Le genre Pneumocystis regroupe des microchampignons atypiques qui colonisent par voie respiratoire les alvéoles pulmonaires de nombreux mammifères. C’est un pathogène opportuniste qui s’avère particulièrement dangereux lorsque le système immunitaire de l’hôte est déficient (VIH, greffés) et dans ce cas il provoque une pneumonie, la pneumocytsose, fatale en absence de traitement. Du fait que les Pneumocystis spp restent des microchampignons non cultivables, il est alors impossible de manipuler directement ses gènes et la seule solution pour étudier leurs fonctions et leurs localisations, demeure leur expression en système hétérologue. Situé dans l'espace alvéolaire, Pneumocystis spp. sont exposés au stress oxydatif générés par les macrophages alvéolaires, les granulocytes neutrophiles ainsi que par les espèces réactives de l'oxygène (EROs) produits par le métabolisme respiratoire. Pour se protéger, ces micro-organismes ont développé un système spécifique de détoxification des EROs incluant les SuperOxyde Dismutases (SOD). Dans notre étude, la carence en MnSOD d'une souche de Saccharomyces cerevisiae (EG110) dépourvue du gène Scsod2 a été complétée par l'introduction d'un plasmide portant une version inductible du gène Sod2 de P. carinii (Pcsod2). Une fois exprimée la PcMnSOD était capable de complémenter le défaut de croissance de la souche EG110 qui a été exposés à la ménadione. En bref, notre étude a montré une bonne complémentation du gène Sod2 de P. carinii chez une levure déficiente en MnSOD à savoir (i) la reprise de la culture en conditions de stress oxydant, (ii) la mise en évidence de la protéine traduite (Western Blot) et (iii) l’adressage mitochondriale de la protéine hétérologue. Selon le degré d’altération du système immunitaire, les infections à P. jirovecii peuvent présenter des tableaux cliniques variés allant de la colonisation à la pneumocystose. Ces infections semblent être en grande partie liées à des déficits majeurs de l’immunité cellulaire se traduisant plus précisément par une diminution du nombre des lymphocytes TCD4 (LTCD4). Notre deuxième objectif était de parvenir à une appréciation quantitative du risque de contamination par P. carinii en fonction du degré d’immunodépression (ID) des rats exposés. Nous avons ainsi développé un modèle animal de transmission naturelle de P. carinii où des rats nude développant une pneumocystose (« rats donneurs ») sont mis en contact direct avec des rats Sprague Dawley Pneumocystis-free (« rats receveurs ») présentant différents niveaux d’ID (dexamethasone). Après 2 semaines de contact, le niveau de colonisation des rats graduellement ID est déterminé soit par comptage après coloration au Bleu de Toluidine O, soit par qPCR. Cette étude a permis tout d’abord de valider notre modèle d’ID graduelle chez le rat ; mais surtout, et pour la première fois dans un modèle expérimentale chez le rat, nous avons montré une relation inverse entre le niveau de colonisation par P. carinii et le taux de LTCD4 ou LTCD8 circulants. Enfin, nous avons réalisé la première étude épidémiologique portant sur Pneumocystis au Liban. Ce projet franco-libanais a été mis en place au vue de l’importance majeure de la colonisation par Pneumocystis chez les patients immunocompétents, en particulier chez les patients atteints de pathologies pulmonaires chroniques obstructives tels que la BPCO où la colonisation par Pneumocystis est considérée comme un facteur aggravant de la maladie. Nos résultats montrent une faible prévalence de colonisation (5.2%) et une prédominance du génotype mtLSU2 chez les patients atteints de pathologies respiratoires au Liban. De plus, dans notre cohorte de patient présentant des pathologies respiratoires variées, la BPCO semble être la seule maladie respiratoire associée à un facteur de risque de colonisation par P. jirovecii. / Pneumocystis is an opportunistic pulmonary fungal pathogen that causes Pneumocystis pneumonia (PcP) in immunocompromised individuals such as patients with HIV infection as well as those without HIV infection who are undergoing immunosuppression as a consequence of chemotherapy or organ transplantation. Pneumocystis colonization in immunocompetent individuals has recently been described by the detection of fungal DNA without signs or symptoms of pneumonia, and accumulating evidences underline its clinical importance. Pneumocystis organisms are airborne transmitted and represent a large group of species of atypical fungi that cannot be continuously grown in culture. Consequently, it is impossible to directly manipulate genes in Pneumocystis species. Located in the alveolar space, Pneumocystis organisms are exposed to oxidative burst from phagocytic alveolar macrophages and neutrophils as well as to reactive oxygen species (ROS) produced by the mitochondrial oxygen metabolism. To counteract this, microorganisms have developed a ROS detoxifying system. This includes superoxide dismutases (SOD). In the present study, the MnSOD deficiency of a Saccharomyces cerevisiae mutant strain was complemented by introducing a plasmid carrying an inducible version of the P. carinii Sod2 gene (Pcsod2). Expression of Pcsod2 revealed that the corresponding MnSOD recombinant protein could complement the growth defect in the mutant yeast strain when cells were exposed to menadione. The mitochondrial localization was confirmed by immuno-colocalization of the P. carinii recombinant MnSOD with the yeast mitochondrial Cox4 protein. These results suggest that Pcsod2 encodes an active MnSOD that is targeted to the mitochondrion. This work increases our understanding of the antioxidant defense mechanisms deployed by the Pneumocystis organisms.The adaptive host response to Pneumocystis infection involves humoral and cellular immune responses working in concert to promote the clearance of infection. Depending on the degree of alteration of the immune system, Pneumocystis infections may have various clinical presentations going from colonization to the most severe form (PcP).These infections appear to be largely related to major deficits in cellular immunity and are more closely reflecting a decrease in the number of CD4 T lymphocytes (LTCD4). Our objective was to achieve a quantitative assessment of the risk of contamination by Pneumocystis depending on the degree of immunosuppression (ID) of the exposed host. Thus, we developed an animal model of natural transmission of P. carinii where rats undergoing gradual ID (dexamethasone) named receivers, are cohoused with nude rats developing PcP, named donors. Following contact between receiver and donor rats, the level of colonization by Pneumocystis of receiver rats is determined by toluidine blue O staining or by qPCR. This study allowed us to validate our gradual ID rat model, in the sense that we were able to maintain the level of circulating LTCD4 and LTCD8 stable. Finally, and for the first time in an experimental rat model, we observed an inverse relationship between the level of colonization by P. carinii and the level of circulating LTCD4 and LTCD8.Finally, we aimed to acquire the first data concerning the prevalence of P. jirovecii in the Lebanese population. This Franco-Lebanese project was set up because the colonization by Pneumocystis is probably of major importance in the public health, especially in susceptible patients such as patients with chronic obstructive pulmonary diseases (COPD) where Pneumocystis is considered as a worsening prognosis factor. Our results show a low prevalence of P. jirovecii colonization (5.2%) and the predominance of mtLSU genotype 2 in patients with respiratory diseases in Lebanon. Moreover, in our cohort of patients with various respiratory diseases, COPD was the only respiratory disease associated with a significant increased risk of P. jirovecii colonization.

La Broncho-Pneumopathie chronique obstructive (BPCO) est un problème majeur en santé publique puisque ce sera la 3ème cause de mortalité en 2020. Il s'agit d'une maladie inflammatoire chronique du poumon se traduisant par une obstruction progressive des bronches, partiellement ou non réversible, incluant bronchite chronique, hypersécrétion de mucus et emphysème. L'atteinte ne se limite pas au poumon et affecte d'autres organes dont le tube digestif en favorisant la maladie de Crohn. Le premier facteur de risque impliqué dans le développement de cette maladie est l’exposition à la fumée de cigarette qui induit un stress oxydatif au sein du poumon responsable d'une inflammation chronique et du développement de la BPCO. L'interleukine-17 joue un rôle essentiel dans ce processus en contrôlant l'inflammation et l'altération de la fonction respiratoire. L'objectif de cette thèse est de comprendre les facteurs contrôlant cette réponse IL-17 afin de proposer ensuite de nouvelles voies thérapeutiques. Dans la première partie, nous nous sommes focalisés sur le stress oxydatif et à son impact sur les cellules de l’immunité innée. Ensuite, nous abordons le rôle d'un facteur immunorégulateur, l'IL-10, et à son interférence avec le microbiote digestif. Cela nous a amené à nous intéresser aux lésions digestives associées au tabagisme. Un modèle murin d’exposition chronique à la fumée de cigarette a été développé afin de reproduire la physiopathologie de la BPCO. Concernant l'impact du stress oxydatif, nous avons étudié le rôle des cellules iNKT (cellules ayant un puissant potentiel dans l’immunorégulation et dans l’inflammation) qui sont activées par ce type de stress. Les cellules iNKT sont rapidement recrutées et activées au sein du poumon suite à l’exposition à la fumée de cigarette. En utilisant des souris déficientes, nous avons montré l’importance de ces cellules dans la physiopathologie de la BPCO. Cette pathogénicité est dépendante de la production de l’interleukine-17 par ces cellules et est initiée par le stress oxydatif sur les cellules épithéliales pulmonaires et les cellules dendritiques qui activent les cellules iNKT.Dans la seconde partie du projet, l’IL-10 intervient notamment dans le contrôle de l'inflammation afin d’éviter le développement de réponses immunologiques exacerbées dans certains contextes. Dans les poumons exposés à la fumée de cigarette, la production d’IL-10 est augmentée et la déficience pour cette cytokine entraîne une augmentation de la réponse Th17 et du déclin de la fonction pulmonaire. Une dysbiose (altération du microbiote) est observée avec la fumée de cigarette et la déficience à l'IL-10. De plus, une déplétion des bactéries Gram+ par antibiothérapie permet de limiter le développement de la réponse IL-17 et de l'atteinte pulmonaire soulignant l'importance du microbiote. En conclusion, nous avons identifié le stress oxydatif et l'IL-10 comme facteurs intervenant dans la réponse IL-17 associé à la BPCO. Ce travail souligne également le rôle du microbiome comme un organe à part entière et la modulation de ce dernier pourrait aboutir à l'identification de nouvelles voies thérapeutiques. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a major health problem which is going to become the third leading cause of death worldwide by 2020. COPD is characterized by a chronic inflammation of the airways causing progressive bronchial obstruction, with no completely reversible airflow limitation, including chronic bronchitis, mucus hypersecretion and emphysema. The pathology is not limited to the airways and can affect others organs including the gastro-intestinal tract promoting Crohn disease. Cigarette smoke exposure is the most important risk factor for developing COPD. Exposure to cigarette smoke induces a strong burden of reactives oxygen species and this oxidative stress is responsible for a chronic inflammation and the development of COPD. Interleukin (IL)-17 plays a critical role in controlling process of inflammation and lung function decline.The aim of this thesis is the understanding which factors are controlling the IL-17 response in order to propose new therapeutic approaches.In the first part, we focused on oxidative stress and its impact on innate immune cells. Then we addressed the role of an immunoregulatory factor, the interleukin (IL)-10, and its interference with intestinal microbiota. This part lead us to study intestinal damages linked to cigarette smoking.To mimic the physiopathology of COPD, we set up a mouse model of chronic exposure to cigarette smoke. Concerning the impact of oxidative stress, we investigated the role of iNKT cells (cells with a crucial potent role in immunoregulation and inflammation) activated by this type of stress. iNKT cells rapidly accumulate and be activated within the lungs of cigarette smoke exposed mice. Using deficient mice, we demonstrated that these cells strongly contribute to the COPD pathogenesis. This pathogenicity is iNKT cells-produced IL-17 dependant and initiated by the effect of oxidative stress on airway epithelial cells and dendritic cells activating iNKT.In the second part of the work, IL-10 interferes notably in the inflammation control in order to avoid exacerbated immunological responses development in some contexts. In cigarette smoke exposed lungs, IL-10 production is up-regulated and the deficiency for this cytokine leads to an increased Th17 response and to lung function decline. An altered microbiota (named dysbiosis) is observed with cigarette smoke exposure and IL-10 deficiency. Moreover, Gram+ bacteria depletion using antibiotics is able to limit the IL-17 response development and the lung function decline highlighting the crucial role for microbiota.To conclude, we identified two factors, oxidative stress and IL-10, implicated in IL-17 response linked to COPD. This work also underlines the role of microbioma as a whole organ and the modulation of this microbioma could result in new therapeutic ways identification in COPD.