A major area of interest is the identification of proteins that play a role in hormone dependent cancers and in collaboration with the MRC Centre for Reproductive Health we studied the gonadotropin releasing hormone receptor (GnRH-R). Other targets described in the thesis are the SH3 domain of PSD-95 and the protein BLyS. In order to identify potential inhibitory small molecules we have used a variety of computational data base mining approaches as well as using and developing experimental binding assays. It has become increasingly challenging to evaluate the most representative drug like small molecule compounds when using traditional high throughput screening methods. This thesis assesses the use of in silico tools to probe key protein-protein and protein-peptide interactions. These tools provide a means to identify enriched compound datasets which can be purchased and tested in vitro in a time and cost efficient way. The transmembrane protein GnRH-R provides an interesting opportunity to identify small molecules that could inhibit the binding of its peptide ligand GnRH. This is a challenging project as there are few examples in the literature of drug-like molecules that bind to such protein-peptide interfaces. The first step involved receptor modelling using solved crystal structures of homologous proteins. The model was then validated by developing structure activity relationships for established high affinity ligands. We also performed crystallographic and biophysical studies on the native GnRH decapeptide. Two other protein-protein systems were also examined using the same virtual screening and experimental ligand binding methodology. SH3 domains play an important role in cell signalling and we used the PSD-95 protein as our target for study as a crystal structure has been published. As well as identifying potential ligands we characterised structural properties of PSD-95 fusion proteins and also developed the basis for compound assay. The third system studied was B Lymphocyte Stimulator (BLyS) which is a target for treatment of a number of autoimmune diseases. This presented an interesting target for study as the protein binds to multiple receptors depending on its multimeric state. BLyS protein was characterised using electron microscopy and other biophysical techniques.

Das Verständnis der Immunpathogenese des systemischen Lupus erythematodes (SLE) hilft, das komplexe Krankheitsgeschehen zu verstehen und neue Therapiestrategien zu entwickeln. Die Krankheitsmanifestationen des SLE sind im Wesentlichen Folge von Autoantikörpern, Immunkomplexen und Zytokinen. Insbesondere die Neigung zu unterschiedlichen Autoantikörpern macht das Wesen der Erkrankung aus; die genauen Spezifitäten der Autoantikörper führen zu ganz unterschiedlichen Organmanifestationen. Diese Übersichtsarbeit stellt den klinisch relevanten Stand des Wissens zur SLE-Pathogenese dar – mit dem Ziel, ein für den klinischen Einsatz nützlichesModell zu etablieren, das auch hilft, die neuen Therapieansätze einzuordnen.

Terminally differentiated B cells are responsible for antibody generation, a key component of adaptive immunity. IgG antibodies play an important role in defence against infection but can be pathogenic in some autoimmune diseases and in solid organ transplantation. In addition to antibody generation, there is increasing interest in the antibody-independent functions of B cells, including their ability to regulate immune responses via the production of IL10. In this thesis I firstly explored the therapeutic potential of belimumab, an anti-BLyS antibody, in an experimental medicine study in kidney transplant recipients. The rationale for this study was based on published studies showing that B cells activate alloreactive T cells and secrete human leukocyte antigen (HLA) and non-HLA antibodies that negatively affect graft function and survival, but may also play a protective role by regulating alloimmune responses promoting transplant tolerance. B-Lymphocyte Stimulator (BLyS) is a cytokine that promotes B cell activation and survival. We performed the first randomized controlled trial using belimumab as early maintenance immunosuppression in kidney transplantation. In belimumab-treated subjects, we demonstrate a reduction in naïve and activated memory B cells, plasmablasts, IgG transcripts in peripheral blood and new antibody formation as well as evidence of reduced CD4 T cell activation and of a skewing of the residual B cell compartment towards an IL10-producing regulatory phenotype. This experimental medicine study highlights the potential of belimumab as a novel therapeutic agent in transplantation. In the second part of my project I performed a preclinical study investigating the potential efficacy of bromodomain inhibitors in reducing antibody-mediated immune cell activation. Immune complexed antigen can activate mononuclear phagocytes (MNP), comprising macrophages and dendritic cells (DCs), via ligation of Fc gamma receptors (FcγR), that bind the Fc region of IgG. FcγR-dependent MNP activation results in profound changes in gene expression that mediate antibody effector function in these cells. The resulting inflammatory response can be pathological in the setting of autoimmune diseases, such as systemic lupus erythematosus and in antibody-mediated rejection in transplantation. BET proteins are a family of histone modification 'readers' that bind acetylated lysine residues within histones and function as a scaffold for the assembly of complexes that regulate gene transcription. Bromodomain inhibitors (I-BET) selectively inhibit the transcription of a subset of inflammatory genes in macrophages following toll-like receptor stimulation. Since MNPs make a key contribution to antibody-mediated pathology, we sought to determine the extent to which I-BET inhibits macrophage and DC activation by IgG. We show that I-BET delays phagolysosome maturation associated with build-up of immune complex (IC) whilst selectively inhibiting IC induced cytokine production. I-BET changed MNP morphology, resulting in a less adherent phenotype, prompting an assessment of its impact on DC migration. In vitro, in a three-dimensional collagen matrix, IgG-IC induced augmentation of DC chemotaxis to chemokine (C-C motif) ligand 19 (CCL19) was abrogated by the addition of I-BET. In vivo, two photon imaging showed that systemic I-BET treatment reduced IC-induced dermal DC mobilisation. Tissue DCs and transferred DC also had reduced migration to draining lymph nodes following I-BET treatment. These observations provide mechanistic insight into the potential therapeutic benefit of I-BET in the setting of antibody-associated inflammation.

La dérégulation du compartiment B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), qui peut mener à des manifestations autoimmunes et ultimement à des lymphomes B. Parmi les premières anomalies détectées, on dénote l’activation polyclonale, reflétée par la présence d’hyperglobulinémie (hyper-Ig) et des titres élevés d’autoanticorps chez les patients. On observe également une altération des dynamiques des populations, notamment une expansion de la population des cellules matures activées. De plus, les patients évoluent vers l’incapacité de générer une réponse humorale efficace, et sont sujets à une perte de la mémoire immunologique en phase chronique, caractérisée par une diminution de la population des cellules mémoires et par l’épuisement cellulaire. Toutefois, on connaît très peu les mécanismes impliqués dans de telles altérations. Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières populations cellulaires à rencontrer et à propager le VIH lors d’une infection, et s’en trouvent affectées directement et indirectement, par le virus et ses composantes. On retrouve en effet une diminution des fréquences de DC dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes de patients infectés par le VIH, ainsi qu’un blocage au niveau de la maturation cellulaire. Toutefois, un débat perdure quant à l’apparition de ces altérations durant la phase aigüe de l’infection, et à la restauration des fréquences et des fonctions des DC chez les patients sous traitement. Cette controverse est due à la rareté des études longitudinales incluant des suivis qui s’échelonnent de la phase aigüe à la phase chronique de l’infection. Les DC jouent un rôle important dans le développement, la survie et l’activation des lymphocytes B, de façon T-dépendante et T-indépendante, notamment via des facteurs de croissance tel que BLyS (B lymphocyte stimulator). Par conséquent, nous formulons l’hypothèse que dans le cadre d’une infection VIH, les altérations observées au niveau des cellules B sont modulées par les DC. L’objectif majeur de cette étude est donc d’évaluer l’implication potentielle des DC dans les altérations des cellules B au cours de l’infection par le VIH. Pour ce faire, nous avons d’abord caractérisé de façon longitudinale le statut des populations de DC du sang périphérique de patients infectés au VIH et présentant différents types de progression de la maladie. Cela nous a permis d’évaluer la présence d’une corrélation entre les dynamiques de DC et le type de progression. Par la suite, nous avons évalué la capacité des DC à exprimer BLyS, puis mesuré sa concentration ainsi que celles d’autres facteurs de croissance des cellules B dans le plasma des patients. Enfin, nous avons caractérisé le statut des lymphocytes B, en fonction du stade de l’infection et du taux de progression clinique des patients. Cette étude démontre une diminution de la fréquence des populations de DC myéloïdes (mDC) dans le sang de patients infectés par le VIH sujets à une progression clinique. Cette diminution est observée dès le stade aigu de l’infection et au-delà du traitement antirétroviral (ART). Des concentrations élevées de MCP-1 (monocyte chemotactic protein), MIP (macrophage inflammatory protein) -3α et MIP-3β suggèrent la possibilité d’un drainage vers des sites périphériques. Nous observons également des niveaux supérieurs à la normale de précurseurs CD11c+CD14+CD16- en phase chronique, possiblement liés à une tendence de régénération des DC. Les patients en phase chronique présentent de hautes concentrations plasmatiques de BLyS, reflétée par un haut taux d’expression de cette cytokine par les mDC et leurs précurseurs. Parallèlement, nous observons une expansion des cellules B matures activées ainsi que des taux élevés d’IgG et IgA dans le sang de ces patients. De plus, nous constatons l’expansion d’une population de cellules B qui présente à la fois des caractéristiques de cellules B immatures transitionnelles (TI, transitional immature), et de cellules B recirculantes activées de la zone marginale (MZ, marginal zone), considérées ici comme des «précurseurs/activées de la MZ». Cette étude démontre aussi, chez les progresseurs lents, une meilleure préservation du compartiment des DC du sang périphérique, accompagnée d’une augmentation de précurseurs des DC de phénotype CD11c+CD14+CD16+, ainsi que des concentrations plasmatiques et niveaux d’expression normaux de BLyS. Conséquemment, nous n’avons pas observé d’augmentation des cellules B matures activées et des cellules B précurseurs/activées de la MZ. Toutefois, la fréquence des cellules B matures de la MZ est diminuée, reflétant possiblement leur recrutement vers des sites périphériques et leur contribution à un mécanisme actif de contrôle de la progression de la maladie. L’ensemble de ce travail suggère que dans le cadre d’une infection au VIH, les altérations observées au niveau des DC modulent les anomalies des cellules B. Par conséquent, le maintien de l’équilibre des fonctions DC, notamment les fonctions noninflammatoires, pourrait avoir un impact important dans la prévention de la progression de maladies associées aux altérations du compartiment des cellules B. / Dysregulations of the B cell compartment are an important consequence of human immunodeficiency (HIV) infection, which can lead to auto-immune manifestations and ultimately to B cell lymphomas. One of the first alterations is polyclonal activation, reflected by hyperglobulinemia (hyper-Ig) and elevated autoantibody titers. We can also observe alterations in population dynamics, namely an expansion of the pool of activated B cells. Furthermore, HIV infected patients evolve towards the incapacity to generate effective humoral responses, and experience a loss of immunological memory in the chronic phase, characterized by a decrease in the memory B cell pool and cell exhaustion. The mechanisms involved in this phenomenon are poorly understood and thus remain to be elucidated. Mucosal dendritic cells (DC) are among the first cell populations to encounter HIV during an infection and are directly and indirectly affected by the virus and viral components. Indeed, HIV infected individuals present decreased DC frequencies in their blood, mucosaeand lymphoid organs, as well as a block in DC maturation process. However, whether these defects appear as soon as the acute phase and persist beyond ART, remains controversial. This is mainly due to the scarcity of longitudinal studies including patients’ visits from the earliest phases of infection and following ART. DC play an important role in T-dependent and T-independent B cell development, survival and activation, namely through the production of growth factors such as B Lymphocyte Stimulator (BLyS). Therefore, we hypothesize that B cell abnormalities in HIVinfected individuals may be modulated by altered DC populations. The main objective of this study is to evaluate DC involvement in the establishment of B cell alterations related to HIV infection. We have thus first characterized the DC status by longitudinally assessing the dynamics of peripheral blood DC populations of HIV infected individuals with different rates of disease progression. This allowed us to evaluate the potential correlation between DC population dynamics and rate of disease progression. We have then evaluated BLyS expression by mDC and their precursors, and measured plasma concentrations of BlyS and other cytokines with B cell growth factor properties. Finally, we have characterized the dynamics of blood B cell populations, with regard to the phase of HIV infection and the rate of clinical progression. We demonstrate a decrease in the frequencies of blood myeloid DC (mDC) in HIV progressors. This drop was observed as early as in the acute phase and following the initiation of ART. Elevated blood concentrations of monocyte chemotactic protein (MCP) -1, macrophage inflammatory protein (MIP) -3α and MIP-3β suggest that the observed decrease is due to recruitment to peripheral sites. However, this hypothesis will be tested in a subsequent projet. We have also observed an increase of monocytic CD11c+CD14+CD16- DC precursors in chronic phases, possibly reflecting the high DC turnover. Furthermore, chronically infected HIV progressors present elevated blood BLyS concentrations, and high BLyS expression by DC and DC precursors. In parallel, these patients present increased frequencies of blood mature activated B cells as well as hyper IgG and IgA. Interestingly, we also observe expansion of a B cell population with features of precursors/activated marginal zone (MZ) B cells. On the other hand, slow progressors show a better preservation of their mDC compartment, accompanied by an increase in DC precursors with a CD11c+CD14+CD16+ phenotype. These patients present normal BLyS plasma concentrations and membrane expression on DC and precursors. In parallel, they have normal frequencies of blood mature activated B cells and precursors/activated MZ B cells. However, we found decreased frequencies of mature MZ B cells, suggesting recruitment to peripheral sites and involvement in active control of disease progression. Our results suggest that, in an HIV infection, alterations observed in the DC compartment contribute to B cell abnormalities. Therefore, it is crucial to maintain the equilibrium of DC fonctions, namely non-inflammatory functions, in order to prevent progression of disease attributable to dysregulation of the B cell compartment.

La dérégulation du compartiment B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), qui peut mener à des manifestations autoimmunes et ultimement à des lymphomes B. Parmi les premières anomalies détectées, on dénote l’activation polyclonale, reflétée par la présence d’hyperglobulinémie (hyper-Ig) et des titres élevés d’autoanticorps chez les patients. On observe également une altération des dynamiques des populations, notamment une expansion de la population des cellules matures activées. De plus, les patients évoluent vers l’incapacité de générer une réponse humorale efficace, et sont sujets à une perte de la mémoire immunologique en phase chronique, caractérisée par une diminution de la population des cellules mémoires et par l’épuisement cellulaire. Toutefois, on connaît très peu les mécanismes impliqués dans de telles altérations. Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières populations cellulaires à rencontrer et à propager le VIH lors d’une infection, et s’en trouvent affectées directement et indirectement, par le virus et ses composantes. On retrouve en effet une diminution des fréquences de DC dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes de patients infectés par le VIH, ainsi qu’un blocage au niveau de la maturation cellulaire. Toutefois, un débat perdure quant à l’apparition de ces altérations durant la phase aigüe de l’infection, et à la restauration des fréquences et des fonctions des DC chez les patients sous traitement. Cette controverse est due à la rareté des études longitudinales incluant des suivis qui s’échelonnent de la phase aigüe à la phase chronique de l’infection. Les DC jouent un rôle important dans le développement, la survie et l’activation des lymphocytes B, de façon T-dépendante et T-indépendante, notamment via des facteurs de croissance tel que BLyS (B lymphocyte stimulator). Par conséquent, nous formulons l’hypothèse que dans le cadre d’une infection VIH, les altérations observées au niveau des cellules B sont modulées par les DC. L’objectif majeur de cette étude est donc d’évaluer l’implication potentielle des DC dans les altérations des cellules B au cours de l’infection par le VIH. Pour ce faire, nous avons d’abord caractérisé de façon longitudinale le statut des populations de DC du sang périphérique de patients infectés au VIH et présentant différents types de progression de la maladie. Cela nous a permis d’évaluer la présence d’une corrélation entre les dynamiques de DC et le type de progression. Par la suite, nous avons évalué la capacité des DC à exprimer BLyS, puis mesuré sa concentration ainsi que celles d’autres facteurs de croissance des cellules B dans le plasma des patients. Enfin, nous avons caractérisé le statut des lymphocytes B, en fonction du stade de l’infection et du taux de progression clinique des patients. Cette étude démontre une diminution de la fréquence des populations de DC myéloïdes (mDC) dans le sang de patients infectés par le VIH sujets à une progression clinique. Cette diminution est observée dès le stade aigu de l’infection et au-delà du traitement antirétroviral (ART). Des concentrations élevées de MCP-1 (monocyte chemotactic protein), MIP (macrophage inflammatory protein) -3α et MIP-3β suggèrent la possibilité d’un drainage vers des sites périphériques. Nous observons également des niveaux supérieurs à la normale de précurseurs CD11c+CD14+CD16- en phase chronique, possiblement liés à une tendence de régénération des DC. Les patients en phase chronique présentent de hautes concentrations plasmatiques de BLyS, reflétée par un haut taux d’expression de cette cytokine par les mDC et leurs précurseurs. Parallèlement, nous observons une expansion des cellules B matures activées ainsi que des taux élevés d’IgG et IgA dans le sang de ces patients. De plus, nous constatons l’expansion d’une population de cellules B qui présente à la fois des caractéristiques de cellules B immatures transitionnelles (TI, transitional immature), et de cellules B recirculantes activées de la zone marginale (MZ, marginal zone), considérées ici comme des «précurseurs/activées de la MZ». Cette étude démontre aussi, chez les progresseurs lents, une meilleure préservation du compartiment des DC du sang périphérique, accompagnée d’une augmentation de précurseurs des DC de phénotype CD11c+CD14+CD16+, ainsi que des concentrations plasmatiques et niveaux d’expression normaux de BLyS. Conséquemment, nous n’avons pas observé d’augmentation des cellules B matures activées et des cellules B précurseurs/activées de la MZ. Toutefois, la fréquence des cellules B matures de la MZ est diminuée, reflétant possiblement leur recrutement vers des sites périphériques et leur contribution à un mécanisme actif de contrôle de la progression de la maladie. L’ensemble de ce travail suggère que dans le cadre d’une infection au VIH, les altérations observées au niveau des DC modulent les anomalies des cellules B. Par conséquent, le maintien de l’équilibre des fonctions DC, notamment les fonctions noninflammatoires, pourrait avoir un impact important dans la prévention de la progression de maladies associées aux altérations du compartiment des cellules B. / Dysregulations of the B cell compartment are an important consequence of human immunodeficiency (HIV) infection, which can lead to auto-immune manifestations and ultimately to B cell lymphomas. One of the first alterations is polyclonal activation, reflected by hyperglobulinemia (hyper-Ig) and elevated autoantibody titers. We can also observe alterations in population dynamics, namely an expansion of the pool of activated B cells. Furthermore, HIV infected patients evolve towards the incapacity to generate effective humoral responses, and experience a loss of immunological memory in the chronic phase, characterized by a decrease in the memory B cell pool and cell exhaustion. The mechanisms involved in this phenomenon are poorly understood and thus remain to be elucidated. Mucosal dendritic cells (DC) are among the first cell populations to encounter HIV during an infection and are directly and indirectly affected by the virus and viral components. Indeed, HIV infected individuals present decreased DC frequencies in their blood, mucosaeand lymphoid organs, as well as a block in DC maturation process. However, whether these defects appear as soon as the acute phase and persist beyond ART, remains controversial. This is mainly due to the scarcity of longitudinal studies including patients’ visits from the earliest phases of infection and following ART. DC play an important role in T-dependent and T-independent B cell development, survival and activation, namely through the production of growth factors such as B Lymphocyte Stimulator (BLyS). Therefore, we hypothesize that B cell abnormalities in HIVinfected individuals may be modulated by altered DC populations. The main objective of this study is to evaluate DC involvement in the establishment of B cell alterations related to HIV infection. We have thus first characterized the DC status by longitudinally assessing the dynamics of peripheral blood DC populations of HIV infected individuals with different rates of disease progression. This allowed us to evaluate the potential correlation between DC population dynamics and rate of disease progression. We have then evaluated BLyS expression by mDC and their precursors, and measured plasma concentrations of BlyS and other cytokines with B cell growth factor properties. Finally, we have characterized the dynamics of blood B cell populations, with regard to the phase of HIV infection and the rate of clinical progression. We demonstrate a decrease in the frequencies of blood myeloid DC (mDC) in HIV progressors. This drop was observed as early as in the acute phase and following the initiation of ART. Elevated blood concentrations of monocyte chemotactic protein (MCP) -1, macrophage inflammatory protein (MIP) -3α and MIP-3β suggest that the observed decrease is due to recruitment to peripheral sites. However, this hypothesis will be tested in a subsequent projet. We have also observed an increase of monocytic CD11c+CD14+CD16- DC precursors in chronic phases, possibly reflecting the high DC turnover. Furthermore, chronically infected HIV progressors present elevated blood BLyS concentrations, and high BLyS expression by DC and DC precursors. In parallel, these patients present increased frequencies of blood mature activated B cells as well as hyper IgG and IgA. Interestingly, we also observe expansion of a B cell population with features of precursors/activated marginal zone (MZ) B cells. On the other hand, slow progressors show a better preservation of their mDC compartment, accompanied by an increase in DC precursors with a CD11c+CD14+CD16+ phenotype. These patients present normal BLyS plasma concentrations and membrane expression on DC and precursors. In parallel, they have normal frequencies of blood mature activated B cells and precursors/activated MZ B cells. However, we found decreased frequencies of mature MZ B cells, suggesting recruitment to peripheral sites and involvement in active control of disease progression. Our results suggest that, in an HIV infection, alterations observed in the DC compartment contribute to B cell abnormalities. Therefore, it is crucial to maintain the equilibrium of DC fonctions, namely non-inflammatory functions, in order to prevent progression of disease attributable to dysregulation of the B cell compartment.

Les anomalies phénotypiques et fonctionnelles des lymphocytes B (LB) sont typiques d'une infection au VIH et se traduisent principalement par une activation polyclonale, une perte de la mémoire immunitaire ainsi qu'une réponse humorale déficiente et des phénomènes auto-immunitaires souvent précurseurs de lymphomes B. Ces anomalies se retrouvent principalement chez les patients lors de la phase chronique de la maladie et semblent être reliées en partie au niveau de la charge virale ainsi qu'à un compartiment de lymphocytes T CD4+ altéré. Cependant, quoique controversé, des éléments d’activation polyclonale ont également été observés chez les non-progresseurs à long terme (LTNPs) qui présentent une charge virale faible et un compartiment T CD4+ semblable aux individus séronégatifs. Ainsi, les objectifs principaux de cette étude sont 1) d’établir une chronologie des anomalies du compartiment des cellules B chez des individus infectés par le VIH qui ont une progression différente de la maladie (PHI normaux, rapides, sains et LTNP). 2) corréler les niveaux sériques du stimulateur de lymphocytes B (BLyS), un facteur de croissance des cellules B, avec les phénotypes observés chez ces mêmes patients. L’hyperglobulinémie, les niveaux sériques de BLyS et d’auto-anticorps ont été mesuré longitudinalement chez une cohorte d’individus en primo-infection (PHI) avec des progressions différentes de la maladie (rapides et normaux), LTNP et sujets sains. Nos résultats démontrent que l’activation polyclonale des LB survient indépendamment de la vitesse de progression et persiste chez les LTNP ou malgré une thérapie antirétrovirale efficace chez les progresseurs rapides. Des niveaux élevés de BLyS dans le sérum des progresseurs rapides corrèlent avec des fréquences altérées de monocytes et cellules dendritiques, suggérant un rôle de celles-ci dans l’atteinte du compartiment des cellules B. / B lymphocyte abnormalities are an important consequence of HIV infection, where both polyclonal activation and loss of B cell memory and humoral immunity have been described, and often evolve towards rheumatic-like autoimmunity and lymphoma. Although these abnormalities are prevalent in chronically infected patients, polyclonal B cell activation is also reported in patients with primary HIV-infection (PHI), who already present signs of defective humoral immunity. Although controversial, elements of B cell dysregulation have been reported in long term non progressor (LTNP) patients, even though they bear low viral loads and present a relatively "normal" CD4+ T cell compartment, suggesting that other factors are involved. Therefore, the main objectives of this study are to 1) establish a timeline for specific B cell abnormalities in HIV-infected patients with different rates of disease progression (PHI normal and fast progressors, LTNP), and controls 2) to correlate serum levels of the B lymphocyte stimulator (BLyS) a B cell growth factor, among these patients and controls. Thus we have longitudinally assessed hyperglobulinemia, auto-antibody and soluble BLyS levels in the serum of subjects undergoing primary HIV infection (PHI) with different rates of disease progression; rapid and normal progressors, long term non-progressors (LTNPs), and healthy donors. Here, we report that B cell polyclonal activation occurs independently of the rate of disease progression, with hypergammaglobulinemia persisting beyond successful therapy in rapid progressors and despite non-progressing clinical disease in LTNPs. High levels of BLyS in the serum of PHI rapid progressors correlate with altered blood monocyte and dendritic cell frequencies suggesting their contribution in triggering B cell dysregulations.

Les anomalies phénotypiques et fonctionnelles des lymphocytes B (LB) sont typiques d'une infection au VIH et se traduisent principalement par une activation polyclonale, une perte de la mémoire immunitaire ainsi qu'une réponse humorale déficiente et des phénomènes auto-immunitaires souvent précurseurs de lymphomes B. Ces anomalies se retrouvent principalement chez les patients lors de la phase chronique de la maladie et semblent être reliées en partie au niveau de la charge virale ainsi qu'à un compartiment de lymphocytes T CD4+ altéré. Cependant, quoique controversé, des éléments d’activation polyclonale ont également été observés chez les non-progresseurs à long terme (LTNPs) qui présentent une charge virale faible et un compartiment T CD4+ semblable aux individus séronégatifs. Ainsi, les objectifs principaux de cette étude sont 1) d’établir une chronologie des anomalies du compartiment des cellules B chez des individus infectés par le VIH qui ont une progression différente de la maladie (PHI normaux, rapides, sains et LTNP). 2) corréler les niveaux sériques du stimulateur de lymphocytes B (BLyS), un facteur de croissance des cellules B, avec les phénotypes observés chez ces mêmes patients. L’hyperglobulinémie, les niveaux sériques de BLyS et d’auto-anticorps ont été mesuré longitudinalement chez une cohorte d’individus en primo-infection (PHI) avec des progressions différentes de la maladie (rapides et normaux), LTNP et sujets sains. Nos résultats démontrent que l’activation polyclonale des LB survient indépendamment de la vitesse de progression et persiste chez les LTNP ou malgré une thérapie antirétrovirale efficace chez les progresseurs rapides. Des niveaux élevés de BLyS dans le sérum des progresseurs rapides corrèlent avec des fréquences altérées de monocytes et cellules dendritiques, suggérant un rôle de celles-ci dans l’atteinte du compartiment des cellules B. / B lymphocyte abnormalities are an important consequence of HIV infection, where both polyclonal activation and loss of B cell memory and humoral immunity have been described, and often evolve towards rheumatic-like autoimmunity and lymphoma. Although these abnormalities are prevalent in chronically infected patients, polyclonal B cell activation is also reported in patients with primary HIV-infection (PHI), who already present signs of defective humoral immunity. Although controversial, elements of B cell dysregulation have been reported in long term non progressor (LTNP) patients, even though they bear low viral loads and present a relatively "normal" CD4+ T cell compartment, suggesting that other factors are involved. Therefore, the main objectives of this study are to 1) establish a timeline for specific B cell abnormalities in HIV-infected patients with different rates of disease progression (PHI normal and fast progressors, LTNP), and controls 2) to correlate serum levels of the B lymphocyte stimulator (BLyS) a B cell growth factor, among these patients and controls. Thus we have longitudinally assessed hyperglobulinemia, auto-antibody and soluble BLyS levels in the serum of subjects undergoing primary HIV infection (PHI) with different rates of disease progression; rapid and normal progressors, long term non-progressors (LTNPs), and healthy donors. Here, we report that B cell polyclonal activation occurs independently of the rate of disease progression, with hypergammaglobulinemia persisting beyond successful therapy in rapid progressors and despite non-progressing clinical disease in LTNPs. High levels of BLyS in the serum of PHI rapid progressors correlate with altered blood monocyte and dendritic cell frequencies suggesting their contribution in triggering B cell dysregulations.

The idiopathic inflammatory myopathies (IIMs) are a heterogeneous group of chronic muscle diseases with frequent extramuscular organ involvement that contributes to serious prognosis. The presence of autoantibodies and composition of muscle infiltrates both support autoimmune nature of the disease and pathogenic role of B lymphocytes. Besides the traditional diagnostic subgroups, autoantibody characterised phenotype subsets have been identified with presumed similar pathogenic mechanisms. The best known is the antisynthetase syndrome which is characterised by presence of myositis, antisynthetase autoantibodies (with anti-Jo-1 being the most frequent), interstitial lung disease and other extramuscular manifestations. BAFF (B cell-Activating Factor of the TNF Family) is a key factor in B cell homeostasis modulation. In high levels, it allows survival of autoreactive B cell clones and thus participates in the pathogenesis of autoimmune diseases. Its expression is induced by type I interferons (IFN-1). The aim of the PhD thesis was to explore the role of BAFF in pathogenesis of IIMs by analysis of its serum levels, the receptors for BAFF in muscle tissue, their associations to IFN-1 and expression of BAFF gene mRNA transcription variants in peripheral blood cells. Further aspect was to study a possible...

Chronic hepatitis C virus (HCV) infection is associated with cirrhosis, autoimmunity and lymphoproliferative disorders. We have previously reported a differential regulation of T and B lymphocytes by HCV core protein in vitro. In this report, we employed a translational approach to characterize the activation status of peripheral B cells from individuals with chronic HCV infection and to explore potential mechanisms for B-cell dysregulation in the setting of HCV infection. In contrast to the T-cell suppression observed in HCV-infected individuals, B cells exhibit a non-specific polyclonal activation phenotype, characterized by significantly higher levels of (1) the early activation marker, CD69, (2) the costimulatory molecule, CD86, and (3) the CCR5 chemokine receptor, CD195, when compared with B cells from healthy donors in response to phytohaemagglutinin (PHA) stimulation. Importantly, tumour necrosis factor- and Apo-L-related leucocyte-expressed ligand-1 (TALL-1), also known as B-lymphocyte stimulator (BLYS), was found to be up-regulated on the surface of B cells from HCV patients in response to PHA as well as HCV core antigen stimulation. This up-regulation of TALL-1 was associated with vigorous memory B-cell responses to viral antigenic stimulation. Additionally, suppressor of cytokine signalling-1 (SOCS-1), a negative feedback immunoregulator that is inhibited in B lymphocytes by HCV core in vitro, was also inhibited in B cells from HCV patients when compared with healthy donors. These findings suggest that TALL-1 over-expression and SOCS-1 suppression are associated with aberrant B-cell activation, providing a plausible basis for the B-cell clonal expansion underlying the lymphoproliferative disorders and autoimmune phenomena observed during chronic HCV infection.

La plupart des infections par le VIH-1 sont acquises lors de rapports hétérosexuels. En Afrique subsaharienne on observe 71 % des infections mondiales et 60 % des nouvelles infections par le VIH-1 touchent les femmes. Le tractus génital féminin (TGF) constitue la principale porte d’entrée pour le VIH-1 et joue un rôle important dans la défense de l’organisme contre les microorganismes pathogènes tout en maintenant une tolérance de la flore commensale. On y trouve les cellules épithéliales qui participent à l’élaboration des réponses immunes en collaboration avec les cellules dendritiques (DCs), mais également d’autres types de cellules immunitaires qui confèrent une protection à la muqueuse vaginale, notamment à travers la production de cytokines et de chimiokines. Nous avons établi une cohorte de travailleuses du sexe (CSWs) au Bénin et nous avons identifié des femmes hautement exposées et séronégatives au VIH-1 (HESN), qui demeurent séronégatives après plus de sept années actives dans le travail du sexe. Les personnes HESN étant un excellent modèle d’immunité naturelle contre le VIH-1, le but de notre projet consiste donc à étudier les cellules immunitaires impliquées dans la protection de l’hôte face au VIH-1, au niveau du tractus génital féminin. Nous émettons l’hypothèse que le maintien de faibles conditions inflammatoires dans le TGF des femmes HESN préviendrait une activation immunitaire excessive en préservant l’intégrité de la barrière de la muqueuse vaginale et contribuerait ainsi à maintenir une protection contre l’infection par le VIH-1. Des études antérieures sur les HESN béninoises et kenyanes ont démontré que ces femmes présentent de faibles niveaux d’inflammation dans leur TGF inférieur. En accord avec cela, nous avons observé de faibles niveaux de BLyS/BAFF dans la muqueuse vaginale des HESN comparativement aux travailleuses du sexe séropositives (CSWs+ HIV+). BLyS/BAFF est une molécule importante pour la différenciation des cellules B et pour la sélection de cellules B de première ligne de la zone marginale (MZ). De ce fait, nous rapportons pour la première fois la présence de cellules B CD1c+ de type MZ qui sont capables de se lier naturellement à la gp120 glycosylée, au niveau de la muqueuse vaginale. Or, des cellules B CD1c+ exprimant IgG sont augmentées chez les CSWs+ HIV+ comparativement aux HESN, ce qui pourrait contribuer à l’hyperglobulinémie observée dans le TGF inférieur des CSWs+ HIV+. Les faibles niveaux de BLyS/BAFF retrouvés dans la muqueuse vaginale des HESN semblent donc préserver une homéostasie au sein du compartiment B et des cellules B CD1c+ du TGF. De plus, nous y détectons une réactivité des IgG1 avec la gp-41 de l’enveloppe virale, qui pourrait contribuer à leur immunité naturelle. Avec les cellules épithéliales, les DCs sont l’une des premières à être en contact avec le virus dans le TGF. Elles jouent un rôle essentiel dans l’orchestration des réponses immunitaires. Nous pensons que les DCs contribuent au maintien de faibles conditions inflammatoires dans le TGF des HESN, prévenant ainsi l’activation immunitaire excessive et préservant l’intégrité de la barrière muqueuse de façon à maintenir une protection/contrôle contre le virus. Nous avons caractérisé une population myéloïde endocervicale « tolérogénique » HLA-DR+CD14+CD11c+ exprimant HLA-G, ILT4, CD103 et de forts taux d’IFN-α et d’IL-10 dont la fréquence relative était augmentée au niveau du col de l’utérus des HESN comparativement aux CSWs+ HIV+. De plus, des populations Tregs/Tr1 étaient aussi augmentées chez les HESN. Ces données reflètent à la fois une réponse antivirale et une contribution au contrôle des conditions inflammatoires dans le TGF des HESN. Afin de mieux comprendre la nature des cellules myéloïdes tolérogéniques, nous avons voulu dériver des monocytes en cellules dendritiques (MoDCs). Toutefois, nous avons remarqué que la différenciation des MoDCs des HESN était altérée. Suite à cela, nous avons caractérisé le profil transcriptomique des monocytes. Les résultats préliminaires mettent en lumière l’éventuel rôle des récepteurs nucléaires NR4A dans la modulation des MoDCs et, possiblement, sur le plan des cellules myéloïdes tolérogéniques chez les HESN. Dans l’ensemble, ces résultats nous ont permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes mis en place chez les HESN dans l’immunité naturelle contre le VIH-1. / Most HIV-1 infections are acquired through heterosexual intercourse. In sub-Saharan Africa, 71% of global infections are observed and 60% of new HIV-1 infections affect women. The female genital tract (FGT) constitutes a main portal of entry for HIV-1 and plays an important role in protecting the host against pathogens while maintaining a tolerance to a commensal flora. FGT immunity involves genital epithelial cells as well as dendritic cells (DCs) and many other types of immune cells which confer protection, through the production of chemokines and cytokines. We established a cohort of commercial sex workers (CSWs) in Benin and identified HIV-1 highly exposed seronegative (HESN) individuals, who remain uninfected after more than seven years of active prostitution. These HESN individuals being an exceptional model of natural immunity against HIV-1, the aim of our project is to characterize immune cells involved in protection from HIV-1 infection, in the female genital tract. We hypothesize that maintenance of low inflammatory conditions in the FGT of HESN women helps to prevent excessive immune activation likely preserving the mucosal barrier integrity and would help to maintain a protection against HIV infection. Previous studies of Beninese and Kenyan HESN have shown that these women have a low inflammatory profile in their lower FGT. Accordingly, we found that vaginal mucosa of HESN had lower soluble BLyS/BAFF levels when compared to HIV-infected CSWs (CSWs+ HIV+). BLyS/BAFF is highly recognized for its role in B-cell ontogenesis, as well as cell fate decision towards the innate marginal zone (MZ) B-cell pool. For the first time, we report the presence of genital MZ-like CD1c+ B-cells that naturally bind to fully glycosylated gp120 in the vaginal mucosa. However, CD1c+ B-cells expressing IgG are increased in the lower FGT of CSWs+ HIV+ when compared to HESN, suggesting that these cells could contribute to the hyperglobulinemia observed in the lower FGT of CSWs+ HIV+. The low levels of BLyS/BAFF found in the vaginal mucosa of HESN thus appear to preserve homeostasis of the FGT B cell compartment and CD1c+ B-cells. In addition, we detect a reactivity of IgG1 to HIV-gp41 in cervico-vaginal lavages (CVL) supernatants of HESN, which could contribute to their natural immunity. Epithelial cells and DCs are one of the earliest cell types to sense the virus in the FGT. They play a key role in the orchestration of immune responses. We characterized a "tolerogenic" endocervical myeloid HLA-DR+CD14+CD11c+ population expressing HLA-G, ILT4, CD103 and high levels of IFN-α and IL-10, that was increased in the cervix of HESN when compared to CSWs+ HIV+. In addition, frequencies of Tregs/Tr1 cells were also increased in HESN. We believe that DCs contribute to maintaining low inflammatory conditions in the FGT of HESN, preventing excessive immune activation and preserving the integrity of the mucosal barrier to maintain a protection/control against the virus. These data reflect both an antiviral response and a contribution to the control of inflammatory conditions in the FGT of HESN. To better understand the nature of tolerogenic myeloid cells, we wanted to derive monocyte-derived dendritic cells (MoDCs). However, derivation of blood MoDCs was impaired in HESN. As a result, we decided to characterize the transcriptomic profile of total blood monocytes. Preliminary results appear to demonstrate the possible role of NR4A nuclear receptors in MoDCs modulation, and possibly in tolerogenic myeloid cells in HESN. Overall, our results contribute to a better understanding of the mechanisms established by HESN in natural immunity to HIV-1.