Très tôt après l'entrée initiale du VIH-1 dans l'organisme, le système immunitaire est déjoué, permettant ainsi au virus de se répliquer activement. Cette replication engendre une depletion massive des lymphocytes T CD4⁺ ainsi qu'un dysfonctionnement des lymphocytes B. Nous savons que les premières cellules liant le VIH-1 sont les cellules dendritiques. De plus, ces cellules ont la capacité de migrer avec le virus jusqu'aux organes lymphoïdes secondaires où elles peuvent alors transmettre efficacement le VIH-1 aux lymphocytes T CD4⁺. Afin d'approfondir nos connaissances sur la pathogenèse associée au VIH-1, il est essentiel d'étudier intensivement les intervenants et plus particulièrement les cellules dendritiques et les récepteurs retrouvés à leur surface susceptibles de lier le VIH-1 lors de la primo-infection. La gpl20 du VTH-1 peut se lier au récepteur CD4 et corécepteurs afin de mener à une infection productive des cellules dendritiques. Toutefois, d'autres récepteurs, comme les récepteurs lectines de type C tels que le DC-SIGN sont connus pour leurs rôles dans l'infection en trans et donc le transfert efficace du vims des cellules dendritiques vers les lymphocytes T CD4⁺. Les cellules dendritiques myéloïdes, résidentes des muqueuses, expriment plusieurs lectines de type C dont le DCIR (dendritic cell ùnmunorecptor) qui a fait l'objet de mes études doctorales. Au cours de ces études, nous avons montré que le DCIR favorisait l'infection en trans et en cis des cellules dendritiques et que le domaine neck et le motif ITTM du DCIR étaient responsables de ces effets. De plus, nous avons mis en évidence pour la première fois que le DCIR était exprimé sur les lymphocytes T CD4⁺ en apoptose à la suite de l'infection par le VIH-1. L'expression du DCIR sur les cellules apoptotiques pourrait favoriser la dissémination et le transfert du VIH-1. Nous avons aussi montré l'importance de la signalisation engendrée par le domaine ITIM du DCIR dans l'infection par le VIH-1. L'ensemble de ces études ont permis de caractériser le rôle du DCIR dans la pathogénèse associé à l'infection par le VIH-1, en plus d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques très pertinentes pour contrer cette épidémie. Enfin, ces études montrent aussi l'importance d'étudier les autres récepteurs lectines de type C afin de bien comprendre le rôle de chacune dans l'infection par le VIH-1.

La sclérose en plaques (SEP) est largement acceptée comme étant une maladie auto-immune du système nerveux central (SNC) dirigée par les cellules T auto-réactives. Cette maladie est très répandue au Canada. L'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) est le modèle animal le plus utilisé pour l’étude de la SEP. Malgré l’importance des cellules T dans cette pathologie, il est important de souligner que ce sont les cellules présentatrices d'antigènes (CPA) myéloïdes, et surtout les cellules dendritiques (CD), qui amorcent l’activation des cellules T auto-réactives dans les organes lymphoïdes secondaires ainsi que leur éventuelle réactivation dans le compartiment du SNC plus tard au cours de la maladie. Cependant, il existe une disparité dans l'identification des différentes sous-populations de CPA myéloïdes en raison de l'absence de marqueurs fiables et spécifiques, ce qui constitue une entrave dans le domaine de l'immunothérapie cellulaire. Par ailleurs, les mécanismes moléculaires responsables de la régulation du recrutement des CPA myéloïdes au niveau de la vasculature cérébrale suite à l'activation de l'endothélium du SNC sont encore mal connus. L'interleukine-6 (IL-6) est une cytokine pro-inflammatoire essentielle à la différenciation des lymphocytes TH17 auto-réactifs. Ces derniers sont des régulateurs clés de l'EAE et jouent un rôle important dans la SEP. Ainsi, le premier objectif de ma thèse était de démontrer que l'IL-6 joue un second rôle dans l'EAE en stimulant l'endothélium du SNC à exprimer les molécules nécessaires au recrutement des CPA myéloïdes. Nous démontrons que : (1) les cellules endothéliales du SNC expriment le récepteur de l’IL-6 (IL-6R) ; (2) l’ablation génétique de l’IL-6R spécifiquement dans l'endothélium atténue le recrutement des neutrophiles, des macrophages et des CDs, et prévient le développement de l'EAE ; et (3) l'IL-6 stimule les cellules endothéliales à produire CXCL1 et PTGS2, des protéines impliquées dans le recrutement et l'activation des cellules myéloïdes. Le deuxième objectif général de mon étude était d'obtenir une vue d'ensemble phénotypique et fonctionnelle des sous-populations de CD présentes pendant la phase initiale d'induction de l'EAE. À cette fin, nous avons utilisé la technologie de séquençage de l'ARN unicellulaire (scRNAseq) pour comparer la signature transcriptionnelle des cellules CD11c+ issues des nœuds lymphatiques au cours de la phase préclinique de l'EAE. Nous montrons que : (1) quatre grandes sous-populations de CD sont présentes, soit les CD115+ monocytaires (mDC), les SiglecH+ plasmacytoïdes (pDC), les XCR1+ conventionnelles de type 1 (cDC1) et les CCR7+ conventionnelles de type 2 (cDC2) ; (2) les cDC2, une sous-population spécifique de CPA, présentent des niveaux transcriptonnels élevés de cytokines pro-inflammatoires (IL-6, IL-12) et de marqueurs de maturation et de co-stimulation pour la présentation des antigènes (CD80, CD83, CD86, OX40L) ; (3) miR155, un microARN connu pour son rôle dans l'EAE, est principalement exprimé dans les cDC2 ; et (4) que l'enzyme D-aminoacide oxydase (Dao), qui produit du peroxyde d'hydrogène (H2O2) à partir d’acides aminés D, est régulée à la hausse dans les cDC2 des souris miR155-/- . En résumé, mon travail de thèse met l'accent sur le rôle critique des CPA myéloïdes lors des premiers événements précliniques de l'EAE et il suggère un nouveau rôle important de la signalisation classique de l'IL-6 dans le développement de l'EAE et le recrutement des leucocytes. Finalement, il identifie en outre des cibles et des biomarqueurs potentiels à des fins diagnostiques et thérapeutiques. / Multiple sclerosis (MS) is widely accepted as an autoreactive T cells driven autoimmune disorder of the central nervous system (CNS), highly prevalent in Canada. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is the established animal model for studying MS. Antigen-presenting cells (APCs) of myeloid origin, most importantly, dendritic cells initiate the priming of autoreactive T cells in the secondary lymphoid organs, and their eventual reactivation in the CNS compartment later in the disease course. However, a disparity exists in identifying myeloid APCs subsets with accuracy due to absence of reliable and specific markers, causing a hindrance in the field of cellbased immunotherapy. In addition, more needs to be deciphered on the molecular mechanisms that regulate activation of CNS endothelium for recruitment of myeloid APCs. Interleukin-6 (IL-6) is a pro-inflammatory cytokine, essential for differentiation of self-reactive TH17 lymphocytes, which are key regulators of EAE and play an important role in MS. The first objective of my thesis was to demonstrate that IL-6 plays another role in EAE by stimulating the CNS endothelium to express molecules required for the recruitment of myeloid antigen-presenting cells. We show that: (1) endothelial cells in the CNS express IL-6 receptor (IL-6R); (2) genetic deletion of IL-6R specifically in the endothelium blocks neutrophils, macrophages and dendritic cells recruitment as well as EAE development; (3) ICAM1-expressing extravascular myeloid APCs are reduced in number during the pre-onset stage of EAE; and (4) IL-6 stimulates endothelial cells to produce CXCL1 and PTGS2, which are involved in recruitment and activation of myeloid cells. The second general objective of my study was to get a phenotypic and functional overview of DC subsets present during the initial induction phase of EAE. For that purpose, we used the single-cell RNA sequencing (scRNAseq) technology to compare the transcriptional signature of CD11c+ cells from lymph nodes during the pre-clinical phase of EAE. We show that: (1) four major subsets of DCs are present: CD115+ monocytic DC (mDC), SiglecH+ plasmacytoid DC (pDC), XCR1+ conventional DCs type-1 (cDC1) and CCR7+ conventional DCs type-2 (cDC2); (2) cDC2 exhibit elevated expression of pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-12), maturation marker (CD83) and costimulatory molecules for antigen presentation (CD80, CD86, OX40L); (3) miR155, a microRNA known to have a role in EAE, is predominantly expressed in cDC2; (4) the enzyme D-amino acid oxidase (Dao), that produces hydrogen peroxide (H2O2) from D-amino acids, is upregulated in cDC2 of miR155-/- mice. In summary, my thesis work emphasizes on the critical role of myeloid APCs during initial pre-clinical events of EAE. Moreover, it suggests additional important role of classical IL-6 signaling in EAE development and leukocyte recruitment. It further identifies potential targets and biomarkers for diagnostics and therapeutic purposes.

Malgré 40 ans de recherche, il n'existe toujours pas de traitement pour éradiquer le virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1). Des traitements antirétroviraux (TAR) permettent de contrôler la charge virale des personnes vivants avec le VIH-1 (PVVIH). Ces traitements améliorent la longévité et la qualité de vie des PVVIH. Cependant, l'activation immunitaire et l'inflammation chronique persistent malgré les TAR. C'est pourquoi la recherche de nouvelle cible thérapeutique ayant une action immunomodulatrice pour compléter le traitement des PVVIH est toujours d'actualité. La cellule dendritique participe aux premières étapes de l'infection et à l'orchestration de la réponse immunitaire contre le VIH-1. La cellule dendritique peut lier le VIH-1 par des récepteurs de lectines de type C dont le dendritic cell immunoreceptor (DCIR). La présence du DCIR permet d'augmenter l'entrée, la réplication virale ainsi que la transmission du virus sur des cellules dendritiques dérivées de monocytes et sur des lymphocytes T CD4. On sait que la liaison du VIH-1 au DCIR cause la libération de vésicules extracellulaires (VE) enrichies en protéines apoptotiques qui favorise l'apoptose des lymphocytes T CD4. Les VE sont des nanoparticules qui participent à la communication entre les cellules dans des conditions physiologiques et pathologiques. Les trois types de VE principalement étudiés sont les vésicules apoptotiques, les microvésicules et les exosomes, qui ont tous des caractéristiques différentes. Ces observations ont mené à l'hypothèse suivante : L'interaction entre le VIH-1 et le DCIR modifie la composition des VE afin de favoriser la réplication du virus et d'inhiber la réponse immunitaire. Ce projet a permis de mettre en place les modèles d'études afin de répondre à cette hypothèse, notamment l'amélioration des conditions d'infection des cellules in vitro, la séparation et la caractérisation des VE ainsi que l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques du DCIR et de lignées cellulaires portant un DCIR muté. / Despite 40 years of research, there is still no treatment able to eradicate the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). Antiretroviral treatments (ART) make it possible to control the viral load of people living with HIV-1 (PLWH). These treatments improve longevity as well as the quality of life of PLWH. However, immune activation and chronic inflammation persist despite ART. This is why the research of new therapeutic target having an immunomodulatory action to complete the treatment of PLWH is still relevant. The dendritic cell participates in the early stages of infection and in orchestrating the immune response against HIV-1. The dendritic cell can bind HIV-1 through C-type lectin receptors like dendritic cell immunoreceptor (DCIR). The presence of DCIR increase virus entry, viral replication and viral transmission on dendritic cells derived from monocytes and on CD4 T lymphocytes. It is known that binding of HIV-1 to the receptor causes the release of extracellular vesicles (EV) enriched in apoptotic proteins that promotes apoptosis of CD4 T lymphocytes. EVs are nanoparticles that participate in communication between cells in physiological and pathological conditions. The three types of EV mainly studied are the apoptotic vesicles, the microvesicles and the exosomes which all have different characteristics. These observations led to the following hypothesis: the interaction between HIV-1 and DCIR modifies the composition of EVs to promote virus replication and inhibit the immune response. This project made it possible to set up study models in order to respond to this hypothesis, in particular the improvement of the conditions of infection of cells in vitro, the separation and characterization of EVs as well as the use of pharmacological inhibitors of DCIR and cell lines carrying a mutated DCIR.

Les mécanismes immunitaires impliqués dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire sont finement régulés étant donné l’exposition constante des voies aériennes aux bioaérosols. Plusieurs cellules participent au maintien de l’homéostasie pulmonaire, telles les cellules dendritiques. Un sous-type de cellules dendritiques pulmonaires attire particulièrement l’attention dans l’homéostasie pulmonaire, les cellules dendritiques CD103+, étant donné qu’il a été démontré qu’elles participent dans la tolérance immune. Toutefois, ce rôle reste controversé, car des études démontrent qu’elles participent plutôt au développement de réponses inflammatoires pulmonaires. De plus, le CD103 (une intégrine exprimée par des sous-types de cellules dendritiques et de lymphocytes T), est surtout utilisé comme marqueur cellulaire et le rôle spécifique joué par l’expression du CD103 sur ces cellules reste inconnu. L’homéostasie pulmonaire n’est pas toujours maintenue. Chez des individus susceptibles, l’exposition aux bioaérosols peut mener au développement de réponses inflammatoires. C’est le cas pour l’asthme et l’alvéolite allergique extrinsèque, deux réponses d’hypersensibilités pulmonaires, de type I et de type mixte III/IV respectivement. Récemment, des espèces d’archées, Methanosphaera stadtmanae (MSS) et Methanobrevibacter smithii (MBS), ont été retrouvées en grande concentration dans les bioaérosols d’environnements agricoles et il a été démontré que l’exposition pulmonaire à leur extrait mène au développement d’une réponse immune chez la souris. Toutefois, le type de réponse d’hypersensibilité pulmonaire qu’elles induisent reste méconnu, une information cruciale qui permettra la poursuite de la recherche sur leur potentiel d’induire une réponse pulmonaire chez l’humain. De plus, même si plusieurs thérapies contre les maladies d’hypersensibilité pulmonaires existent, ce ne sont pas tous les sous-groupes de patients qui répondent à la médication, menant à des conséquences socio-économiques importantes pour le système de santé et pour les patients. Ainsi, il demeure important de poursuivre la recherche sur de potentielles cibles thérapeutiques, telles les cellules impliquées dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire. Cette thèse vise donc à évaluer le rôle de l’expression du CD103 dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire dans le contexte de maladies d’hypersensibilité pulmonaires induites par des antigènes retrouvés dans les bioaérosols. Le rôle de l’expression du CD103 dans l’hypersensibilité de type I induite par l’ovalbumine ou l’extrait d’acariens (modèles d’asthme) a d’abord été a évalué via l’utilisation de souris Cd103-/-. Nous démontrons que l’expression du CD103 est cruciale pour le contrôle de la sévérité de l’inflammation pulmonaire et qu’elle pourrait être impliquée dans l’initiation de la phase de résolution de la réponse inflammatoire. De plus, l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans leur migration aux ganglions lymphatiques. Ensuite, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse d’hypersensibilité de type mixte III/IV en réponse à Saccharopolyspora rectivirgula (SR; modèle d’alvéolite allergique extrinsèque) en utilisant des souris Cd103-/-. De plus, en utilisant des modèles de transfert de cellules, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse au SR lorsque seulement exprimé par les cellules dendritiques ou seulement par les lymphocytes T CD4. Nous démontrons que c’est l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques spécifiquement qui est impliquée dans la régulation de l’initiation de la réponse inflammatoire. Après avoir déterminé le type de réponse d’hypersensibilité induite par l’extrait de MSS ou MBS, nous avons étudié le rôle de l’expression du CD103 en réponse à ces archées. Nous démontrons que l’exposition à MSS induit une réponse immune typique d’une hypersensibilité pulmonaire de type IV. Les résultats obtenus après l’exposition à MBS indiquent aussi que la réponse développée est une hypersensibilité de type IV, même si cela reste à confirmer. Finalement, étant donné une grande variabilité entre nos expériences chez les souris Cd103-/-, nous n’avons pu obtenir de conclusion sur le rôle de l’expression du CD103 dans les réponses d’hypersensibilités induites par les archées. Ces résultats démontrent que l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans le contrôle de l’homéostasie pulmonaire en réponse à des bioaérosols spécifiques qui induisent une hypersensibilité pulmonaire. Les mécanismes exacts régulés par le CD103 sur les cellules dendritiques menant au maintien de l’homéostasie pulmonaire restent à être élucidé. De plus, nos résultats confirment que les espèces d’archées MSS et MBS induisent chacune une réponse d’hypersensibilité pulmonaire qui lui est spécifique, des résultats qui contribueront à déterminer si ces microorganismes induisent une pathologie chez l’Homme. / As we breathe, the lungs are constantly exposed to bioaerosols that challenge the maintenance of airway homeostasis. Many cells are involved in the maintenance of lung homeostasis, such as airway dendritic cells (DCs). A subset of airway DCs has gained special interest in the past years for its role in immune tolerance: CD103+ DCs. Yet, this role remains controversial as there are also reports that they induce airway inflammatory responses. Furthermore, CD103 (an integrin expressed by subsets of DCs and T cells) is mostly used as a marker and whether CD103 expression on these cells plays a specific role remains unknown. Airway homeostasis is not always maintained. Exposure to bioaerosols can elicit an immune response in susceptible individuals, such as in asthma and hypersensitivity pneumonitis, two common airway hypersensitivity diseases of type I and mixed type III/IV hypersensitivity, respectively. Recently, archaea species Methanosphaera stadtmanae (MSS) and Methanobrevibacter smithii (MBS) were identified in high concentrations in bioaerosols from agricultural environments and their extracts were shown to induce an immune response in the airways of mice. However, the type of airway hypersensitivity response they induce remains unknown, a key information that is required if research is pursued on whether they elicit an airway hypersensitivity response in humans. Furthermore, although many therapies for airway hypersensitivity diseases exist, not all subsets of patients respond to the current medication, resulting in high social and economic impacts on the health system and patients. Therefore, research on potential therapy targets for airway hypersensitivity diseases, such as those involved in the maintenance of airway homeostasis, remains important. This thesis focuses on the role of CD103 expression in the maintenance of lung homeostasis in the context of airway hypersensitivity responses induced by antigens found in bioaerosols. We first assessed the role of CD103 expression in type I hypersensitivity in response to ovalbumin or house dust mite extract (models of experimental asthma) using Cd103-/- mice. We found that CD103 expression is crucial in controlling the severity of airway inflammation and could be involved in initiating the resolution of the inflammatory response. Furthermore, CD103 expression on DCs regulates DC trafficking to the draining lymph nodes. We then assessed the role for CD103 expression in mixed type III/IV hypersensitivity in response to Saccharopolyspora rectivirgula extract (SR; model of experimental hypersensitivity pneumonitis) using Cd103-/- mice. Furthermore, using models of cell transfers, we evaluated the role for CD103 expression in the response to SR when specifically expressed by dendritic cells or specifically by CD4 T cells. We demonstrate that CD103 expression on DCs specifically is involved in regulating the onset of the inflammatory response. We finally studied the role for CD103 expression in response to the airway exposure of MSS and MBS extracts, after elucidating the type of hypersensitivity response they induce. We demonstrate that exposure to MSS induces a typical type IV hypersensitivity response. The results obtained after exposure to MBS also indicate development of a type IV hypersensitivity response, although it remains to be confirmed. Finally, due to high variability in the results using Cd103-/- mice, we were unable to reach a conclusion on the role for CD103 expression in response to archaea species. These results demonstrate that CD103 expression by DCs is involved in the control of airway homeostasis to specific airway hypersensitivity-inducing bioaerosols. The exact mechanisms regulated by CD103 on DCs leading to the maintenance of airway homeostasis remain to be elucidated. Furthermore, our results confirm that archaea species MSS and MBS induce a specific type of hypersensitivity response, which will contribute to the elucidation of whether they induce an airway pathology in humans.

Les cellules dendritiques décrites depuis les années 60 ont instantanément capté l’intérêt des scientifiques qui ont pu mettre en évidence leur rôle indispensable dans l’initiation des réponses immunitaires adaptatives et leur ont attribué le surnom « d’adjuvant naturel ». De manière surprenante, les cellules dendritiques conventionnelles sont aussi indispensables dans le maintien de la tolérance et peuvent présenter naturellement ou acquérir une fonction suppressive. Parmi les mécanismes capables de contrôler les réponses de type Th1, l’enzyme indoléamine 2,3-dioxygénase (IDO) a particulièrement attiré notre attention. Cette enzyme initiant la première étape de dégradation du tryptophane et sa transformation en catabolites toxiques nommés kynurénines semble jouer un rôle primordial dans la tolérance envers les fœtus allogéniques et dans l’échappement des tumeurs à la réponse immunitaire. <p><p>Nous avons donc évalué le rôle de l’IDO exprimé par les cellules dendritiques conventionnelles dans la régulation de la réponse adaptative. L’ensemble des résultats in vitro révèle que l’expression d’IDO par les cellules dendritiques conventionnelles au cours de leur maturation n’influence celle-ci ni au niveau de l’expression des molécules MHCII et CD86 ni au niveau de leur capacité à induire la différenciation des lymphocytes Th1. De plus, dans des modèles d’immunisation in vivo par transfert de cellules dendritiques conventionnelles, l’expression d’IDO par ces dernières ne semble pas leur permettre de contrôler les réponses T CD4+ ou T CD8+. Cependant, nous avons constaté qu’en absence de lymphocytes T régulateurs naturels l’expression d’IDO par les cellules de l’hôte constitue un mécanisme important limitant la réponse Th1. <p><p>En cas d’inflammation ou d’infection, de profonds changements affectent le compartiment des cellules dendritiques où émerge une nouvelle sous-population qui se différencie à partir des monocytes inflammatoires du sang et qui portent le nom de cellules dendritiques inflammatoires. Alors que les cellules dendritiques conventionnelles forment une population hétérogène où chaque sous-population semble se spécialiser dans la différenciation d’un type particulier de lymphocyte T auxiliaire ou « helper », la littérature met en évidence une incroyable plasticité phénotypique des cellules dendritiques inflammatoires qui les rend capables de s’adapter au type d’infection auquel l’hôte est confronté en intervenant directement au niveau de la réponse innée mais aussi en participant à l’initiation et la régulation de la réponse T la plus adaptée. <p><p>Le modèle d’immunisation in vivo par transfert de cellules dendritiques inflammatoires présentant l’antigène OVA nous a permis de démontrer la capacité de ces cellules à promouvoir spécifiquement la différenciation de lymphocytes de type Th17. Dans le cadre d’une immunisation classique par un adjuvant, le défaut dans le recrutement des cellules dendritiques inflammatoires dans les souris CCR2-/- nous a permis de mettre en évidence le rôle indispensable des cellules dendritiques inflammatoires pour l’induction des réponses Th1 et Th17. Finalement, envisageant la possibilité d’une collaboration entre DCs conventionnelles et inflammatoires pour l’induction des réponses de type Th17, nous avons constaté que le transfert de cellules dendritiques conventionnelles présentant l’antigène KLH provoque in vivo le recrutement de cellules dendritiques inflammatoires au sein des ganglions drainant le site d’injection et que ces cellules dendritiques inflammatoires semblent nécessaires pour la différenciation des lymphocytes de type Th17.<p><p>La collaboration entre cellules dendritiques via le transfert d’informations pourrait être un évènement fréquent permettant de réguler la réponse immunitaire adaptative à trois niveaux principaux :au niveau quantitatif, en augmentant le nombre de cellules dendritiques présentant l’antigène, au niveau de la durée, en transmettant l’information aux cellules dendritiques inflammatoires colonisant les tissus desquels les cellules dendritiques conventionnelles disparaissent après activation/maturation et au niveau qualitatif, en combinant les propriétés intrinsèques des différentes sous-populations de cellules dendritiques afin de réguler la différenciation des lymphocytes T helper.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

A chaque instant notre organisme est confronté à des agents pathogènes de nature très variable. Pourtant, malgré toutes les agressions rencontrées, il maintient une certaine intégrité. Cette dernière résulte de la mise en place d’un système de défense perfectionné, fruit de la collaboration étroite de diverses cellules :le système immunitaire. Parmi toutes les cellules qui le composent, les cellules dendritiques jouent un rôle prépondérant. Disséminées dans la plupart de nos organes et tissus, elles surveillent, en alerte du moindre danger. Elles orchestrent la réponse immune :elles sont capables d'initier et polariser une réponse immune ou d'instaurer la tolérance. De nombreux traitements thérapeutiques tentent d’exploiter leurs capacités intrinsèques. Ces cellules présentent en effet un grand potentiel dans la vaccination anti-tumorale et antivirale, dans l’acceptation de greffes et le contrôle de maladies auto-immunes. Toutefois, de nombreux éclaircissements restent encore à apporter que ce soit sur l’ontogénie des cellules dendritiques, leur rôle ou leur propre biologie. <p><p>Aussi, le dessein de ce travail était d’approfondir nos connaissances fondamentales sur les propriétés moléculaires et la biologie des cellules dendritiques afin de mieux appréhender la nature et l’amplitude des réponses qu’elles induisent. A cette fin, nous avons identifié deux nouveaux gènes qu’elles expriment préférentiellement et nous avons essayé de caractériser leur fonction. L’avènement de l’utilisation de la technique d’ARN interférence dans les systèmes de mammifères et le développement des vecteurs lentiviraux nous sont apparus comme des outils présentant un réel potentiel pour répondre à nos questions. Nous avons donc généré des souris qui sur- ou sous- expriment le gène d’intérêt, par infection lentivirale d’embryons, pour tenter de cerner son rôle in vivo. Cette méthode de transgénèse était très prometteuse car rapide, efficace, peu onéreuse et sollicitait peu de compétences pour la manipulation des embryons. Cependant, l’approche s’est révélée plus laborieuse que prévu. Nous avons en effet rencontré de nombreux phénomènes de variégation et de « silencing » qui a rendu plus ardue l’utilisation des souris transgéniques. Néanmoins, nous pensons aujourd’hui être à même d’élaborer une stratégie de sélection des souris générées par transgénèse lentivirale qui ne développeraient probablement pas les problèmes rencontrés. Au cours de l’étude, nous avons également observé une fluctuation de l’activité du promoteur CAG pendant le développement thymique, pointant l’importance du choix d’un promoteur optimal en fonction du projet de recherche. Enfin, l’analyse des souris, bien que préliminaire, suggère un rôle potentiel d’un des gènes examinés dans la différenciation, la mobilisation ou la survie des cellules dendritiques, des macrophages et des lymphocytes B.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Depuis leur découverte en 1973 par Steinman et Cohn, le rôle des cellules dendritiques dans l’initiation des réponses immunitaires a largement été documenté. En effet, les cellules dendritiques constituent les cellules présentatrices d’antigènes professionnelles capables de détecter des molécules microbiennes et inflammatoires afin d’activer le système immunitaire. Outre leur implication dans l’induction des réponses immunes, de plus en plus d’études suggèrent que les cellules dendritiques interviennent dans le contrôle des réponses immunitaires via la sécrétion de cytokines anti-inflammatoires et/ou l’activation ou l’induction de lymphocytes T régulateurs. Ceux-ci incluent les cellules T régulatrices issues naturellement du thymus et les cellules T régulatrices induites en périphérie. <p><p>Des résultats obtenus au sein de notre laboratoire ont mis en évidence l’importance des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses de type Th1 induites à l’aide de cellules dendritiques matures chargées avec des antigènes étrangers. Nous avons, dès lors, étudié le rôle du récepteur CTLA-4 exprimé constitutivement à la surface des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses immunitaires induites à l’aide de cellules dendritiques matures et dans un modèle d’inflammation intestinale. L’injection d’anticorps anti-CTLA-4 induit in vitro et in vivo une inhibition de la production d’IFNγ et protège les souris de la colite pro-Th1 induite par l’instillation de TNBS. Cette protection corrèle étroitement avec l’induction de lymphocytes T régulateurs exprimant fortement la molécule ICOS et sécrétant de l’interleukine 10. De plus, nos résultats suggèrent que l’interleukine 10 et l’indoléamine 2, 3 dioxygénase seraient impliquées dans la fonction régulatrice des lymphocytes T ICOShigh. <p><p>Nous avons également analysé les mécanismes impliqués dans le contrôle des réponses de type Th1 par les lymphocytes T régulateurs naturels. Nos résultats suggèrent une régulation différente des réponses Th1 en présence et en absence de cette population régulatrice. En effet, les réponses Th1 sont dépendantes de l’interleukine 12 en présence de lymphocytes T régulateurs naturels, alors qu’en leur absence, la molécule CD70 est requise. <p><p>En conclusion, nos résultats suggèrent que les lymphocytes T régulateurs naturels et induits contrôlent les réponses immunes de type Th1. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence des stratégies distinctes par lesquelles ces deux populations régulatrices contrôlent la réponse immune. Ces résultats complètent la compréhension des mécanismes de régulation du système immunitaire et ouvrent de nouvelles perspectives d’approche immunothérapeutique.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dendritic cells (DCs) are professional APCs that have a unique capacity to initiate primary immune responses, including tolerogenic responses. We have genetically engineered bone marrow-derived DCs to express the immunosuppressive cytokine IL-10 and tested the ability of these cells to control experimental asthma. A single intratracheal injection of OVA-pulsed IL-10-transduced DCs (OVA-IL-10-DCs) to naive mice prior to OVA sensitization and challenge prevented all the cardinal features of airway allergy, namely eosinophilic airway inflammation, airway hyperreactivity, and production of mucus, Ag-specific Igs and IL-4. OVA-IL-10-DCs also reversed established experimental asthma and had long-lasting and Ag-specific effects. We furthermore showed, by using IL-10-deficient mice, that host IL-10 is required for mediating the immunomodulatory effects of OVA-IL-10-DCs and demonstrated a significant increase in the percentage of OVA-specific CD4+CD25+Foxp3+IL-10+ regulatory T cells in the mediastinal lymph nodes (MLNs) of OVA-IL-10-DC-injected mice. Finally, adoptive transfer of CD4+ MLN T cells from mice injected with OVA-IL-10-DCs protected OVA-sensitized recipients from airway eosinophilia upon OVA provocation. Our study describes a promising strategy to induce long-lasting Ag-specific tolerance in airway allergy./L’asthme atteint des proportions épidémiques dans les pays développés et a un impact négatif sur la qualité de vie. De plus les coûts des soins de santé relatifs à cette maladie ne cessent d’augmenter. La nette augmentation de l’incidence durant ces dernières décennies reste une énigme, les facteurs environnementaux ayant probablement contribués pour une large part dans ce processus.<p>Bien que le traitement actuel de l’asthme avec des corticostéroïdes inhalés et des agonistes β2 à longue durée d’action est satisfaisant et sans danger, des inquiétudes restent sur les effets à long terme des corticostéroïdes, en particulier lorsqu’on voit que les traitements commencent parfois très tôt dans l’enfance. De plus, la thérapie actuelle ne semble pas inhiber le TGF-β ni les dépôts de collagène, importants dans le remodelage des voies aériennes qui, au final, contribue à augmenter l’HRB des voies respiratoires.<p>La prévalence et la sévérité de l’asthme atopique augmentent de façon alarmante partout dans le monde depuis ces vingt dernières années {Eder, 2006 2}. Les traits pathophysiologiques de l’asthme allergique, à savoir l’éosinophilie pulmonaire chronique, l’hyperréactivité bronchique des voies aériennes (HRB) à une variété de stimuli non spécifiques, la production excessive de mucus dans les voies aériennes et les niveaux élevés d’IgE dans le sérum, sont tous étroitement liés à une réponse immune de type Th2 aberrante envers des antigènes habituellement inhalés (Ag) {Busse, 2001 466; Larche, 2003 467; Ray, 1999 465; Wills-Karp, 1999 464}. Les lymphocytes Th2 spécifiques de l’antigène exercent des fonctions effectrices cruciales en produisant un répertoire propre de cytokines, les plus importantes d’entre-elles étant l’IL-4, l’IL-5 et l’IL-13 {Busse, 2001 466; Larche, 2003 467; Ray, 1999 465; Wills-Karp, 1999 / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’immunothérapie anticancéreuse est basée sur la capacité du système immunitaire à reconnaître les cellules tumorales comme étrangères et à les éliminer. Les stratégies immunothérapeutiques abordées dans ce travail, incluent l’activation du système immunitaire par l’expression de facteurs immunomodulateurs (l’interleukine-2) via l’utilisation d’un vecteur dérivé du parvovirus MVM, ou par présentation des antigènes tumoraux par la machinerie des cellules dendritiques (DC), via la génération d’hybrides entre DC et cellules tumorales (TC).<p>L’intérêt majeur du parvovirus autonome MVM en tant que vecteur pour la thérapie génique du cancer vient de son expression préférentielle dans les cellules transformées (oncotropisme) et de son aptitude à lyser celles-ci (oncolyse). Les vecteurs générés au laboratoire conservent l’unité de transcription NS et expriment l’IL2 humaine sous contrôle du promoteur P38, à la place des protéines de capside. Malgré les améliorations apportées à la production de vecteurs recombinants, la faible concentration des stocks reste un problème. Il a été montré que, de nombreux virus sont mieux produits en conditions de faible tension en oxygène (hypoxie). Nous avons tenté d’améliorer les titres des vecteurs en les produisant sous faible tension d’oxygène mais sans y parvenir (annexe 1). Dans un modèle in vivo utilisant la lignée de mélanome K-1735 dans des souris immunocompétentes, des cellules tumorales infectées in vitro avant leur implantation en sous-cutané ont montré un effet anti-tumoral du vecteur MVM/IL2 (annexe 2). Afin de mettre en évidence l’apport de l’oncolyse parvovirale dans l’activité anti-tumorale, nous avons mis au point des expériences, dans le même modèle de tumeur, visant à comparer l’efficacité du vecteur MVM/IL2 à celle d’autres vecteurs, Ad/IL2 et Rétrovirus/IL2, ne possédant pas d’activité oncolytique. Dans le but de mettre en évidence une éventuelle réponse immune in vivo, nous avons utilisé le modèle de tumeur TC-1 mais ce modèle s’est montré moins sensible à l’effet du vecteur MVM/IL2 et nous n’avons pas pu démontrer d’activation de cellules cytotoxiques spécifiques de la tumeur.<p>Il a été proposé d’utiliser des hybrides entre DC/TC pour la vaccination anti-tumorale pour optimaliser la présentation des antigènes tumoraux. Une lignée cellulaire exprimant la protéine fusogène du virus de la leucémie du Gibbon (GaLV-FMG, Gibbon ape leukemia virus) a été dérivée de la lignée cellulaire CHO (cellules ovariennes de hamster chinois) au laboratoire. Cette lignée CHO-FMG, utilisée comme partenaire intermédiaire, a permis la fusion entre cellules tumorales et dendritiques (annexe 3). Nous avons montré que l’expression transitoire après infection par un vecteur AAV-FMG ou après transfection transitoire ne génère pas un pourcentage significatif d’hybrides. En effet, le niveau d’expression ainsi que le pourcentage de cellules transduites exprimant FMG s’est révélé trop faible. Ceci a mis en valeur l’efficacité de la lignée stable CHO-FMG comme intermédiaire de la fusion. De plus, nous avons intégré dans la lignée fusogène, le gène de l’interleukine-2, qui devrait permettre d’augmenter l’efficacité de l’induction de la réponse immune. <p>\ / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La première étape de la réponse immune est réalisée par des cellules "sentinelles": les cellules dendritiques (DC). Elles ont à la fois un rôle de surveillance de l’organisme et une capacité unique à alerter les lymphocytes T naïfs. Leur efficacité à présenter des antigènes rencontrés en périphérie à des lymphocytes résidant dans les organes lymphoïdes résulte d’une spécialisation de fonction au cours du temps. A l’état immature, elles capturent et apprêtent les antigènes protéiques au niveau de divers organes, mais ont une faible capacité stimulatrice. Par contre, à l’état mature, elles perdent la capacité de capturer des antigènes, acquièrent celle de sensibiliser des lymphocytes T et migrent vers les organes lymphoïdes. <p>Cependant, des DC immatures sont présentes dans les organes lymphoïdes en contact avec les cellules T laissant supposer qu’elles pourraient jouer d’autres rôles que celui de sentinelles. <p><p>L’immunisation de souris par injection de DC immatures ou matures nous a permis de mettre en évidence un rôle potentiel des DC immatures. Ces dernières induisent en effet une prolifération des cellules T CD4 et leur différenciation en cellules de mémoire en absence de réponse primaire effectrice (absence d’IFN-& / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished