La leucémie lymphoïde chronique (LLC) est particulièrement associée aux cytopénies auto-immunes (AIC). L’expression de ZAP-70 dans la LLC est un facteur pronostique,due à une forte signalisation par le BCR. Nous décrivons une nouvelle population B normale (LyBn) qui exprime ZAP-70. Ces LyBn ZAP-70+ ne semble pas appartenir à une sous-population LyB particulière, et elles n’ont pas un phénotype activé. L’expression de ZAP-70 dans les LyB naïves suggère que ce phénomène est précoce. Il y a une bonne corrélation dans le niveau de ZAP-70 entre les LyBn et les LyB de LLC. Les LyBn ZAP-70+ ont été retrouvé dans tous les cas de AIC associée à la LLC.L’analyse des anticorps monoclonaux prévenant de LyB ZAP-70+ et des souris ZAP-70KI, réalisés pendant ce travail, définiront les conséquences de la surexpression de ZAP-70 dans les LyB dans la pathogénèse de l’auto-immunité et de la lymphoprolifération. / Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is particularly associated with autoimmune cytopenia (AIC). The expression of ZAP-70 in CLL cells is a prognostic factor, through increased BCR signaling. We described a novel normal B cell population (LyBn) that expresses ZAP-70. ZAP-70+ LyBn do not seem to belong to a certain subset of B cells, nor seem to have an activated phenotype. The presence of ZAP-70 in the naïve B cell subset suggests that this is an early process, which probably occurs before malignant transformation. There is a good correlation in the level of ZAP-70 expression, between normal B cells and CLL B cells. We found a significant percentage of ZAP-70+ LyBn in all AIC-associated CLLs. Analysis of monoclonal antibodies and of conditional ZAP-70KI mouse model synthesized in this work will clarify the consequences of aberrant ZAP-70 expression in B cells on autoimmunity and lymphoproliferation.

Les myopathies nécrosantes auto-immunes (MNAI) appartiennent au groupe des myopathies inflammatoires idiopathiques. Les MNAI sont des maladies musculaires sévères pouvant conduire à un déficit musculaire définitif et handicapant. Pour rétablir une force normale et prévenir le handicap, des traitements prolongés associant corticothérapie et immunosuppresseurs sont nécessaires. Les MNAI sont définies histologiquement par la prédominance de fibres musculaires en nécrose qui contraste avec l’absence ou la faible abondance d'inflammation musculaire. Les mécanismes impliqués dans la nécrose comme ceux impliqués dans les séquelles atrophiques sont en revanche inconnus. Les MNAI peuvent être associées à des auto-anticorps (aAc) soit anti-SRP, soit anti-HMGCR. Ces aAc ciblent des protéines cytoplasmiques ubiquitaires. Leurs titres sont corrélés avec l'activité de la maladie, suggérant ainsi le rôle pathogène de ces aAc. Dans ce travail de thèse, nous avons émis l’hypothèse que les aAc pouvaient être impliqués dans les lésions musculaires observées aux cours des MNAI anti-SRP+ et anti-HMGCR+. Durant cette étude, nous avons eu pour objectifs : (i) de caractériser et de quantifier la nécrose musculaire et l’inflammation associée, ainsi que les mécanismes physiopathologiques impliqués (rôle des aAc) ; (ii) d’analyser la régénération et l’atrophie musculaire et l’effet des aAc sur ces phénomènes. L'analyse histologique des biopsies musculaires des patients MNAI a montré que la proportion des fibres musculaires en nécrose était plus importante chez les patients anti-SRP+. Les taux sériques de créatine phosphokinase étaient corrélés avec la proportion de fibres nécrotiques, montrant ainsi que ce taux est un bon marqueur de l’activité de la maladie. De façon inattendue, une inflammation musculaire était régulièrement observée. En particulier, la densité lymphocytaire T était dans un quart des cas comparable à celle des autres myopathies inflammatoires. Cette densité cellulaire était de plus corrélée au pourcentage de fibres en nécrose. L’infiltrat inflammatoire était néanmoins composé principalement de macrophages. Des macrophages CD68+ iNOS+, impliqués dans des phénomènes de myophagocytoses dans un environnement Th-1 étaient régulièrement observés. Des macrophages avec un phénotype suggérant une activation alternative par l’immunité humorale ont aussi été observés. Dans ce sens, la présence de dépôts de complexe d’attaque membranaire à la surface des fibres musculaires, mais aussi des dépôts de C1q et d’IgG montraient l’activation de la voie classique du complément au cours des MNAI. De plus, la détection des protéines SRP et HMGCR sur certaines fibres musculaires immatures (in vitro et in vivo) suggérait le rôle pathogène des aAc. Concernant les mécanismes de régénération et les phénomènes d’atrophie musculaire, l’analyse des biopsies musculaires a révélé l’importance de l’irrégularité du diamètre des fibres avec une prédominance de petites fibres. Ces petites fibres correspondaient à la fois à des fibres en régénération et à des fibres en nécrose. In vitro, les Ac anti-SRP et anti-HMGCR induisent une atrophie musculaire en augmentant la transcription de MAFbx et Trim63. En outre, l'atrophie des fibres musculaires a été associée à un niveau élevé de cytokines inflammatoires comme TNF, IL-6 et ROS. Concernant l’étude de la régénération musculaire, in vitro, la présence des aAc réduisait la fusion des myoblastes. Ce défaut était associé à une diminution de la production de cytokines anti-inflammatoires IL-4 et IL-13. L’ajout d'IL-4 et/ou d’IL-13 permettait de corriger la fusion des myoblastes. Dans ce travail, les données recueillies convergent pour suggérer le rôle pathogène des aAc anti-SRP et anti-HMGCR dans les lésions musculaires nécrotiques mais aussi dans la régénération musculaire et l’atrophie. Ces données nouvelles soulignent l’importance de traitements ciblés au cours des MNAI. / Immune mediated necrotizing myopathy (IMNM) is recognized as a separate entity among inflammatory myopathies. IMNM is a severe disabling muscle disease requiring prolonged combination of corticosteroid and immunosuppressive drugs. IMNM is morphologically defined by predominant muscle fiber necrosis and no or little inflammation, and is associated with important variation of the size of the fiber. However pathogenic mechanisms involved in muscle necrosis and muscle atrophy are largely unknown. IMNM may be associated with either anti-SRP or anti-HMGCR auto-antibodies (aAbs). The titer of these aAbs, targeting ubiquitous cytoplasmic proteins, is correlated with the disease activity suggesting their pathogenic role. In this thesis, we described the morphology of skeletal muscle alterations occurring in both conditions of anti-SRP+ or anti-HMGCR+ patients, studied the role of the Abs in (i) the necrosis mechanisms and the associated inflammation; (ii) by analyzing the atrophy and the regeneration mechanisms. Muscle histological analysis of anti-SRP+ and anti-HMGCR+ patients showed a random distribution of necrotic fibers that was more pronounced in anti-SRP+ patients. Creatine Phosphokinase levels; myolysis indicator, and muscle regeneration were correlated with the proportion of necrotic fibers. Inflammation was regularly observed in IMNM muscle patients. Macrophages were the most abundant but T cells densities were in a quarter of cases in the same range as myositis controls. CD68+iNOS+ macrophages and a Th-1 immune environment were also observed and involved in ongoing myophagocytosis. Of note, macrophages with alternative activation were also detected. Humoral immunity with activation of the classical pathway of the complement cascade was observed in IMNM. Positive membrane staining for SRP and HMGCR proteins, on some muscle fibers, was detected both in vitro and in muscle biopsies of IMNM patients. An important proportion of small fibers corresponding to both atrophic and regenerating fibers was observed in anti-SRP+ and anti-HMGCR+ patients. In vitro, anti-SRP and anti-HMGCR aAbs induced muscle fibers atrophy and increased the transcription of MAFbx and Trim63. In addition, the muscle fiber atrophy was associated with high level of inflammatory cytokines such TNF, IL-6 and ROS. Muscle regeneration in vitro was also affected by impairing the myoblasts fusion in presence of anti-SRP and anti-HMGCR Abs. This default was associated with a decrease production of anti-inflammatory cytokines: IL-4 and IL-13. Of note, the addition of IL-4 and/or IL-13 totally rescued the fusion. Together those data suggest that these aAbs have a pathogenic effect on muscle. Anti-SRP and anti-HMGCR are involved in muscle atrophy and affect the regeneration. The role of these aAbs in muscle damages occurring in IMNM was highlighted and emphasizes the potential interest of targeted therapies.

La polyendocrinopathie auto-immune de type 1 (PEA1) est liée aux mutations du gène AIRE. En l’absence de AIRE se développe un défaut de tolérance immune centrale, à l’origine de pathologies auto-immunes multiples spécifiques d’organe. Notre objectif était d’évaluer l’effet d’une altération« exemplaire » du répertoire T sur les empreintes auto-réactives humorales. Les données cliniques etimmunologiques ont été recueillies chez des patients atteints de PEA1, qui ont bénéficié du séquençage du gène AIRE. Chez ces patients ont été analysés les profils d’auto-réactivité sérique IgGet IgM vis à vis des tissus pancréatique et surrénalien, en comparaison à des patients atteints d’autres endocrinopathies auto-immunes, et à des sujets sains. Les bandes antigéniques discriminantes ont été sélectionnées grâce à un test de Chi-2, et une approche immuno-protéomique a permis leur caractérisation moléculaire. Dix-neuf patients atteints de PEA1 ont pu être étudiés. Ils présentaient de1 à 10 manifestations cliniques liées à la maladie. Quatre mutations du gène AIRE différentes ont été identifiées, et la délétion 13-bp dans l’ exon 8 (c.967-979del13) s’est avérée la plus fréquente. L’étude en immuno-empreinte a permis d’identifier 6 antigènes préférentiellement reconnus par les patients atteints de PEA1. Leur caractérisation par approche immuno-protéomique a montré qu’il s’agissait à lafois d’antigènes tissus-spécifiques (lipase pancréatique reconnue à la fois par les IgM et les IgG,amylase pancréatique reconnue par les IgG, Regenerating Protein 1 alpha pancréatique ciblée par lesIgM) mais également ubiquitaires (péroxiredoxine-2 reconnue à la fois par les IgG et les IgM, HeatShock cognate 71kDa Protein ciblée par les IgM, aldose réductase reconnue par les IgG). Ainsi, une altération majeure du répertoire T auto-réactif, telle que celle liée aux mutations du gène AIRE, affecte de manière importante les réponses humorales auto-réactives dépendantes d’ IgG, mais également d’IgM. Ces modifications touchent à la fois des antigènes tissu-spécifiques et ubiquitaires, nous faisant évoquer un rôle au moins partiel de AIRE dans des phénomènes T-indépendants et /ou des altérations de l’immunité naturelle. / Autoimmune polyendocrine syndrome type 1 (APS1) is caused by mutations in the AIRE gene thatinduce central tolerance breakdown which results in tissue-specific autoimmune diseases. Ourobjective was to evaluate the effect of a well-defined T cell repertoire impairment on humoralsystemic self-reactive footprints. Clinical and immunological data were collected, and pathologicalmutations in the AIRE gene were identified by DNA sequencing. Comparative serum self-IgG andself-IgM reactivities, directed towards pancreatic and adrenal protein extracts, of APS1 patients,patients suffering from other autoimmune endocrinopathies and healthy subjects, were tested using Western blotting. Discriminant protein bands were selected using the Chi-square test and molecularcharacterization of these bands was conducted using a proteomic approach. Nineteen patients wereidentified with APS1. Clinical manifestations varied greatly, showing 1 to 10 components. Fourdifferent AIRE gene mutations were identified, and the 13-bp deletion in exon 8 (c.967-979del13) wasthe most prevalent. A singular distortion of seric self-IgG and self-IgM repertoires was noted in APS1patients. IgG and IgM antibodies recognized significantly one tissue-specific (pancreatictriacylglycerol lipase) and one ubiquitous antigens (peroxiredoxin-2). IgM recognized one tissuespecific (Pancreatic regenerating protein 1!) and one ubiquitous antigen (Heat Shock cognate 71kDaProtein). IgG also recognized one tissue-specific (pancreatic amylase) and one ubiquitous antigen(aldose reductase). As expected, a well-defined self-reactive T cell repertoire impairment affected thetissue-specific self-IgG repertoire but also self-IgM repertoire. Our study also reveals discriminant responses against ubiquitous antigens with IgG and IgM antibodies. Some common discriminantantigenic targets were found for IgG and IgM. All these data suggest that T cell-dependent but also T cell-independent mechanisms are involved in APS1. The potent involvement of complementary events related to potent dysfunction in the innate immune response is discussed.

L’encéphalite limbique à auto-anticorps anti-CASPR2 est une atteinte du système nerveux central, caractérisée par la présence des auto-anticorps (autoAcs) dirigé contre CASPR2 dans le sérum et fluide céphalorachidien. La pathologie affecte majoritairement des hommes âgés présentant l’épilepsie comme symptôme prédominant. CASPR2 est une molécule d’adhésion neuronale, connue pour son rôle d’assemblage des canaux Kv1, régulateurs de l’excitabilité neuronale, à la région juxtaparanodale du nœud de Ranvier, une organisation essentielle pour la conduction saltatoire des flux nerveux. Un nombre croissant de données dans la littérature suggère un rôle pour CASPR2 dans des fonctions synaptiques et l’activité neuronale. Ceci pourrait expliquer l’épilepsie, un symptôme neurologique qui trouve son origine dans la perturbation de l’activité neuronale, observée chez les patients avec de l’encéphalite limbique anti-CASPR2. Dans ce travail de thèse, j’ai utilisé des autoAcs de patients comme outil pour investiguer le rôle de CASPR2 dans des neurones normalement développés en culture, permettant aussi d’évaluer l’effet des autoAcs des patients sur les fonctions synaptiques et de révéler des mécanismes physiopathologiques possibles sous-jacents à la maladie. Je me suis d’abord intéressée aux effets des autoAcs des patients sur l’expression et la distribution en surface de CASPR2 et sur l’expression des canaux Kv1.2 dans des neurones hippocampiques matures in vitro. J’ai montré que les neurones inhibiteurs sont positifs pour les canaux Kv1.2 et CASPR2 en surface, et que les autoAcs de patients augmentent l’expression de Kv1.2 et n’induisent pas l’internalisation de CASPR2. Dans un second temps, j’ai analysé les effets des autoAcs de patients sur les synapses excitatrices et inhibitrices dans des neurones hippocampiques immatures et matures in vitro. Dans les neurones immatures, la densité des épines dendritiques et le contenu des récepteurs AMPA sont augmentés, tandis que dans les neurones matures l’altération de la géphyrin suggère une perturbation de la transmission neuronale après traitement avec des autoAcs de patients. Mes résultats permettent de mieux comprendre les fonctions de CASPR2 dans les processus synaptiques et révèlent des mécanismes pathologiques possibles des autoAcs anti-CASPR2 menant à la présentation clinique des patients atteints d’encéphalite limbique anti-CASPR2 / Anti-CASPR2 autoimmune limbic encephalitis is a central nervous system disorder, characterized by the presence of autoantibodies (autoAbs) directed against CASPR2 in the serum and cerebrospinal fluid. Elderly men are mostly affected, with epilepsy being the predominant symptom. CASPR2 is a neuronal cell adhesion molecule, known for its role in gathering Kv1 channels, regulators of neuronal excitability, at the juxtaparanodal region of the node of Ranvier, an essential organization for saltatory conduction of nervous influxes. Increasing sets of data in literature point out a role for CASPR2 in synaptic functions and neuronal activity. This could explain the observed epilepsy, a neurological symptom that finds its origin in disturbed neuronal activity, in patients with anti-CASPR2 autoimmune limbic encephalitis. In this work, I used patients’ autoAbs as a tool to investigate the role of CASPR2 in normally developed cultured neurons which also allowed me to assess the effects of patients’ autoAbs on synaptic functions and reveal possible physiopathological mechanisms underlying the disease. I first assessed the effects of patients’ autoAbs on CASPR2 surface expression and distribution and on Kv1.2 channel expression in mature in vitro hippocampal neurons. I provided evidence that inhibitory neurons are positive for both Kv1.2 channels and surface CASPR2, and that patients’ autoAbs increase Kv1.2 expression and do not induce CASPR2 internalization. Secondly, I analyzed effects of patients’ autoAbs on excitatory and inhibitory synapses in vitro, in immature and mature hippocampal neurons. In immature neurons, dendritic spine densities and AMPA receptor content are increased, while in mature neurons alteration of gephyrin suggests disturbed neuronal transmission after treatment with patients’ autoAbs. My results allow for a better understanding of CASPR2 functions in synaptic processes and unravel possible pathological mechanisms regarding how anti-CASPR2 autoAbs lead to the clinical presentation of patients with anti-CASPR2 autoimmune limbic encephalitis

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L'épilepsie est un trouble chronique du système nerveux central qui touche 70 millions de personnes dans le monde. Un tiers des patients souffrent d'épilepsie réfractaire (ER), caractérisée par des crises récurrentes malgré l’utilisation de médicaments antiépileptiques (MAE) appropriés. Plusieurs données soutiennent un lien biologique entre la neuroinflammation et l'épilepsie chronique. De plus, des études suggèrent que certains MAE de nouvelle génération comme le brivaracétam présentent des propriétés immunomodulatrices qui pourraient contribuer à leur bénéfice dans l’ER et d’autres pathologies neurologiques. Les objectifs de cette thèse étaient tout d’abord de caractériser ex vivo le profil des cellules immunitaires périphériques, les niveaux de cytokines pro- et anti-inflammatoires et les biomarqueurs neurodégénératifs dans le sang périphérique de sujets souffrant d’épilepsie (ER vs. bien contrôlée) en comparaison à celui de donneurs sains. Par la suite, nous avons évalué l’impact du brivaracétam sur l’activation des cellules immunitaires humaines in vitro et son potentiel immunomodulateur et neuroprotecteur in vivo dans le modèle de l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) active, un modèle animal de la sclérose en plaques, la pathologie inflammatoire du SNC la plus fréquente. Méthodologie : Après isolation des cellules mononucléées et du sérum à partir du sang périphérique d'adultes souffrant d'épilepsie focale et de donneurs sains, nous avons effectué des analyses par cytométrie en flux ex vivo, ELISA multiplex et technique ultrasensible de détection de biomarqueurs par technologie single molecule array (SIMOA). Nous avons comparé l'influence du brivaracétam et du lacosamide sur l'activation des cellules immunitaires périphériques humaines in vitro et in vivo dans l'EAE active induite par immunisation avec le MOG, le modèle animal le plus commun de la sclérose en plaques. Résultats : Nous avons rapporté une augmentation de la proportion des lymphocytes T CD4 dans le sang périphérique des adultes souffrant d’ER, avec une fréquence plus élevée de lymphocytes pro-inflammatoires Th17/Th1 en comparaison avec les contrôles. Nous avons également rapporté des niveaux significativement plus élevés du marqueur de lésion neuronale sNfL chez les sujets plus âgés avec l’ER par rapport aux témoins appariés pour l’âge. De plus, nous avons montré que l'administration prophylactique du brivaracétam ou du lacosamide ne retardait pas l'apparition de l'EAE mais était associée à une évolution clinique significativement moins sévère dans la phase chronique de l'EAE active chez les souris femelles C57BL/6 par rapport au contrôle (véhicule). Conclusion : Dans l'ensemble, nos données soutiennent d'une part que l’ER est associée à un profil immunitaire pro-inflammatoire des lymphocytes Th17/Th1 dans le sang périphérique et à des niveaux pathologiques de sNfL, soutenant la présence de composantes inflammatoire et neurodégénérative potentielles dans l’ER. D'autre part, les MAE de nouvelle génération (brivaracétam et lacosamide) n'altèrent pas de façon importante la réponse à l'immunisation avec le peptide MOG, mais améliorent l'évolution de l'EAE par le biais principalement de mécanismes neuroprotecteurs. / Epilepsy is a chronic central nervous system condition affecting 70 million people around the world. One third of patients suffer from drug-resistant epilepsy (DRE), characterized by recurrent seizures despite appropriate trials of anti-epileptic drugs (AEDs). Accumulating data support a biological link between neuroinflammation and chronic epilepsy. Recent studies suggest that some of the new generation AEDs, like brivaracetam, can display immunomodulatory properties that could contribute to their beneficial impact in DRE and other neurological disease. We aimed to investigate differences in immune cell populations, cytokines, and neurodegenerative biomarkers in the peripheral blood of subjects with epilepsy (DRE vs. well-controlled) compared to healthy controls and to assess the impact of brivaracétam on activation of human immune cells in vitro and its immunomodulatory and neuroprotective potential in vivo in the active experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a common model of the prototypical CNS neuroinflammatory disease multiple sclerosis. Methodology: Using peripheral blood mononuclear cells and serum isolated from the peripheral blood of adults suffering from focal onset epilepsy and healthy donors, we performed flow cytometry analysis ex vivo, multiplex immunoassays, and ultrasensitive single molecule array. We compared the influence of brivaracetam and lacosamide on activation of human peripheral immune cells in vitro and in vivo in MOG-induced active EAE, the most common animal model of multiple sclerosis. Results: We observed an increased proportion of CD4 T cells in the peripheral blood compartment of adults suffering from DRE, with a higher frequency of proinflammatory Th17/Th1 cells compared to controls. We also reported significantly higher levels of the marker of neuronal injury sNfL in aging subjects with DRE compared to age-matched controls. Furthermore, we showed that prophylactic administration of brivaracetam or lacosamide did not delay EAE onset but was associated with a significantly less severe clinical course in the chronic phase of active EAE in C57BL/6 female mice compared to control (vehicle).Conclusions: Taken together, our data support that DRE is associated with a proinflammatory Th17/Th1 CD4 T cell immune profile in peripheral blood and pathological levels of sNfL, supporting both potential inflammatory and neurodegenerative components in DRE. On the other hand, the novel generation AEDs (brivaracetam and lacosamide) do not impair the response to immunization with MOG peptide but improve the course of EAE through mostly neuroprotective mechanisms.

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire auto-immune du système nerveux central (SNC). Les lésions actives chroniques, associées à la progression en SEP, présentent une zone de démyélinisation centrale entourée d’une bordure de microglies activées. Des lymphocytes T sont également identifiés dans ces lésions, suggérant un potentiel d'interactions glie/lymphocytes délétères en SEP et dans son modèle animal l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Nous émettons l'hypothèse que les interactions entre la molécule d'adhérence intercellulaire-1 (ICAM-1) exprimée sur les cellules gliales et l'antigène de fonction lymphocytaire-1 (LFA-1) exprimée sur les lymphocytes T contribuent aux contacts et promeuvent l'activation des cellules gliales et T au sein du SNC. Des souris ICAM-1 knock out (KO) conditionnel ont été croisées avec des lignées Cre pour explorer cette hypothèse. La délétion spécifique d'ICAM-1 sur les oligodendrocytes n'était pas efficace et n'induisait pas de différences en EAE. La délétion spécifique d'ICAM-1 sur la microglie a été efficace et montré une légère réduction de la gravité de l'EAE chez les femelles, en parallèle avec une altération des populations de lymphocytes T infiltrant le SNC. En cytométrie de flux sur du tissu SNC humain post-mortem, nous avons observé que la microglie en SEP comparée au contrôle exprimait plus d'ICAM-1. Notamment, la microglie ICAM-1+ exprimait des niveaux élevés de marqueurs d’activation. In vitro, le blocage d'ICAM-1 sur la microglie avant la co-culture avec les lymphocytes T n'a toutefois pas diminué l'activation microgliale. Nos résultats suggèrent qu’ICAM-1 sur les microglies représente un marqueur d'activation et contribue aux processus neuro-inflammatoires. / Multiple sclerosis (MS) is an immune-mediated demyelinating disease of the central nervous system (CNS). Chronic active MS lesions are associated with disability progression and characterized by central demyelination with a rim of activated microglia. T cells are also identified at the rim, suggesting a potential for deleterious glia-T cell interactions. We hypothesized that interactions between intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) on glial cells and ligand lymphocyte function antigen-1 (LFA-1) on T cells contribute to cell contacts and subsequent glial and T cell activation in MS and its animal model experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). To test this, ICAM-1 conditional knockout (KO) mice were crossed with different Cre lines. ICAM-1 is transiently upregulated by a small proportion of oligodendrocytes in EAE. Oligodendrocyte-specific ICAM-1 KO did not significantly reduce ICAM-1 nor EAE severity compared to control littermates. Up to 80% of microglia express ICAM-1 in EAE. Microglia-specific ICAM-1 KO mice reduced expression of ICAM-1 on microglia and resulted in a slight amelioration in EAE course in females, in parallel with altered T cell populations infiltrating the CNS compared to control littermates. Using flow cytometry on rapid autopsy human CNS tissue, microglia from MS compared to control showed higher expression of ICAM-1. Notably, ICAM-1+ microglia expressed higher levels of activation markers than their ICAM-1neg counterparts. In vitro, blocking ICAM-1 on microglia prior to co-culture with T cells however did not impact microglial activation. Overall, our data suggest that ICAM-1 on microglia may represent an activation marker and contribute to neuroinflammatory processes in MS and EAE.

L’hépatite auto-immune (HAI) est une maladie chronique caractérisée par une destruction progressive du parenchyme hépatique par le système immunitaire. La majorité des patients atteints d’HAI sont des femmes (75% à 90% des cas). L’amélioration des traitements au cours des dernières années a permis à un grand nombre de ces femmes de devenir enceintes. Pendant la grossesse, une rémission spontanée de la maladie a pu être observée chez les femmes atteintes d’HAI. Cette rémission est temporaire et elle est généralement suivie d’une rechute suite à l’accouchement (post-partum). Les causes exactes de cette rémission associée à la grossesse et de la rechute post-partum ne sont pas connues à ce jour. Nous avons donc tenté de reproduire ces phénomènes dans un modèle murin d’HAI développé dans notre laboratoire, afin de déterminer les mécanismes possiblement impliqués. Notre modèle d’HAI consiste en une xéno-immunisation de souris C57BL/6 avec les auto-antigènes impliqués dans l’HAI de type 2 chez l’humain. Nous avons ainsi accouplées des souris préalablement xéno-immunisées, puis nous les avons sacrifiées au début de la 3e semaine de gestation ou 2 à 3 semaines post-partum, afin d’évaluer les dommages hépatiques et afin d’étudier la réponse immunitaire. Comme chez les femmes atteintes d’HAI, les souris présentent une rémission de la maladie pendant la grossesse. Nous en sommes venus à cette conclusion par l’observation d’une diminution de l’inflammation hépatique, des niveaux de transaminases sériques et des titres d’auto-anticorps circulants. À l’inverse des humains, les souris xéno-immunisées ne présentent pas de rechute post-partum. Une analyse des cellules régulatrices (cellules T régulatrices et cellules B productrices d'IL-10) suggère une implication des Tregs hépatiques dans la rémission, car ceux-ci sont augmentés pendant la gestation. Ces Tregs hépatiques sont majoritairement d’origine thymique et ne semblent pas particulièrement attirés au foie en réponse à l’inflammation. La polarisation TH2 est un phénomène connu pendant la grossesse, par contre elle ne semble pas influencer la réponse auto-immune dans nos souris. Une meilleure compréhension des mécanismes d’immunosuppression observés lors de la grossesse pourrait mener au développement d’une thérapie mieux ciblée. / Autoimmune hepatitis (AIH) is a disease of unknown aetiology, characterized by a progressive destruction of the hepatic parenchyma by the immune system. Women are predominantly affected by AIH, with a prevalence of 75% in type 1 AIH and 90% in type 2. Improvement of treatments to control liver inflammation has contributed to increase the number of pregnant patients. During pregnancy, a spontaneous, but temporary, remission of the disease has been observed in women with AIH, often followed by post-partum relapse. Currently, this phenomenon is not fully understood. Thus, we aim to study the mechanisms responsible for the pregnancy-related remission and post-partum relapses in a murine model of AIH developed in our laboratory. Xenoimmunization of C57BL/6 mice with the antigens recognized by autoreactive cells of type 2 AIH patients results in a loss of tolerance, with clinical and biochemical features of AIH similar to those observed in patients. For this study, xenoimmunized mice were mated and sacrificed at the beginning of the 3rd week of gestation or 2-3 weeks post-partum, and liver disease was evaluated at that time as well as the immune response. As it occurs in women with AIH, pregnancy induces a remission of the disease in our murin model. Pregnant mice show a decrease of liver inflammation, ALT levels and circulating autoantibodies. The mice did not show any sign of relapse during the post-partum period. Our analysis of cellular populations with regulatory properties (regulatory T cells and IL-10 secreting B cells) revealed an increase of hepatic Tregs during pregnancy, which suggests an implication of those cells in the remission. Those Tregs infiltrating the liver are mainly originated from the thymus and do not seem to be recruited to the liver in response to inflammation. Although a switch towards a TH2 response is known to occur during pregnancy, this phenomenon does not seem to be implicated in the remission of AIH in our murine model. A better understanding of the natural immunosuppression occurring during pregnancy could bring important knowledge to design new and improved therapy for AIH.

Objectifs: Chez les patients atteints de sclérose en plaques (SEP), des lymphocytes pro-inflammatoires utilisent des molécules d’adhérence afin de parvenir à traverser la barrière hémo-encéphalique (BHE) et former des lésions multifocales dans le système nerveux central (SNC). Dans le contexte de la SEP, les lymphocytes CD4 auto-agressifs polarisés en TH17 (sécrétant de l’IL-17) sont reconnus comme contribuant à la formation des lésions. Le rôle des lymphocytes CD8 TC17 est quant à lui encore mal défini. L’identification de marqueurs de surface spécifiquement exprimés par les lymphocytes TH17 et TC17 faciliterait la caractérisation de ces sous-populations pathogéniques et fournirait de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter la SEP. Méthodologie: Nous avons identifié MCAM lors d’analyses protéomiques de cellules endothéliales de la BHE humaine et de lymphocytes T humains. Nous avons caractérisé le phénotype et la fonction de ces cellules exprimant MCAM ex vivo, in vitro, in situ et in vivo, à partir de matériel obtenu de témoins (contrôles), de patients atteints de SEP et d’animaux atteints d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Résultats: MCAM est exprimé à la fois par les cellules endothéliales de la BHE humaine et par une sous-population de lymphocytes T effecteurs mémoire CD161+ et CCR6+. Les lymphocytes CD4 et CD8 MCAM+ expriment plus d’IL-17, IL-22, GM-CSF et granzyme B (Gz B) que les lymphocytes MCAMneg. De plus, l’expression de MCAM est fortement augmentée à la surface des lymphocytes T CD4+ et CD8+ lors des poussées de SEP, alors que les traitements immunomodulateurs en diminuent l’expression. In situ, l’expression de MCAM par les cellules endothéliales de la BHE est plus marquée au site des lésions de SEP et d’EAE, et on retrouve des lymphocytes CD4 et CD8 MCAM+ au sein de ces infiltrats périvasculaires du SNC. In vitro, les lymphocytes CD8 MCAM+ causent plus de mort oligodendrocytaire et bloquer MCAM diminue la transmigration des CD8 TC17 et des CD4 TH17 à travers les cellules endothéliales de la BHE humaine. In vivo, dépléter les lymphocytes CD4 ou CD8 MCAM+ améliore les signes cliniques de l’EAE par transfert. Par ailleurs, l’expression de MCAM est régulée à la hausse à la surface des lymphocytes CD4 et CD8 de la souris transgénique TCR1640, un modèle animal d’EAE spontanée. Finalement, bloquer MCAM atténue les déficits neurologiques chroniques aussi bien du modèle d’EAE induite avec le MOG35-55 que du modèle d’EAE spontanée. Conclusion: Nos données démontrent que les lymphocytes encéphalitogéniques produisant de l’IL-17 et présentant une capacité effectrice et migratoire marquée expriment MCAM. MCAM pourrait servir de biomarqueur en SEP et constituer une cible thérapeutique valable pour traiter les conditions neuroinflammatoires. / Objective: In multiple sclerosis (MS), pro-inflammatory lymphocytes use adhesion molecules to cross the blood-brain barrier (BBB) and accumulate in central nervous system (CNS) lesions. CD4 T lymphocytes polarized into auto-aggressive encephalitogenic TH17 (IL-17 secreting) are known to partake in MS lesion formation. Much less is known about the role of CD8 TC17. Identification of specific surface markers and adhesion molecules expressed by TH17 and TC17 lymphocytes would allow further characterization of these pathogenic subsets and would provide new therapeutic targets in MS. Methodology: We identified MCAM in a proteomic screen of human BBB endothelial cells (ECs) and on a subset of T lymphocytes. We characterized the phenotype and function of MCAM-expressing cells ex vivo, in vitro and in situ using human and mouse material obtained from controls, MS subjects and Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE) animals. Results: MCAM is expressed by human BBB-ECs and by human effector memory CD161+ and CCR6+ T lymphocytes. Both CD4 and CD8 MCAM+ lymphocytes express more IL-17, IL-22, GM-CSF and Gz B than MCAMneg lymphocytes. Moreover, MCAM is strikingly up-regulated in human on CD4+ and CD8+ T lymphocytes during MS relapses, while treatment decreases MCAM expression. In situ, MCAM+ CD8 and CD4 T lymphocytes are present in perivascular infiltrates of MS and EAE CNS specimens, while MCAM expression is up-regulated on BBB-ECs within lesions. In vitro, MCAM+ CD8 T lymphocytes display higher killing capacity of oligodendrocytes, and MCAM blockade reduces CD8 TC17 and CD4 TH17 transmigration across human BBB-ECs. In vivo, depletion of MCAM+ cells from reactivated CD4 T lymphocytes and from CD8 T lymphocytes decreases clinical symptoms in adoptive transfer EAE. Furthermore, expression of MCAM is up-regulated on CD4 and CD8 T lymphocytes in the TCR1640 transgenic mice, a model of spontaneous EAE. Finally, blocking MCAM in both MOG35-55-induced and spontaneous primary progressive EAE attenuates chronic neurological deficits. Conclusions: Our data demonstrate that encephalitogenic IL-17-producing lymphocytes with high effector and migratory capacity express MCAM, and that MCAM could serve as a biomarker for MS and a valuable target for the treatment neuroinflammatory conditions.

Les maladies immunitaires chroniques incluant les maladies auto-immunes et inflammatoires touchent 20 à 25% de la population des pays occidentaux. La comparaison des taux de concordance chez les jumeaux ou l’histoire familiale de sujets atteints de la maladie cœliaque (maladie auto-immune de l’intestin) ou de l’œsophagite éosinophilique (maladie inflammatoire de l’œsophage) indiquent que des facteurs génétiques et environnementaux interviennent dans la susceptibilité à ces maladies. Cependant, ces études ne distinguent pas de manière claire la prédisposition génétique selon l’hétérogénéité clinique (enfants versus adultes) ou ethnique (stratification des populations). Méthodes. Les haplotypes HLA de prédisposition à la maladie cœliaque et les polymorphismes des gènes candidats IL-13 (R130Q), IL-5 (-746 T/G) et IL-5R (-80A/G) impliqués dans la physiopathologie de l’œsophagite éosinophilique, ont été caractérisés par la technique PCR-SSP sur l’ADN génomique. Résultats: Nos études familiales et cas-contrôles réalisées chez une population Québécoises avec un fond génétique très homogène nous a permis : i) d’éviter le problème de stratification des populations, ii) de confirmer que les gènes HLA sont également associés à la maladie cœliaque (enfants et adultes) au Québec comme dans les autres populations Caucasiennes, iii) de mettre en évidence le rôle du gène IL-13 dans la prédisposition à l’œsophagite éosinophilique (garçons et filles) et d’exclure les gènes IL-5 et IL-5R comme facteurs de susceptibilité dans notre population. Conclusion: Ce travail confirme pour la première fois l’impact des gènes HLA dans la prédisposition à la maladie cœliaque et le rôle du facteur génétique dans l’œsophagite éosinophilique chez une population Canadienne Française avec un fond génétique ayant un fort effet fondateur. / Chronic immune diseases including autoimmune and inflammatory diseases affect 20 to 25% of Western country population. The higher concordance of disease in twins or in first-degree relative of patients with celiac disease (bowel autoimmune disease) or eosinophilic esophagitis (inflammatory disease of the esophagus) indicate that genetic and environmental factors are involved in susceptibility to these diseases. However, these studies do not distinguish clearly genetic predisposition according to clinical heterogeneity (children versus adults) or ethnicity (population stratification). Methods: HLA haplotypes predisposing to celiac disease and polymorphisms of candidate genes IL-13 (R130Q), IL-5 (-746 T / G) and IL-5R (-80A / G) involved in physiopathology of eosinophilic esophagitis, have been evaluated by PCR-SSP on genomic DNA. Results: Our familial and case-control studies performed in populations having a very similar genetic background with a strong founder effect, allowed us: i) to avoid the problem of population stratification, ii) to confirm that HLA genes are also associated with celiac disease in Quebec (children and adults) as in other Caucasian populations, iii) to identify the role of IL-13 gene in susceptibility to eosinophilic esophagitis (boys and girls) and to exclude IL-5 and IL-5R genes as susceptibility factor in our population. Conclusion: This study confirms for the first time the impact of HLA genes in predisposition to celiac disease and the role of genetic factors in eosinophilic esophagitis in a French Canadian population with a strong founder effect.