Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 15 août 2006). Publié aussi en version papier.

Des auto-anticorps contribuent à de nombreuses maladies auto-immunes, mais il n'existe pas de thérapie pour les neutraliser de manière sélective. Un modèle de souris populaire, l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE), pourrait servir à développer une telle thérapie, à condition que nous puissions mieux comprendre la nature et l'importance des auto-anticorps impliqués. Nous rapportons ici la découverte de plasmablastes extrafolliculaires sécrétant des auto-anticorps dans l'EAE induite par immunisation avec certaines protéines MOG (Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein). Le séquençage de l'ARN de cellules individuelles révèle que ces cellules produisent des anticorps IgG qui n'ont pas subit de maturation d'affinité. Ceux-ci incluent des anticorps pathogènes qui rivalisent pour un espace de liaison commun sur le domaine extracellulaire du MOG. Fait intéressant, l'anticorps synthétique anti-MOG 8-18C5 peut empêcher la fixation d'anticorps pathogènes provenant de souris EAE ou de personnes atteintes de la maladie à anticorps anti-MOG (MOGAD). De plus, une variante du 8-18C5 portantla mutation NNAS, qui inactive ses fonctions effectrices, peut réduire la gravité de l'EAE et favoriser la récupération fonctionnelle. En bref, cette étude fournit non seulement une caractérisation complète de la réponse humorale dans les modèles d'EAE, mais aussi une preuve de concept pour une nouvelle thérapie visant à antagoniser des auto-anticorps spécifiques. / Autoantibodies contribute to many auto immune diseases, yet there is no therapy to neutralize them selectively. A popular mouse model, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), could serve to develop such a therapy, provided we can better understand the nature and importance of the autoantibodies involved. Here we report the discovery of autoantibody-secreting extrafollicular plasmablastsin EAE induced with specific myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) antigens. Single-cell RNA sequencing reveals that these cells produce non-affinity-maturedIgG antibodies. These include pathogenic antibodies competing for shared bindingspace on MOGs extracellular domain. Interestingly, the synthetic anti-MOGantibody 8-18C5 can prevent the binding of pathogenic antibodies from either EAEmice or people with MOG antibody disease (MOGAD). More over, an 8-18C5 variant carrying the NNAS mutation, which inactivates its effector functions, can reduce EAE severity and promote functional recovery.In brief, this study provides not only a comprehensive characterization of the humoral response in EAE models, but also a proof of concept for a novel therapy toantagonize specific auto antibodies.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Les maladies auto-immunes sont des maladies chroniques et hétérogènes caractérisées par des réactions du système immunitaire acquis contre les propres tissus sains de l'organisme. Ces maladies affectent presque 5% de la population mondiale et en particulier les jeunes adultes. La complexité de leur spectre est énorme et même si leur étiologie est encore incertaine, il a été démontré que des facteurs génétiques et environnementaux sont impliqués dans le déclenchement du mécanisme pathologique. Cependant, il est nécessaire d'utiliser des outils diagnostiques et / ou pronostiques fiables pour le diagnostic précoce avant que des dommages cellulaires irréversibles ne se produisent et pour surveiller la progression de la maladie.De nombreuses études ont mis en évidence la présence de différents auto-anticorps dans le sérum de patients atteints de maladies auto-immunes. Les auto-anticorps qui sont spécifiques d’une maladie peuvent être utilisés en tant que biomarqueurs (BM) pour son diagnostic alors que les auto-anticorps qui diffèrent en fonction de l'état de la maladie peuvent être utilisés dans le suivi des patients. En fait, dans le cas de l'auto-immunité, un BM facilement détectable et fiable peut être représenté par le titre d'un auto-anticorps spécifique.Dans ce contexte, nous nous intéressons à deux maladies différentes, la sclérose en plaques (SEP) et la gammapathie monoclonale, en utilisant l'approche chimique inverse via le criblage de librairies de peptides par des sérums de patients.En particulier, l'importance des anticorps anti-myéline, et surtout, des anticorps anti-MOG (myéline oligodendrocyte glycoprotéine) est toujours l’objet de débats, soulignant la question très controversée d'un rôle pathogène putatif d'anticorps anti-MOG dans la SEP. Dans cette thèse, nous avons étudié le rôle de MOG comme auto-Ag putatif dans la SEP en utilisant le modèle expérimental d’encéphalomyélite auto-immune (EAE). Ainsi, afin d'évaluer la présence d'un mécanisme d’« epitope spreading » des cellules B, à savoir l'apparition d'une réponse dirigée vers des épitopes distincts de l'agent pathogène induisant la réponse immunitaire, nous avons synthétisé et testé en tant que sondes antigéniques cinq peptides synthétiques qui couvrent la séquence 1-117 de MOG.La seconde étude a porté sur la sélection d'un peptide mimant l'épitope minimal reconnu par l'anticorps monoclonal commercial anti- natural killer cell-1 humain (anti-HNK-1) en utilisant la résonance plasmonique de surface (SPR). L’épitope HNK-1 est considéré comme le déterminant antigénique de la glycoprotéine associée à la myéline (MAG), un composant quantitativement mineur des gaines de myéline. On observe que les patients atteints de troubles neurologiques auto-immuns, tels que la gammapathie monoclonale à IgM et la polyneuropathie démyélinisante, développent souvent des anticorps anti-MAG ciblant spécifiquement l’épitope HNK-1. Par conséquent, l'identification et la caractérisation de ces anticorps est pertinente. Le peptide choisi suite à notre étude pourrait ensuite être utilisé chez des patients atteints de troubles neurologiques pour le développement d'un outil de diagnostic fiable ou de surveillance de l'activité de la maladie par l'identification d'anticorps anti-HNK-1 dans le sérum des patients. / Autoimmune diseases (ADs) refer to chronic and heterogeneous diseases with acquired immune system’s reactions against the body’s own healthy tissues. ADs affect more than 5% of the population worldwide and especially young adults. The complexity of their spectrum is enormous and even if their etiology is still unclear, it was demonstrated that both genetic and environmental factors are involved in triggering the pathological mechanism. Hence, a reliable diagnostic and/or prognostic tool for an early diagnosis of ADs before irreversible cellular damage occurs and for monitoring their progression is demanded.Numerous studies have revealed the presence of different autoantibodies (auto-Abs) in sera of patients suffering from ADs. Autoantibodies that are specific for a disease can be used as biomarkers (BMs) for its diagnosis while autoantibodies that differ depending on the disease state can be used in the follow up of the patients. Actually, in the case of autoimmunity, an easily detectable and reliable BM may be represented by the titer of a specific auto-Ab.In this context, we aimed to identify target(s) of the response for two different ADs, multiple sclerosis (MS) and monoclonal gammopathy, using the chemical reverse approach, which involves the screening of focused antigen (Ag) libraries with patients’ serum.In particular, the significance of anti-myelin antibodies, and especially, anti- Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein (anti-MOG) antibodies is still matter of debate, underscoring the highly controversial issue of a putative pathogenetic role of anti-MOG antibodies in MS. In this thesis we investigated the role of MOG as putative auto-Ag in MS using the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) model. Moreover, in order to assess the presence of a B-cell epitope spreading mechanism, i.e. the occurrence of a response directed toward epitopes distinct from the disease-inducing agent, we synthesized and tested as antigenic probes also five synthetic peptides covering the 1-117 sequence of MOG.The second issue focused on the selection of a peptide mimicking the minimal epitope recognized by the commercial available monoclonal antibody anti-human natural killer cell-1 (anti-HNK-1) using Surface Plasmon Resonance (SPR) technique. HNK-1 epitope, is considered as the antigenic determinant of myelin-associated glycoprotein (MAG), a quantitatively minor component of myelin sheaths. It is observed that patients affected by autoimmune neurological disorders, such as IgM monoclonal gammopathy and demyelinating polyneuropathy, often develop anti-MAG antibodies specifically targeting the HNK-1 epitope. Accordingly, identification and characterisation of these antibodies is relevant. The selected peptide could be subsequently used in earlier stage patients for the development of a novel and reliable diagnostic tool for anti-HNK-1 antibody identification in sera of patients affected by autoimmune neurological disorders monitoring disease activity.

Que se passe-t-il quand le système immunitaire attaque le cerveau ? Dans l'encéphalite à autoanticorps dirigés contre les récepteurs NMDA, le système immunitaire des patients dysfonctionne : au lieu de produire des anticorps pour combattre des organismes pathogènes, le système immunitaire produit des anticorps qui attaquent une protéine spécifique dans le cerveau des patients, les récepteurs NMDA. Ces récepteur sont indispensables à la mémoire et sont impliqués dans diverses maladies (schizophrénie, maladie d'Alzheimer). Les patients atteints d'encéphalite à autoanticorps dirigés contre les récepteurs NMDA souffrent de troubles neuropsychiatriques sévères (hallucinations, paranoïa, mouvements anormaux, épilepsie, amnésie, etc.) et la gravité de leur état de santé nécessite une prise en charge en réanimation. Malgré cette sévérité, 8 patients sur 10 récupèrent avec un traitement adapté. Les patients souffrant de cette maladie sont majoritairement des jeunes femmes porteuses d'une tumeur des ovaires. Le premier objectif de ma thèse est de comprendre le rôle de cette tumeur dans le dysfonctionnement du système immunitaire de ces patientes. Mon second objectif est de comprendre comment les autoanticorps attaquant les récepteurs NMDA vont perturber le fonctionnement du cerveau. Apporter des éléments de réponse à ces questions permettra à terme d'améliorer la prise en charge des patients / Anti-NMDA receptor (NMDAR) encephalitis is a rare but severe neuropsychiatric disorder initially described by J. Dalmau and colleagues in 2007. Anti-NMDAR encephalitis is defined by a clinical picture of encephalitis associated with the presence of IgG directed against the GluN1 subunit of NMDAR (NMDAR-Abs) in the cerebrospinal fluid (CSF) of patients. This disorder predominantly affects young women. Clinical presentation usually includes psychiatric symptoms and/or neurological symptoms often accompanied by decreased responsiveness and autonomic instabilities during the course of the disease . Despite the severity of the disease, 81% of patients recover fully or with mild sequels . 38% of patients had an underlying neoplasm, 94% of which were ovarian teratomas , indicating a role for this tumor in the immunopathogenesis of the disease. Studies in vitro and on animal models have demonstrated the pathogenicity of NMDAR-Abs but more studies are required to decipher the pathological role of anti-NMDAR antibodies. Two main research focuses have emerged in our group: understanding the events leading to the immune dysregulation in the ovary teratoma and identifying the pathological element(s) and how they act at the molecular and cellular levels to cause the broad neurological spectrum of symptoms observed in patients. My PhD was especially focused on 1) understanding the involvement of the underlying ovary teratoma in the triggering of the immune response during anti-NMDAR encephalitis and 2) studying the impact of prolonged exposure of the neuronal network to patients’ NMDAR-Abs and the potential involvement of microglial cells in the physiopathology of the disease

Mitochondria are intracellular organelles in control of numerous biological functions (e.g.,from energy supply to steroidogenesis and programmed cell death by apoptosis). Evolutively, mitochondria are considered as derived from the endosymbiosis between an α-proteobacterium and a primitive eukaryotic cell. Due to its origin, the organelle displays prokaryotic motifs such as a circular double-stranded hypomethylated DNA (i.e., mtDNA) and N-formylated peptides. Intact or damaged mitochondria, as well as mitochondrial components may be extruded in the extracellular space upon cell activation or death. These features, as well as several biomolecules localized within the mitochondrion (e.g.,ATP, cytochrome C) are able to be recognized by the innate immune system as mitochondrial damage-associated molecular patterns, thus eliciting a proinflammatory response. A humoral immune response comprising anti-mitochondrial antibodies (AMA) is also described in various autoimmune conditions, such as AMA-M2 in primary biliary cirrhosis (i.e., PBC). Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by the alternance of flares and phases of remission, due to the deposition of antibody-antigen scaffolds (i.e., immune complexes) within tissues, leading to various clinical manifestations (e.g., neuropsychiatric, hematological or dermatological disorders). The antiphospholipid syndrome (i.e., APS) is an autoimmune disease, with thromboembolic and/or obstetrical manifestations, that can either be found alone or along with SLE. While the immunogenicity of cardiolipin (i.e., a phospholipid uniquely synthetized by mitochondria In humans) is well described in SLE and APS (i.e., anticardiolipins), mitochondrial proteins targeted by autoantibodies are still poorly known. The present doctoral thesis follows my masters' project during which I developed ELISAs allowing for the detection of AMA targeting intact mitochondria (i.e., AwMA) or mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. The present project aims aims to characterize the mitochondrial immunogenicity in SLE and APS. The University of Toronto Lupus Clinic cohort comprise sera from patients with SLE or APS (n=175 and n=12 respectively). AwMA and AmtDNA levels were assessed in these samples, as well as in sera from healthy volunteers (n=43) or patients with PBC (n=12). I observed that all patients had increased AwMA, compared to healthy individuals. AmtDNA were only increased in SLE patients and were associated with increased past reports of lupus nephritis (p=0.01). These results were published in March 2019 in Scientific Reports². During the acquisition of these data, I observed that patients' sera also presented immunoreactivity against mitochondrial RNA (i.e., mtRNA). I thus adapted my assays to detect autoantibodies against mtRNA (i.e., AmtRNA), and assessed their levels in sera from patients includes in the systemic autoimmune rheumatic disease biobank and data repository (i.e., SARD-BDB. Healthy:n=30, SLE:n=87). AmtRNA were significantly elevated in SLE (IgG: p<0.0001, IgM:p=0.0493). Surprisingly, AmtRNA-IgG were associated with decreased reports of past lupus nephritis (p=0.03) and carotid plaque (p=0.04). This study was published in Frontiers in Immunology in May 2019³. As each AMA assessed displayed biostatistical associations with antiphospholipids, I replicated these protocols, using sera from patients with APS, included in the SARD-BDB (n=27). AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) and AmtDNA-IgM were increased in APS (p=0.009). However, only AmtDNA-IgM were associated with reports of arterial thromboses (p=0.047). This pilot study was published in Lupus in August 2020⁴. In a a recent study, accepted in Arthritis & Rheumatology in January 2022⁵, we identified by mass spectrometry 1345 proteins associated with AwMA, 431 of with were assigned to the mitochondrial proteome. These results allowed to identify two candidates: C1qBP and Mfn-1. IgGs to C1qBP were increased in (p=0.0167) and associated with positivity to the lupus anticoagulant (p=0.049) in SLE. IgGs against Mfn-1 are interesting candidates for the prediction of the disease (p=0.0052) and are associated with positivity to antiphospholipids (p=0.011) and antibodies against double-stranded DNA (p = 0.0005). These results highlight the immunogenicity of the organelle in SLE and APS. Mitochondrial antigens are interesting candidates for the development of novel clinical assays allowing improved prognosis, diagnosis, or disease stratification, ultimately contributing to the improvement of medical care for people with autoimmune conditions. / Les mitochondries sont des organelles intracellulaires considérées comme issues de l'endosymbiose entre une α-protéobactérie et une cellule eucaryote primitive. L'organelle exprime ainsi des motifs moléculaires en lien avec son origine procaryote tels qu'un ADN hypométhylés (i.e., mtDNA) ou des peptides N-formylés. Des mitochondries ou bien des composantes mitochondriales pourront être libérées dans le milieu extracellulaire lors de différents évènements d'activation ou de mort cellulaire. Ces caractéristiques ainsi que certaines biomolécules, spécifiquement localisées dans la mitochondrie (e.g.,ATP, cytochrome C) auront la capacité d'être reconnues comme des motifs de dangers et de stimuler une réponse proinflammatoire de la part des cellules du système immunitaire inné. Une réponse humorale constituée d'anticorps anti-mitochondriaux (AMA) est connue dans différents troubles auto-immuns tels que les AMA-M2 dans la cirrhose biliaire primitive (PBC). Le lupus érythémateux disséminé (SLE) est une maladie auto-immune caractérisée par une succession de phases d'exacerbation et de rémission dues au dépôt d'enchevêtrements d'autoanticorps et de leurs antigènes dans les tissus, aboutissant à une grande variété de manifestations cliniques (e.g.,manifestations neuropsychiatriques, hématologiques, dermatologiques). Le syndrome des antiphospholipides (APS) est une maladie qui peut être distincte ou associée au SLE et présente des manifestations thromboemboliques et/ou obstétriques. Bien que l'immunogénicité de la cardiolipine (i.e., phospholipide uniquement synthétisée dans la mitochondrie chez l'humain) soit connue dans le cadre du SLE et de l'APS (i.e., anticardiolipines), l'antigénicité des protéines mitochondriales reste encore méconnue. Cette thèse de doctorat fait suite à mes travaux de maîtrise au cours desquels, j'ai développé des ELISAs permettant de mesurer des niveaux des IgGs dirigés contre les mitochondries intactes (i.e., AwMA) et le mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. Mon projet de thèse vise à caractériser l'immunogénicité mitochondriale dans l'auto-immunité. La cohorte de la University of Toronto Lupus Clinic regroupe des échantillons d'échantillons de séra de patients souffrant de SLE ou d'APS (n=175 et n=12, respectivement). Les AwMA, et AmtDNA ont été mesurés au sein de ces échantillons ainsi que d'échantillons de volontaires sains (n=43) et de donneurs souffrant de PBC (n=12). Les patients souffrant des trois conditions présentaient une augmentation significative des AwMA par rapport aux contrôles sains. Les AmtDNA, uniquement augmentés chez les patients SLE (p=0.0004) ont été associés à des antécédents accrus de néphrite lupique (p=0.01). Ces résultats ont été publiés en mars 2019 dans le journal Scientific Reports² . Durant ces mesures, j'ai observé que les séra de patients présentaient aussi une immunoréactivité dirigée contre l'ARN mitochondrial (mtRNA). J'ai, par la suite, adapté mes tests pour détecter les AMA dirigés contre le mtRNA (i.e., AmtRNA) et les ai mesurés à l'aide de séra inclus dans la cohorte des maladies rhumatismales auto-immunes systémiques (MRAS. Sains:n=30, SLE:n=87). Les d'AmtRNA sont significativement élevés dans le SLE (IgG:p<0.0001 , IgM:p=0.0493). De façon surprenante, les AmtRNA-IgG sont associés avec des historiques réduits de néphrite lupique (p=0.03) et de plaque carotidienne (p=0.04). Ces travaux ont été publiés dans le journal Frontiers in Immunology en mai 2019³. L'ensemble des AMA mesurés présentant des associations biostatistiques avec différents anticorps antiphospholipides. J'ai répliqué mon protocole sur des échantillons de patients souffrant d'APS, inclus dans la cohorte MRAS (n=27). Les AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) et les AmtDNA-IgM sont augmentés dans l'APS (p=0.009). Seuls les AmtRNA-IgM sont associées avec une diminution des antécédents de thromboses artérielles (p=0.047). Ce projet a fait l'objet d'un article, publié dans Lupus en aout 2020⁴. Dans une autre étude, acceptée dans le journal Arthritis & Rheumatology en janvier 2022⁵, nous avons identifié, par spectrométrie de masse, 1345 protéines associées aux AwMA dont 431 sont associées avec le protéome mitochondrial. Ces résultats m'ont permis d'identifier deux candidats d'intérêts : C1qBP et Mfn-1. Les anti-C1qBP sont significativement augmentés chez les patients lupiques (p=0.0167) et sont associés avec la positivité pour l'anticoagulant lupique (p=0.049). Les anti-Mfn1 constituent de potentiels candidats pour prédire la maladie (p=0.0052). Ils sont, par ailleurs, associés avec la positivité aux antiphospholipides (p=0.011) et aux anti-ADN double brins (p=0.0005). Ces résultats soulignent l'immunogénicité de la mitochondrie dans le SLE et l'APS. Les AMA et leurs cibles constituent de nouvelles avenues d'intérêt dans la mise au point de nouveaux tests cliniques permettant le diagnostic, le pronostic ou la classification de la maladie afin d'améliorer la prise en charge des patients lupiques.

Mitochondria are intracellular organelles in control of numerous biological functions (e.g.,from energy supply to steroidogenesis and programmed cell death by apoptosis). Evolutively, mitochondria are considered as derived from the endosymbiosis between an α-proteobacterium and a primitive eukaryotic cell. Due to its origin, the organelle displays prokaryotic motifs such as a circular double-stranded hypomethylated DNA (i.e., mtDNA) and N-formylated peptides. Intact or damaged mitochondria, as well as mitochondrial components may be extruded in the extracellular space upon cell activation or death. These features, as well as several biomolecules localized within the mitochondrion (e.g.,ATP, cytochrome C) are able to be recognized by the innate immune system as mitochondrial damage-associated molecular patterns, thus eliciting a proinflammatory response. A humoral immune response comprising anti-mitochondrial antibodies (AMA) is also described in various autoimmune conditions, such as AMA-M2 in primary biliary cirrhosis (i.e., PBC). Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by the alternance of flares and phases of remission, due to the deposition of antibody-antigen scaffolds (i.e., immune complexes) within tissues, leading to various clinical manifestations (e.g., neuropsychiatric, hematological or dermatological disorders). The antiphospholipid syndrome (i.e., APS) is an autoimmune disease, with thromboembolic and/or obstetrical manifestations, that can either be found alone or along with SLE. While the immunogenicity of cardiolipin (i.e., a phospholipid uniquely synthetized by mitochondria In humans) is well described in SLE and APS (i.e., anticardiolipins), mitochondrial proteins targeted by autoantibodies are still poorly known. The present doctoral thesis follows my masters' project during which I developed ELISAs allowing for the detection of AMA targeting intact mitochondria (i.e., AwMA) or mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. The present project aims aims to characterize the mitochondrial immunogenicity in SLE and APS. The University of Toronto Lupus Clinic cohort comprise sera from patients with SLE or APS (n=175 and n=12 respectively). AwMA and AmtDNA levels were assessed in these samples, as well as in sera from healthy volunteers (n=43) or patients with PBC (n=12). I observed that all patients had increased AwMA, compared to healthy individuals. AmtDNA were only increased in SLE patients and were associated with increased past reports of lupus nephritis (p=0.01). These results were published in March 2019 in Scientific Reports². During the acquisition of these data, I observed that patients' sera also presented immunoreactivity against mitochondrial RNA (i.e., mtRNA). I thus adapted my assays to detect autoantibodies against mtRNA (i.e., AmtRNA), and assessed their levels in sera from patients includes in the systemic autoimmune rheumatic disease biobank and data repository (i.e., SARD-BDB. Healthy:n=30, SLE:n=87). AmtRNA were significantly elevated in SLE (IgG: p<0.0001, IgM:p=0.0493). Surprisingly, AmtRNA-IgG were associated with decreased reports of past lupus nephritis (p=0.03) and carotid plaque (p=0.04). This study was published in Frontiers in Immunology in May 2019³. As each AMA assessed displayed biostatistical associations with antiphospholipids, I replicated these protocols, using sera from patients with APS, included in the SARD-BDB (n=27). AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) and AmtDNA-IgM were increased in APS (p=0.009). However, only AmtDNA-IgM were associated with reports of arterial thromboses (p=0.047). This pilot study was published in Lupus in August 2020⁴. In a a recent study, accepted in Arthritis & Rheumatology in January 2022⁵, we identified by mass spectrometry 1345 proteins associated with AwMA, 431 of with were assigned to the mitochondrial proteome. These results allowed to identify two candidates: C1qBP and Mfn-1. IgGs to C1qBP were increased in (p=0.0167) and associated with positivity to the lupus anticoagulant (p=0.049) in SLE. IgGs against Mfn-1 are interesting candidates for the prediction of the disease (p=0.0052) and are associated with positivity to antiphospholipids (p=0.011) and antibodies against double-stranded DNA (p = 0.0005). These results highlight the immunogenicity of the organelle in SLE and APS. Mitochondrial antigens are interesting candidates for the development of novel clinical assays allowing improved prognosis, diagnosis, or disease stratification, ultimately contributing to the improvement of medical care for people with autoimmune conditions. / Les mitochondries sont des organelles intracellulaires considérées comme issues de l'endosymbiose entre une α-protéobactérie et une cellule eucaryote primitive. L'organelle exprime ainsi des motifs moléculaires en lien avec son origine procaryote tels qu'un ADN hypométhylés (i.e., mtDNA) ou des peptides N-formylés. Des mitochondries ou bien des composantes mitochondriales pourront être libérées dans le milieu extracellulaire lors de différents évènements d'activation ou de mort cellulaire. Ces caractéristiques ainsi que certaines biomolécules, spécifiquement localisées dans la mitochondrie (e.g.,ATP, cytochrome C) auront la capacité d'être reconnues comme des motifs de dangers et de stimuler une réponse proinflammatoire de la part des cellules du système immunitaire inné. Une réponse humorale constituée d'anticorps anti-mitochondriaux (AMA) est connue dans différents troubles auto-immuns tels que les AMA-M2 dans la cirrhose biliaire primitive (PBC). Le lupus érythémateux disséminé (SLE) est une maladie auto-immune caractérisée par une succession de phases d'exacerbation et de rémission dues au dépôt d'enchevêtrements d'autoanticorps et de leurs antigènes dans les tissus, aboutissant à une grande variété de manifestations cliniques (e.g.,manifestations neuropsychiatriques, hématologiques, dermatologiques). Le syndrome des antiphospholipides (APS) est une maladie qui peut être distincte ou associée au SLE et présente des manifestations thromboemboliques et/ou obstétriques. Bien que l'immunogénicité de la cardiolipine (i.e., phospholipide uniquement synthétisée dans la mitochondrie chez l'humain) soit connue dans le cadre du SLE et de l'APS (i.e., anticardiolipines), l'antigénicité des protéines mitochondriales reste encore méconnue. Cette thèse de doctorat fait suite à mes travaux de maîtrise au cours desquels, j'ai développé des ELISAs permettant de mesurer des niveaux des IgGs dirigés contre les mitochondries intactes (i.e., AwMA) et le mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. Mon projet de thèse vise à caractériser l'immunogénicité mitochondriale dans l'auto-immunité. La cohorte de la University of Toronto Lupus Clinic regroupe des échantillons d'échantillons de séra de patients souffrant de SLE ou d'APS (n=175 et n=12, respectivement). Les AwMA, et AmtDNA ont été mesurés au sein de ces échantillons ainsi que d'échantillons de volontaires sains (n=43) et de donneurs souffrant de PBC (n=12). Les patients souffrant des trois conditions présentaient une augmentation significative des AwMA par rapport aux contrôles sains. Les AmtDNA, uniquement augmentés chez les patients SLE (p=0.0004) ont été associés à des antécédents accrus de néphrite lupique (p=0.01). Ces résultats ont été publiés en mars 2019 dans le journal Scientific Reports² . Durant ces mesures, j'ai observé que les séra de patients présentaient aussi une immunoréactivité dirigée contre l'ARN mitochondrial (mtRNA). J'ai, par la suite, adapté mes tests pour détecter les AMA dirigés contre le mtRNA (i.e., AmtRNA) et les ai mesurés à l'aide de séra inclus dans la cohorte des maladies rhumatismales auto-immunes systémiques (MRAS. Sains:n=30, SLE:n=87). Les d'AmtRNA sont significativement élevés dans le SLE (IgG:p<0.0001 , IgM:p=0.0493). De façon surprenante, les AmtRNA-IgG sont associés avec des historiques réduits de néphrite lupique (p=0.03) et de plaque carotidienne (p=0.04). Ces travaux ont été publiés dans le journal Frontiers in Immunology en mai 2019³. L'ensemble des AMA mesurés présentant des associations biostatistiques avec différents anticorps antiphospholipides. J'ai répliqué mon protocole sur des échantillons de patients souffrant d'APS, inclus dans la cohorte MRAS (n=27). Les AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) et les AmtDNA-IgM sont augmentés dans l'APS (p=0.009). Seuls les AmtRNA-IgM sont associées avec une diminution des antécédents de thromboses artérielles (p=0.047). Ce projet a fait l'objet d'un article, publié dans Lupus en aout 2020⁴. Dans une autre étude, acceptée dans le journal Arthritis & Rheumatology en janvier 2022⁵, nous avons identifié, par spectrométrie de masse, 1345 protéines associées aux AwMA dont 431 sont associées avec le protéome mitochondrial. Ces résultats m'ont permis d'identifier deux candidats d'intérêts : C1qBP et Mfn-1. Les anti-C1qBP sont significativement augmentés chez les patients lupiques (p=0.0167) et sont associés avec la positivité pour l'anticoagulant lupique (p=0.049). Les anti-Mfn1 constituent de potentiels candidats pour prédire la maladie (p=0.0052). Ils sont, par ailleurs, associés avec la positivité aux antiphospholipides (p=0.011) et aux anti-ADN double brins (p=0.0005). Ces résultats soulignent l'immunogénicité de la mitochondrie dans le SLE et l'APS. Les AMA et leurs cibles constituent de nouvelles avenues d'intérêt dans la mise au point de nouveaux tests cliniques permettant le diagnostic, le pronostic ou la classification de la maladie afin d'améliorer la prise en charge des patients lupiques.

Ce projet de maîtrise a comme objectif d'évaluer, dans une cohorte de patients avec polyarthrite inflammatoire débutante, l'existence de différents sous-groupes de patients classifiables selon leurs caractéristiques cliniques lors de l'inclusion dans l'étude. Les patients sont recrutés au Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CHUS). Ils doivent être âgés de plus de 18 ans, se présenter avec au moins 3 articulations atteintes d'inflammation articulaire, et ce depuis plus d'un mois et moins de 12 mois. Les patients exclus de l'étude sont ceux atteints d'arthrite microcristalline (ex: Goutte), de collagénose (maladie du tissu conjonctif), ou d'arthrite septique, ainsi que les patients inaptes à consentir. De plus, les patients sont suivis sur une période de 5 ans et réévalués tous les ans. Nous sommes donc en présence d'un dispositif d'observation avec cohorte prospective longitudinale. Chacun des patients est traité selon les traitements disponibles cliniquement et adaptés à sa situation clinique. Une classification hiérarchique a été effectuée chez les 211 premiers patients consécutifs pour lesquels l'information clinique à l'inclusion et à 30 mois était complète. Les variables de l'inclusion qui ont été incorporées dans l'analyse statistique sont: les données démographiques (âge, sexe), certains autoanticorps, le décompte d'articulations gonflées, les paramètres d'inflammation systémique, les paramètres sanguins, si les patients remplissent au moins 4 des 7 critères de classification de la polyarthrite rhumatoïde (PR) selon l'American College of Rheumatology (ACR), la présence de traitements lors de l'inclusion et les dommages articulaires (érosions osseuses et pincements articulaires) sur les radiographies des mains et des pieds. L'analyse statistique a permis l'identification de 5 sous-groupes de patients: 2 avec une meilleure issue clinique (Groupes 1 et 4), 2 avec une issue intermédiaire (Groupes 2 et 3) et 1 avec une très mauvaise issue radiologique et clinique (Groupe 5). Les patients des groupes 1 et 4 ont très peu d'anticorps ou d'érosions, peu d'inflammation systémique, et sont plus jeunes (63% et 47%, âge [< ou =] 50 ans respectivement). Aucun des patients du groupe 4 ne remplit les critères de la classification de la PR, contrairement au groupe 1 (0% vs 100% respectivement). Les patients des groupes 2 et 3 ont généralement des dommages radiographiques à l'inclusion et leur nombre d'érosions osseuses augmente à 30 mois. Les patients du groupe 2 se distinguent par un très faible taux d'anticorps (entre 0% et 17%), tout en présentant fréquemment une inflammation très importante et de l'anémie. Le groupe 3 quant à lui a modérément d'anticorps (entre 40 à 50%), un taux élevé de globules blancs circulants et les patients sont généralement traités très tôt dans le développement de la maladie. Finalement, le groupe 5 est le groupe avec un nombre très important d'anticorps, beaucoup de dommages radiographiques à l'inclusion et à 30 mois, les critères de l'ACR sont généralement remplis et il y a présence d'inflammation systémique. Comme les résultats le suggèrent, cette analyse semble compatible avec d'autres observations qui suggèrent que l'arthrite débutante représente plus d'une maladie. Le groupe 3 ressemble au groupe 5 pour les caractéristiques de l'inclusion. Ceci pourrait indiquer que de traiter très tôt peut, dans certains cas, modifier l'expression des anticorps et l'évolution de la maladie. D'autres analyses plus approfondies seront nécessaires pour améliorer la classification des divers sous-groupes. Éventuellement, un modèle de régression multivarié pourra être utilisé pour prédire l'évolution de la maladie chez de nouveaux patients à partir de leurs caractéristiques initiales. Un tel modèle pourrait alors être très utile en clinique pour établir le bon traitement à administrer aux patients en considérant leurs caractéristiques cliniques lors de leur première visite avec le rhumatologue.