Th22 profile in non-allergic subjects. IL-22 producing cells were mainly Th22 in both groups with more Th22 cells were observed in asthmatic subjects. IL-17 and IL-22 production was9differently regulated between asthmatic subjects and non-allergic subjects, TGF-β having a pro-Th17 role while IL-23 having a pro-Th22 role.In vivo, a model of chronic dog-induced asthma was developed leading increased airway resistance, Th2 chemokine and Th2/Th17/Th22 cytokine production as well as neutrophil but little eosinophil recruitment in the lung. Gene expression of IL-22 was observed at early time points whereas IL-22 protein appeared later on. NOD2 ligand further increased airway resistance, protein production and gene expression induced by dog allergen challenge but inhibited the small eosinophil recruitment in the lung.These results show that in humans, IL-17 and IL-22 productions are regulated differently between allergic asthmatic and non-allergic subjects. Altogether, pollution and some bacterial or viral infections may contribute in asthmatic patients to the severity of the disease and to progression of airway remodeling. The developed in vivo model will allow dissecting the mechanisms participating to the severity of asthma.

L’inflammation et le remodelage des voies aériennes sont des processus pathologiques de signification pronostique différente qui caractérisent la plupart des maladies obstructives bronchiques, asthme et bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) notamment. L’examen histologique de l’inflammation et du remodelage requiert un geste biopsique invasif qui est rarement réalisé en routine. Le développement de méthodes d’évaluation non invasives autoriserait un phénotypage plus précis des patients et le développement de thérapeutiques ciblées. Les progrès de la tomodensitométrie (TDM) ont favorisé l’essor d’une imagerie quantitative permettant des mesures morphométriques des lumières et parois bronchiques. Ces paramètres morphométriques sont corrélés aux indices fonctionnels d’obstruction mais leur manque de standardisation limite leur utilisation en routine. Nous avons étudié chez l’homme et le petit animal des paramètres TDM basés non pas sur la morphométrie mais sur la densitométrie de la paroi bronchique. Nos résultats dans l’asthme et la BPCO indiquent que l’atténuation pariétale bronchique possède une valeur diagnostique au moins équivalente à celle des paramètres morphométriques, est mieux corrélée aux indices d’obstruction fonctionnelle, et pourrait être un marqueur du remodelage dans l’asthme. Chez la souris asthmatique, les paramètres d’atténuation péribronchique extraits d’image de micro-TDM sont aussi corrélés au remodelage histologique. Le concept d’atténuation pariétale bronchique est donc prometteur pour l’étude non invasive du remodelage même si des étapes supplémentaires de validation sont nécessaires pour s’assurer de la reproductibilité des méthodes. / Asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are frequent conditions characterized by two main pathological changes: bronchial inflammation and remodelling. Pathological examination requires invasive biopsy, which is rarely performed in routine. Therefore there is a great interest in developing non-invasive methods that would lead to more precise phenotyping of patients and the development of new targeted treatments. Computed tomography (CT) can provide a quantitative morphometry-based analysis of the airways. These morphometric parameters have been shown to correlate with functional obstruction but are poorly used in routine practice due to their lack of standardisation. The aim of our studies was to investigate the value of CT attenuation-based parameters in humans and animals. In asthma and COPD, we have shown that the wall attenuation value had diagnostic performances comparable to those of morphometric parameters, correlated better with functional obstructive indexes, and could be a marker of remodelling in asthma. In asthmatic mice, peribronchial attenuation values extracted from respiratory-gated micro-CT images correlate with remodeling. Therefore, the concept of bronchial wall attenuation seems to be promising for assessing non-invasively airways remodeling. Further studies are required to ensure the full reproducibility of these methods.

L'asthme est la pathologie chronique la plus fréquente chez l'enfant et pose de réels problèmes de santé publique. L'hétérogénéité des phénotypes de l'asthme influence le pronostic et la réponse aux traitements. Les biomarqueurs idéaux devraient être liés à des mécanismes spécifiques de phénotypes et permettre d'expliquer des pronostics différents entre les individus. Il doit s'agir d'outils utiles au diagnostic, à la prédiction d'un risque évolutif, à la personnalisation de thérapeutiques et/ou au suivi sous traitement. Plusieurs types de biomarqueurs ont ainsi été analysés dans ce travail de thèse : (1) un biomarqueur lié à la sévérité de la maladie chez une cohorte de nourrissons siffleurs récurrents ; (2) un biomarqueur prédictif de l'évolution vers l'asthme dans une cohorte de nourrissons atteints de dermatite atopique à début précoce ; (3) et enfin un biomarqueur associé au mauvais contrôle de l'asthme sévère allergique de l'enfant. Ces travaux, transversaux pour deux et longitudinal pour un, ont permis d'identifier trois biomarqueurs: (1) un polymorphisme génétique de l'interleukine 4 associé au phénotype de sifflements récurrents sévères viro-induits ; (1) la multi- sensibilisation allergénique (dosages positifs à des IgE spécifiques d'allergène) associée au risque d'asthme allergique dans une cohorte d'enfants attients de dermatite atopique ; (3) et le pourcentage de cellules T régulatrices CD4+Foxp3+(Treg) dans le sang périphérique lié au contrôle de l'asthme sévère allergique traité par omalizumab. Nous envisageons de conforter ces résultats sur d'autres cohortes européennes. / Asthma is the most frequent chronic condition in children and poses real public health problems. The heterogeneity of asthma phenotypes influences prognosis and response to treatments. The ideal biomarkers should be linked to specific mechanisms of phenotypes and allow to explain different prognoses between individuals. They must be useful tools for diagnosis, prediction of an evolutive risk, personalization of therapeutics and / or follow-up under treatment. Several types of biomarkers have been analyzed in this thesis: (1) a biomarker linked to the severity of the disease in a cohort of recurrent wheezing infants; (2) a predictive biomarker of the evolution towards asthma in a cohort of children with early-onset atopic dermatitis; (3) and finally a biomarker associated with poor control of severe allergic asthma in children. These works, transversal for two and longitudinal for one, allowed to identify three biomarkers: (1) a genetic polymorphism of interleukin 4 associated with the phenotype of severe viro-induced recurrent wheeze; (1) allergen multi-sensitization (allergen specific IgE assays) associated with the risk of allergic asthma in a cohort of children with atopic dermatitis; (3) and the percentage of CD4+Foxp3+regulatory T cells (Treg) in the peripheral blood related to control of severe allergic asthma treated with omalizumab. Further studies in larger European cohorts are planned to support these findings.

L’asthme équin est une maladie obstructive récurrente des voies respiratoires. De nombreux facteurs étiologiques ontété déterminés comme pouvant initier ou maintenir l’asthme équin sévère (AES), cependant l’exposition au foin restele facteur de risque principal. L’utilisation de traitements à base de corticoïdes sont efficaces en cas de crise maisinefficaces en l’absence de mesures sanitaires. Ainsi, depuis quelques années un dispositif permettant de « purifier »le foin à la vapeur a été développé, afin de diminuer la teneur en poussières et les antigènes microbiologiques présentsdans le foin. La physiopathologie de l’AES est complexe. Parmi les principaux acteurs de cette réponse immunitaire,les macrophages alvéolaires ont un rôle prédominant dans l’initiation et l’orientation de la réponse immunitaire. Ainsiétudier le rôle des macrophages des chevaux AES permettrait de mieux comprendre l’initiation de la réponseimmunitaire dans l’AES. Dans ce contexte, nous nous sommes interrogés sur l’influence du foin « à la vapeur » surla réponse immunitaire des chevaux AES lors d’un challenge in vivo et lors de la stimulation in vitro des macrophagesalvéolaires. Ainsi nous avons d’abord étudié la réponse systémique et locale des chevaux soumis à un challenged’exposition in vivo à du foin sec ou « à la vapeur ». La première partie de ce travail nous a permis d’observer uneffet bénéfique du foin « à la vapeur » sur le score de mucus trachéal des chevaux CTL et AES cependant nousn’avons pas observé un effet bénéfique significatif du foin « à la vapeur » sur la réponse cytologique et immunitaire.La deuxième partie du travail a permis d’étudier la réponse au foin « à la vapeur » à l’échelle des macrophagesalvéolaires. La microscopie en temps réel a mis en évidence des différences dans le comportement des macrophagesen réponse (1) à différents stimuli, (2) entre les chevaux AES et CTL, (3) entre les HDS provenant de foin sec ou defoin « à la vapeur ». La concentration en IL-1β était significativement plus élevée et la concentration en IL-10significativement plus faible chez les MA des chevaux AES comparés aux chevaux CTL. Une concentration en TNF-α plus élevée après stimulation in vitro a été observée chez les MA des chevaux AES et CTL. Cet état des lieux surla réponse des macrophages alvéolaires stimulés in vivo et in vitro pourra servir de base aux études futures nécessairespour conclure sur le rôle des MA dans le cas de l’AES. Cette triple approche à l’échelle du cheval, du poumon et dela cellule permet une vision globale de la réponse à un challenge d’exposition à du foin sec ou « à la vapeur » etpermet tout de même d’avoir un regard optimiste sur l’utilisation du foin « à la vapeur » pour les chevaux atteintsd’AES. / Equine asthma is a recurrent obstructive disease of respiratory tract. Several aetiologic factors are known to induceor maintain the severe equine asthma (sEA), however the hay exposure is the main risk factor. The use of treatmentswith corticoids are effective in case of crisis, but ineffective in the absence of sanitary measures. So, since severalyears a device allowing to purify the hay with steam was developed, in order to decrease the dust content and themicrobiological antigens within the hay. The pathophysiology of sEA is complex. Among the main actors of thisimmune response, the alveolar macrophages have an important role in the intiatiation and orientation of the immuneresponse. So, investigating the role of the equine alveolar macrophages of sEA horses would allow to betterunderstand the initiation of the immune response in the sEA. In this context, we focused on the influence of steamedhay on the immune response of sEA horses during an in vivo challenge and an in vitro stimulation of the alveolarmacrophages. First, we studied the systematic and local responses of horses submitted to an in vivo challengeexposure to dry and steamed hay. The first part of this work allowed us to show a beneficial effect of the steamedhay on the mucus tracheal score of sEA horses, however we did not observe any beneficial effect of the steamed hayon the cytological and immune response. The second part of the study allowed us to investigate the response of thealveolar macrophages to steamed hay. The real time microscopy showed differences in the behavior of macrophagesin response (1) to various stimuli, (2) between sEA and CTL horses (3) between HDS resulting from dry hay or fromsteamed hay. Moreover, the protein quantification of IL-1β was signifantly higher and the concentration of IL-10significantly lower in AM supernatant of sEA horses compared to CTL. The TNF-α concentration was higher on AMafter in vitro stimulation in sEA and CTL horses. These results on the alveolar macrophages reponse after both invivo challenge and in vitro stimulation, can be used as a basis for future studies in order to further characterize therole of AM in case of sEA. This triple approach on the horse, the lung and the cell scale allows a global vision of theresponse to an exposure challenge to dry or steamed hay and allows having an optimistic preliminary look on the useof the steamed hay for sEA horses.

Les objectifs de cette thèse est d'examiner l'hypothèses selon laquelle les caractéristiques psychologiques constituent modificateur de la relation entre l'exposition aux polluants atmosphériques et l'asthme infantile. A cet effet, nous avons utilisé les données de l'Etude des 6 villes avec dessein transversale, et l'étude de cohorte mère-enfant de type longitudinale EDEN (Étude sur les Déterminants pré et postnatalsdu développement de la santé l'ENfant) pour examiner cette hypothèse.Les données ont montré qu'à la fois les polluants atmosphériques mesurés subjectivement et les polluants atmosphériques mesurés objectivement étaient associés à l'asthme infantile. Les analyses sur les relations entre les facteurs psychologiques et de l'asthme infantile ont montré une association entre les problèmes comportementaux et la prévalence de l'asthme et de l'eczéma, l'asthme sévère et l'apparition de l'asthme précoce dans l'Etude des 6 villes et la dépression pendant la grossesse était associée au developpement de la rhino-conjonctivite allergique au cours des 5 premières années de vie chez les enfants de l'étude EDEN. La prise en compte des interactions entre les polluants de l'air et les facteurs psychologiques ont montré que les relations entre les polluants de l'air et l'asthme infantile étaient modifiées par les facteurs psychologiques. En conclusion, nos résultats fournissent de nouvelles données sur les relations entre les polluants atmosphériques mesurés subjectivement et objectivement et/ou des facteurs psychologiques (problèmes comportementaux et de dépression maternelle pendant la grossesse) et l'asthme infantile, ce qui suggère de considérer les enfants ayant des problèmes psychologiques comme une population sensible aux effets néfastes des polluants atmosphériques et de prendre en compte ces ces facteurs simultanément dans le paradigme de la prévention de l'asthme infantile . / The purposes of this thesis are to examine the hypothesis according to which psychological features are a modifier of the relation between exposure to air pollution and childhood asthma. To this extent, we used the data from the cross-sectional French 6 Cities Study and the longitudinal EDEN (Study of pre- and post-natal determinants of children?s growth and development) mother-child cohort study to examine the hypothesis. The data show that both subjectively and objectively measured air pollutants were related to childhood asthma. The analyses on the relationships between psychological factors and childhood asthma and allergies yielded that children with behavioral problems had a higher odds ratio in relation to prevalences of asthma and eczema, asthma severity and early asthma onset in the French 6 Cities study and maternal depression during pregnancy was associated with the development of allergic rhinoconjunctivitis in the first 5 years of life in children of the EDEN mother-child cohort study. Taking into account the interactions between air pollutants and psychological factors, results showed that the relationships between air pollutants and childhood asthma were modified by psychological factors. In conclusion, our results add new evidence on the relationships between subjectively and objectively measured air pollutants and/or psychological factors (behavioral problems and maternal depression during pregnancy) and childhood asthma and imply to consider children with psychological problems as a population susceptible to the detrimental effects of air pollutants and take into account these factors simultaneously into the paradigm of childhood asthma prevention.

L'asthme est un trait complexe dont le phénotype est régulé par l'interaction de nombreux gènes et de l'environnement. Étant donné sa variabilité phénotypique, plusieurs individus asthmatiques ne répondent pas à la médication disponible. La recherche de nouvelles voies biologiques impliquées dans l'asthme est donc nécessaire. Les études d'expression génomique et les études d'association génomique (GWAS) permettent d'avoir une vue d'ensemble sur les gènes impliqués dans le développement d'un phénotype sans être biaisé par les connaissances actuelles et pourraient permettre la découverte de ces nouvelles voies. Ainsi, dans la première partie de cette thèse, une étude d'expression génomique a été utilisée pour caractériser les macrophages alvéolaires des individus asthmatiques en comparaison aux individus témoins. Cette étude a permis de cibler la famille des heat shock proteins (HSP), et plus particulièrement le gène HSPD1. De plus, la comparaison des données obtenues d'une étude d'expression génomique antérieure avec celles d'une étude récente a permis de démontrer que les études d'expression génomique sont un outil de sélection pertinent pour cibler de nouveaux gènes d'intérêt. La deuxième partie de cette thèse fait suite à la première GWAS effectuée dans l'asthme. Deux études présentées dans cette thèse ont permis de valider l'association des variants de la région 17q21 avec l'asthme dans un échantillon indépendant. Elles ont également permis d'initier la compréhension du mécanisme d'action par lequel ces variants régulent l'expression de certains gènes de cette région. Des études pour définir l'implication de HSPD1 dans les fonctions du macrophage alvéolaire ainsi que pour valider l'implication des gènes GSDMB, ORMDL3 et ZPBP2 dans l'asthme sont nécessaires afin de valider leur intérêt dans la recherche sur cette pathologie. Finalement, les différents éléments présentés dans cette thèse démontrent l'intérêt des techniques génomiques pour cibler de nouvelles voies biologiques liées au développement d'un phénotype en particulier.

L’infiltration d’éosinophiles dans la muqueuse bronchique est une caractéristique majeure de l’asthme. Les protéases sont essentielles pour réguler la migration cellulaire du sang vers la muqueuse bronchique. Les travaux présentés dans cette thèse décrivent quelques mécanismes de la modulation de l’activité protéolytique des éosinophiles. Parmi les nombreuses protéases exprimées par l’éosinophile, la métalloprotéinase de la matrice (MMP)-9 et la plasmine générée via la protéine activatrice de type urokinase (uPA) sont cruciales dans la migration de ces cellules dans les tissus. Cette thèse décrit le mécanisme d’action de deux types de médiateurs lipidiques, les cystéinyl-leucotriènes (cysLTs) et l’acide 5-oxo-6,8,11,14-éicosatétraénoïque (5-oxo-ETE), dans le recrutement des éosinophiles. En présence de 5-oxo-ETE, l’éosinophile migre en sécrétant la MMP-9, la plasmine et exprime plus fortement le récepteur de l’uPA (uPAR). Nous avons démontré que les cysLTs sont impliqués dans la migration sans toutefois influencer la protéolyse. Par contre, le montelukast, un antagoniste du récepteur cysLT de type 1 (CysLT1), diminue l’expression d’uPAR, la sécrétion de MMP-9 et la génération de plasmine. Ces résultats suggèrent que le montelukast ne serait pas un antagoniste neutre du CysLT1, mais un agoniste inverse, quoique cette hypothèse doive être confirmée. Ensuite, pour mieux comprendre comment le 5-oxo-ETE induit la sécrétion de protéases, la signalisation sous-jacente a été étudiée. Les travaux démontrent que la protéine kinase C (PKC)-δ, la PKC-ζ, l’extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/ 2 et la p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) jouent un rôle majeur dans la migration induite par le 5-oxo-ETE. Notamment, l’activation d’ERK-1/2 semble dépendre de la présence de plasminogène dans le milieu. La plasmine générée à partir du plasminogène peut activer ERK-1 /2 et ainsi stimuler la sécrétion de MMP-9. Ces résultats démontrent la complexité de la régulation des protéases chez l’éosinophile et documente le rôle primordial des PKC et des MAPK dans cette modulation. / Infiltration of eosinophils into the bronchial mucosa is a key feature in asthma pathology. With the influence of mediators, eosinophils have the capacity to interact with structural cells, modulate their functions, promote airway remodelling, and activate and recruit other inflammatory cells. Proteases are essential to promote cell migration from blood into tissue and interactions with tissue structural cells and extracellular matrix components. This work presents some of the mechanisms modulating eosinophil protease activity, more specifically the production of MMP-9 and plasmin. Herein, we evaluated the mechanism of action of two lipid mediators, the cysteinyl-leukotrienes (cysLTs) and the 5-oxo-ETE, in eosinophil recruitment. 5-Oxo-ETE elicits eosinophil migration by activating MMP-9 secretion, plasmin generation and by increasing uPAR expression. The cysLTs are also implicated in eosinophil migration but not in protease activation. On the other hand, montelukast, a cysLT type 1 receptor antagonist, decreases uPAR expression, MMP-9 secretion and plasmin generation. These results suggest that montelukast is not a neutral antagonist, but an inverse agonist in eosinophils, although this hypothesis needs to be validated. Thereafter, we were interested in signalling induced by 5-oxo-ETE. Our results demonstrated that protein kinase C (PKC)-δ, PKC-ζ, extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2 and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) play a major role in eosinophil migration. The implication of ERK-1/2 seems to depend on plasminogen presence in the medium. Plasmin generated from plasminogen activates ERK-1/2 and stimulates MMP-9 secretion. These results demonstrate the complex regulation of eosinophil proteases and the essential implication of PKC and MAPK in this process.