L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies aériennes dont l'incidence a augmenté dramatiquement au cours de ces deux dernières décennies. Chez les individus sensibles, cette inflammation induit des épisodes de sifflements récurrents, une oppression thoracique, une sécrétion de mucus ainsi qu'une obstruction des voies respiratoires, un recrutement éosinophilique et une hyperréactivité broncho-pulmonaire (HRB). Les avancées dans la compréhension de la physiopathologie de l'asthme ont été réalisées grâce aux modèles expérimentaux murins. Ces travaux ont mis en évidence le rôle de différentes cellules dans l'immunorégulation de l'inflammation bronchique, notamment les lymphocytes T de type Th2. Toutefois, les mécanismes immunologiques impliqués dans la protection ou l'exacerbation de la maladie sont encore peu connus. Au cours de notre étude, nous avons mis en évidence l'influence de cellules Natural Killer T invariantes (iNKT) dans le développement de l'asthme allergique expérimental. Les cellules iNKT représentent une population immunorégulatrice de lymphocytes T, caractérisée par l'expression d'une chaîne alpha invariante du TCR (Va14Ja18 et Va24Ja18, respectivement chez la souris et chez l'homme) qui est positivement sélectionnée par la molécule CD1d. Ces cellules synthétisent rapidement et massivement de nombreuses cytokines, comme l'IL-4 et l'IFN-g, lorsqu'elles sont simulées par l'a-galactosylcéramide (a-GalCer), glycolipide reconnu spécifiquement par les lymphocytes iNKT. Le spectre d'action attribué aux cellules iNKT est particulièrement large. Elles sont impliquées dans le contrôle des réponses immunes contre des infections, des maladies autoimmunes, des modèles de contact de sensibilité et des tumeurs.<br /><br />En utilisant un modèle où les souris sont immunisées de façon systémique par l'ovalbumine (OVA) et ensuite stimulées au niveau des voies aériennes par ce même antigène (étape désignée comme « challenge »), nous avons démontré que les cellules iNKT sont impliquées dans la sévérité de l'asthme allergique expérimental. En effet, divers symptômes de l'asthme sont diminués chez les souris déficientes en cellules iNKT (Ja18-/-), notamment, l'inflammation éosinophilique, la production de cytokines de type Th2, comme l'IL-4 et l'IL-5, la sécrétion d'IgE et l'HRB. L'implication des cellules iNKT dans la sévérité de l'asthme a été confirmée puisque le transfert adoptif des cellules iNKT à des souris Ja18-/- rétablit les symptômes décrits ci-dessus. <br /><br />En nous basant sur ces résultats, nous nous sommes demandés si nous pourrions modifier la sévérité de l'asthme allergique en agissant sur les lymphocytes iNKT. Pour cela, nous avons traité des souris par l'a-GalCer. Nous avons ainsi démontré qu'une seule injection d'a-GalCer 1 h avant le premier challenge intranasal à des souris précédemment immunisées inhibait la totalité des symptômes de l'asthme. L'administration intranasal de l'a-GalCer inhibe les symptômes de l'asthme chez les souris immunisées et provoquées par l'OVA. Cette protection peut être transférée chez des souris immunisées grâce à des cellules en provenance de souris traitées par l'a-GalCer. L'implication de l'IFN-g dans cette protection a été mise en évidence par des anticorps neutralisants, ainsi que par le transfert de cellules iNKT en provenance de souris IFN-g-/-. <br /><br />En conclusion, nos résultats démontrent que les cellules iNKT sont impliquées dans la sévérité de l'asthme allergique expérimental en activant la sécrétion de cytokines de type Th2 et que le traitement par l'a-GalCer, qui agit spécifiquement sur les lymphocytes iNKT, inhibe le développement de la maladie en induisant la sécrétion d'IFN-g. Ainsi, nos résultats suggèrent que l'a-GalCer pourrait constituer un nouvel outil thérapeutique dans le traitement de l'asthme allergique.

Durant l’infection par le virus Influenza A (IAV), les changements physiques et immunologiques du poumon prédisposent l’hôte aux surinfections bactériennes. Les cellules T Natural Killer invariantes (iNKT) sont des lymphocytes T innés pouvant avoir des rôles bénéfiques ou délétères durant l’infection. Nos objectifs ont visé à (i) étudier le rôle naturel des cellules iNKT et (ii) à rechercher l’effet d’une activation exogène des cellules iNKT dans la surinfection bactérienne post-influenza.Lors de mon arrivée, le laboratoire venait de décrire, pour la première fois en contexte infectieux, que les cellules iNKT étaient capables de produire de l’IL-22 au cours de l’infection grippale. Cette cytokine joue un rôle majeur dans les processus de maintien et de réparation des épithéliums. L’une des causes des surinfections bactériennes post-grippales étant l’altération et/ou la perte de l’intégrité de l’épithélium pulmonaire, nous nous sommes proposés d’étudier le rôle potentiel de cette cytokine dans un modèle expérimental de surinfection bactérienne à S. pneumoniae. Nous avons ainsi pu montrer que si cette cytokine ne joue pas un rôle majeur dans la réponse anti-virale de l’hôte, l’IL-22 participe au contrôle de l’inflammation au cours de l’infection grippale et joue un rôle protecteur dans la surinfection bactérienne.Par ailleurs, l’utilisation de souris dépourvues en cellules iNKT (Jα18-/-) a permis de montrer que les cellules iNKT limitent la susceptibilité aux surinfections et réduisent le synergisme létal de la coinfection virus/bactérie. Au moment de l’infection bactérienne, les cellules iNKT des souris grippées sont incapables de produire de l’IFN-γ, cytokine dont nous avons montré le rôle essentiel dans les mécanismes de défense antibactérienne. Le défaut d’activation des cellules iNKT chez les souris surinfectées est lié à l’interleukine-10 (IL-10), cytokine immunosuppressive induite par l’infection virale, plutôt qu’à un défaut intrinsèque des cellules iNKT. L’IL-10 inhibe l’activation des cellules iNKT en réponse au pneumocoque en inhibant la production d’IL-12 par les cellules dendritiques dérivées de monocytes (MoDCs). La neutralisation de l’IL-10 restaure l’activation des cellules iNKT et augmente la résistance à la surinfection. Ainsi, les cellules iNKT ont un rôle bénéfique (en amont de la colonisation bactérienne) dans le contrôle de la surinfection bactérienne de la grippe et représentent une cible de l’immunosuppression.Nous avons par la suite étudié la possibilité que le superagoniste des cellules iNKT, l’ α-galactosylceramide (α-GalCer) puisse limiter la surinfection bactérienne. Pour cela, les souris ont été traitées par voie intranasale avec de l’α-GalCer à différents temps post-influenza, juste avant l’infection par le pneumocoque. Le traitement à jour 3, au pic de la réplication virale, limite fortement la surinfection. Cependant, l’inoculation d’α-GalCer pendant la phase aiguë du virus (jour 7) ne permet pas d’activer les cellules iNKT pulmonaires et n’a pas d’effet sur la surinfection. L’absence d’activation des cellules iNKT n’est pas intrinsèque et est associée à une disparition complète des cellules dendritiques CD103+ respiratoires (cDCs), lesquelles sont cruciales dans l’activation des cellules iNKTs. À des temps plus tardifs (jour 14), les cDCs repeuplent le poumon et l’α-GalCer promeut l’activité antibactérienne des cellules iNKT.Pris dans son ensemble, cette étude souligne le rôle des cellules iNKT dans la surinfection bactérienne de la grippe et ouvre de nouvelles voies thérapeutiques afin de limiter les surinfections bactériennes post-influenza. / XDurant l’infection par le virus Influenza A (IAV), les changements physiques et immunologiques du poumon prédisposent l’hôte aux surinfections bactériennes. Les cellules T Natural Killer invariantes (iNKT) sont des lymphocytes T innés pouvant avoir des rôles bénéfiques ou délétères durant l’infection. Nos objectifs ont visé à (i) étudier le rôle naturel des cellules iNKT et (ii) à rechercher l’effet d’une activation exogène des cellules iNKT dans la surinfection bactérienne post-influenza.Lors de mon arrivée, le laboratoire venait de décrire, pour la première fois en contexte infectieux, que les cellules iNKT étaient capables de produire de l’IL-22 au cours de l’infection grippale. Cette cytokine joue un rôle majeur dans les processus de maintien et de réparation des épithéliums. L’une desDuring the infection by the virus Influenza A ( IAV), the physical and immunological changes of the lung predispose the host to the bacterial secondary infections. The invariant cells(units) T Natural Killer iNKT ) are lymphocytes T innate being able to have beneficial or noxious roles during the infection. Our objectives aimed at i) to study the natural role of cells(units) iNKT and ii) to look for the effect of an exogenous activation of cells(units) iNKT in the bacterial secondary infection post-influenza. During my arrival, the laboratory had just described, for the first time in infectious context, that cells(units) iNKT were capable of producing of IL-22 during the flu-like infection. This cytokine plays a major role in the processes of preservation and repair of epitheliums [...]

Les cellules iNKT (de l’anglais invariant Natural Killer T) constituent un sous-type particulier de lymphocytes T caractérisé par un profil de type inné. Ces cellules répondent rapidement à des antigènes lipidiques et glycolipidique présentés par le CD1d, une glycoprotéine exprimée par les différentes cellules présentatrices d'antigène. Suite à l’activation, les cellules iNKT sont capables de produire de grandes quantités de cytokines anti-inflammatoires et pro-inflammatoires et elles sont impliquées dans différentes maladies, telles que l'allergie, l'auto-immunité, le cancer et les infections, parmi lesquelles la leishmaniose. Les parasites protozoaires de les espèces Leishmania sont les agents causaux de la leishmaniose, une maladie tropicale négligée dont la manifestation la plus grave affecte les organes viscéraux et qui peut être mortelle si elle n'est pas traitée. Le succès de l'infection dépend de la capacité du parasite à maitriser la réponse immunitaire de l'hôte. Récemment, quelques groupes, y compris le nôtre, ont observé que les parasites Leishmania libèrent des vésicules extracellulaires (VE). Les VE sont formées par une bicouche membranaire lipidique, contenant des lipides, des protéines et du matériel génétique et elles peuvent transmettre des molécules dérivées des pathogènes aux cellules hôte sans contact direct entre les cellules. Les VE produites par les parasites Leishmania et aussi par d’autres protozoaires ont été associés à des effets pro-parasite car elles favorisent un environnement plus permissif à l'établissement de l'infection. Dans cette thèse, nous avons étudié l'effet du matériel extracellulaire (ME), correspondant aux VE et aux molécules non-associées aux VE, libéré par les promastigotes de L. infantum sur les cellules iNKT. Dans le début de ce travail, il a été observé que le ME de L. infantum empêche l'expansion ex-vivo des cellules iNKT humaines à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique. Cela a mis en évidence la communication entre les cellules iNKT et le ME de L. infantum, ce qui a été exploré par la suite. Le ME de L. infantum module la capacité très importante des cellules iNKT à produire des cytokines. En effet, le ME de L. infantum empêche la production des différentes cytokines par les cellules iNKT, comme par exemple IL-4 et IFNγ. De plus, nous avons aussi démontré que le ME de L. infantum compète avec l’α-GalCer, un agoniste très puissant des cellules iNKT, pour la liaison à la molécule CD1d, ce qui justifie l’effet inhibiteur dans l'activation des cellules iNKT. Nous avons aussi montré que les lipides qui sont présents dans chaque fraction du ME de L. infantum ont un rôle très important dans l’inhibition de l'activation et l'expansion des cellules iNKT. Ainsi, le ME de L. infantum, par ces lipides, peut participer à l’altération de l’activation des cellules iNKT dépendante du CD1d. Cela ajoute une nouvelle évidence de la contribution du ME de L. infantum dans la subversion de la réponse immunitaire de l’hôte. La communication entre le ME libéré par un pathogène et les cellules iNKT a été étudié pour la première fois, ce qui a suggéré un mécanisme de modulation de ces cellules qui n’avait jamais été décrit. Ce travail ouvre des perspectives pour l'étude de l'interaction de ME libéré par d'autres pathogènes avec des cellules iNKT. De plus, l'analyse des lipides contenus dans le ME de L. infantum pourra aboutir à la découverte de nouvelles molécules spécifiques pour inhiber les cellules iNKT. Cela apporterait des avantages significatifs dans les approches cliniques ciblant la modulation de l'activation des cellules iNKT. / The invariant natural killer T (iNKT) cells constitute a particular subset of T lymphocytes characterized by an innate-like profile. These cells rapidly respond to lipid and glycolipid antigens bound by the glycoprotein CD1d expressed by different antigen presenting cells. Once activated, they release large amounts of anti- and proinflammatory cytokines. Thus, iNKT cells are endowed with a remarkable immunomodulatory potential and they have been implicated in different disorders, such as allergy, autoimmunity, cancer and infection, among which is leishmaniasis. Leishmania spp. are a group of protozoan parasites that includes the causative agents of leishmaniasis. This is a neglected tropical disease in which the most severe form of manifestation affects visceral organs and could be fatal if left untreated. Importantly, the success of Leishmania infection relies on the capacity of the parasite to subvert host immune responses. Recently, a few groups, including ours, observed that Leishmania parasites release extracellular vesicles (EVs). EVs are vesicles formed by a lipid bilayer membrane, containing other lipids, proteins and genetic material on their surface as well as in their lumen. Due to their potential to transmit messages between pathogens and host cells without a direct cell contact, they have been a focus of great interest regarding infection. EVs derived from Leishmania and other protozoan parasites have been associated with pro-parasite effects, by creating a more permissive environment to the establishment of the infection. Herein, we studied the effect of the extracellular material (ExM), which encloses both EVs and vesicle-depleted material, released by L. infantum promastigotes in iNKT cells. In the first steps of this work, it was observed that L. infantum ExM is capable of impairing the expansion of human iNKT cells ex vivo from peripheral blood mononuclear cells. This evidenced the cross-talk between iNKT cells and L. infantum ExM that we explored further. L. infantum ExM also modulates the important capacity of iNKT cells to release cytokines, impairing the production of different cytokines, such as IL-4 and IFNγ by these cells. Furthermore, we also show that L. infantum ExM competes with α-GalCer, a potent iNKT cell agonist, for CD1d binding, which justifies its effect in the impairment of iNKT cell activation. Additionally, we also proved the lipids present in each fraction of L. infantum ExM take an important role in the inhibition of iNKT cell activation and expansion. Thus, L. infantum ExM, through their lipids, is suggested to participate in the impairment of CD1d-mediated activation of iNKT cells, adding a new evidence regarding the contribution of the parasite ExM to subvert host immune responses. To the best of our knowledge, this is the first time that the cross-talk between the ExM released by a microbe and iNKT cells was assessed, shedding light on a mechanism of iNKT cell modulation that remained unexplored so far. This opens new perspectives regarding the study of the interaction of the ExM released by other pathogens with iNKT cells. Moreover, a further analysis of the lipid content of L. infantum ExM might allow the finding of new inhibitory molecules specific to iNKT cells, which can bring significant advantages in clinical approaches targeting the modulation of iNKT cell activation.

Le syndrome d'ischémie-reperfusion (IR), inhérent à la transplantation rénale, est caractérisé par un infiltrat leucocytaire important et des lésions tissulaires graves dont les signaux initiateurs restent à ce jour peu décrits. Postulant que la libération d'alarmines par les cellules en nécrose est décisive dans ce processus, l'objectif principal du présent travail a été d'étudier la contribution de l'alarmine IL-33 dans la genèse des lésions tissulaires dans un modèle murin d'IR rénale. Nos résultats montrent que l'IL-33 est rapidement libérée du rein après IR comme protéine circulante, dès une heure de reperfusion. Les souris IL-33gt/gt, déficientes en IL-33, sont moins sensibles aux lésions induites par l’IR, comme l'attestent le maintien de la fonction rénale et des lésions histologiques atténuées avec un recrutement de polynucléaires neutrophiles (PNN) diminué par rapport aux souris contrôles. Ceci est associé à la perte du recrutement de cellules iNKT productrices d'IFN-γ/IL-17A. Parallèlement, les souris Jα18KO, déficientes en cellules iNKT et protégées contre les lésions d'IR, possèdent également des niveaux élevés d'IL-33 circulante. Nous proposons donc que l'IL-33 endogène contribue aux lésions d'IR en favorisant le recrutement de cellules iNKT, conduisant ainsi à un recrutement amplifié de PNN au niveau du rein lésé. Notre étude, en identifiant l'alarmine IL-33 comme un médiateur précoce de la réponse immunitaire innée induite par l'IR rénale, mettant en jeu les cellules iNKT, contribue à la compréhension des mécanismes impliqués dans la genèse des lésions associées à la greffe rénale et permet de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. / Ischemia-reperfusion (IR) injury in renal transplantation is characterized by leukocyte infiltration and tissue damage. However, the signals that initiate these events remain poorly understood. Assuming that alarmin release by necrotic cells during IRI is critical, the main objective of the present study was to investigate the role of alarmin IL-33 in kidney injury using a mouse model of renal IR. We observed release of IL-33 shortly after kidney IR concomitantly with an increase in plasma levels of IL-33 within one hour of reperfusion. IL-33 deficient mice (IL-33gt/gt) exhibited reduced renal IR-induced injury, as attested by function preservation, reduced histological change and attenuation of neutrophil recruitment compared to control mice. This was associated with the loss of IFN-γ/IL-17A-producing iNKT cell recruitment. In the meantime, iNKT cell-deficient (Jα18KO) mice, also protected against IRI, have increased levels of circulating IL-33.These findings lead us to propose that endogenous IL-33 contributes to kidney IRI by promoting iNKT cell recruitment and cytokine production, thereby promoting amplified neutrophil recruitment to the injured kidney. The present study identifies the nuclear alarmin interleukin (IL)-33 as an important and early mediator of innate immune response, involving iNKT cells, following experimental kidney ischemia-reperfusion in mice. Our findings contribute to a better understanding of IR-induced injury and may lead to new therapeutic insights into renal-induced injury associated with renal transplantation.

Les cellules iNKT et T CDS innées sont présumées contribuer à l'irnmunosurveillance (IS) des cancers et sont fonctionnellement déficientes dans la leucémie myéloïde chronique (LMC). Notre hypothèse était que ces défauts résultent de l'incapacité des cellules dendritiques myéloïdes (mDC) à les activer. Des analyses par cytométrie en flux et microscopie confocale ont révélé une baisse de l'expression membranaire de CD 1 d, qui présente les antigènes aux cellules iNKT, à la surface des mDC des patients LMC, par comparaison aux sujets sains. Ce défaut n'est associé ni à un défaut de maturation des mDC, comme le montre l'expression normale de HLA-DR et de CDS6, ni à une baisse d'expression intracellulaire de CDld ou de son transcrit. Ces résultats sont conciliables avec une rétention intracellulaire. Le traitement in vitro des mDC des patients LMC avec un inhibiteur de la protéine ROCK restaure partiellement l'expression de surface de CD 1 d et la présentation antigénique par CD Id, alors qu'il n'a eu aucun effet sur les mDC des sujets sains. Nous proposons que la protéine ROCK, qui est activée par le domaine DH-PH de BCR-ABL, interfere avec la réponse immunitaire dépendant des lymphocytes iNKT au cours de la LMC par régulation négative de l'expression membranaire de CDld des mDC. Le fait que les cellules iNKT et T CDS innées retrouvent des fonctions normales après rémission complète de la LMC est en faveur d'une génération de cellules T CD8 innées dépendante des cellules iNKT, comme décrit chez la souris. Notre travail suggère une implication des cellules iNKT et T CD8 innées dans l'IS de la LMC et révèle l'axe ROCK/mDC comme une nouvelle cible thérapeutique dans la maladie. / CDld-restricted iNKT cells and innate CD8 T cells are believed to play a key role in cancer immune surveillance and are functionally deficient in chronic myeloid leukemia (CML). Herein, we have hypothesized that this defect might originate from BCR-ABL-dependent dysfunctions in myeloid dendritic cells (mDC). Indeed, flow cytometry and confocal microscopy revealed that cell-surface expression of CDld was downregulated in CML mDC, relative to healthy donor (HD) controls. The decreased cell-surface display of CDld could not be ascribed to defective mDC differentiation, as attested by normal expression of HLA-DR and the CD86 maturation marker. On the other hand, reduced membrane expression was not associated with decreased intracytoplasmic levels of CDld or its mRNA transcripts, consistent with intracellular retention. ln vitro treatrnent of CML mDC with the Rho-associated protein Kinase (ROCK) inhibitor Y-27632 partially restored both cell-surface CDld expression and CDld-mediated antigen presentation, while it had no effect on HD mDC. We propose that ROCK, which is most likely activated by the DH-PH domain of BCR-ABL, mediates iNKT-cell immune subversion in CML patients by downregulating CDld expression on CML mDC. Remarkably, both iNKT cells and innate CD8 T cells retumed to nonnal after complete CML remission, a finding consistent with a iN KT cell-dependent generation of innate CD8 T cells, similarly to the observations in mice. Ali in ali, our study supports the possible contribution of iNKT/innate CD8 T cells to tumor surveillance in CML, and reveals the ROCK/mDC axis as a new potential target to restore immune surveillance in CML.