La microsporidie Encephalitozoon intestinalis est la cause de diarrhées fréquemment associées à d'autres manifestations, chez les sujets immunodéprimés infectés par le VIH. La muqueuse intestinale constitue la première barrière physiologique et immunologique s'opposant à l'entrée du parasite dans l'organisme. Pourtant, la majorité des connaissances concernant l'immunobiologie des microsporidies résulte d'études effectuées chez la souris infectée par la voie intra-péritonéale. L'immunité protectrice vis-à-vis des microsporidies a largement été associée à la réponse immune cellulaire et à la production de cytokines de type Th1, et plus particulièrement d'IFN-g. Cependant, le ou les mécanismes par lequel l'IFN-g intervient dans le contrôle des microsporidioses reste encore mal caractérisé. Nous avons donc étudié et comparé la réponse immune cellulaire chez les souris sauvages et chez les souris déficientes pour le récepteur à l'IFN-g (GRKO), après infection orale avec E. intestinalis. Dans un premier temps, nous avons observé chez les souris sauvages infectées, capable de contrôler et d'éradiquer le parasite, 1) la mise en place d'une réponse immune cellulaire de type Th1 au niveau de la muqueuse intestinale, des ganglions mésentériques et de la rate ; 2) la production au niveau du duodenum de chimiokines connues pour attirer les lymphocytes T et les macrophages ; et 3) une augmentation du nombre de lymphocytes intraépithéliaux intestinaux, capables d'exercer une activité cytotoxique contre des macrophages infectés par le parasite. Chez les souris GRKO infectées, nous avons montré 1) une altération du profil d'expression des chimiokines au niveau de la muqueuse intestinale ; 2) un défaut d'expression des cytokines Th1 et une expression plus précoce et/ou plus importante des cytokines Th2 au niveau de tous les compartiments étudiés ; et 3) une réponse splénique T CD8+ cytotoxique moins efficace. L'ensemble de ces résultats nous permet de mieux cerner le rôle de l'IFN-g dans l'immunité anti-microsporidienne.

Au cours de la progression des cancers dorigine épithéliale, on observe une disparition des jonctions intercellulaires et une réorganisation de leurs composants. Par ailleurs, cette progression tumorale saccompagne également dune surexpression de certaines chimiokines par les cellules tumorales. Dans ce travail, nous nous sommes attachés à étudier la régulation potentielle de ces chimiokines par certaines molécules dadhérence. Nous avons plus particulièrement examiné linfluence de la caténine beta et de ZO-1 sur lexpression des chimiokines étant donné leur particularité de pouvoir effectuer la navette entre la membrane et le noyau et leur implication dans des voies de signalisation. Dans un premier chapitre de résultats (chapitre III.1.1), nous rapportons notre étude concernant la régulation de MCP-1/CCL2 par la voie de signalisation caténine beta Publication 1 Nos travaux détaillant la régulation de lIL-8/CXCL8 par ZO-1 font lobjet dun second chapitre de résultats (chapitre III.1.2) Publication 2 Parallèlement à notre axe principal de recherche centré sur la régulation de lexpression des chimiokines, nous avons également participé à des travaux montrant linfluence de la voie de signalisation caténine beta sur la régulation de la vimentine lors de la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) associée à la progression tumorale. Un troisième chapitre de résultats est consacré à lexposé de ces travaux (chapitre III.2). Publications 3, 4, 5

Reproduction de : Thèse doctorat : Pharmacie. Immunologie : Reims : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse de doctorat : Chimie organique. Pharmacochimie : Strasbourg 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 307-324.

Thèse doctorat : Sciences Chimiques : Nancy 1 : 2004. Thèse doctorat : Chimica dei processi biologici : Universita degli studi di Napoli Federico II : 2004. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre.

Le neutrophile humain est une composante essentielle du système immunitaire inné. Il joue un rôle-clé comme phagocyte professionnel pour la défense contre les agents externes. De plus, il a la capacité de libérer un large éventail de produits antimicrobiens et de produire également diverses protéines immunorégulatrices, dont une vaste gamme de cytokines (IL-8, MIP-1[alpha]/[beta], IP-10, I-TAC, TNF-[alpha], etc.). La génération de ces dernières permet le recrutement massif de neutrophiles et d'autres populations leucocytaires au site inflammatoire, contribuant ainsi au bon déroulement de la réponse inflammatoire. La génération de cytokines par le neutrophile humain est induite par différents agonistes, dont des molécules bactériennes (LPS, peptides N-formylés) ou les médiateurs inflammatoires (cytokines, chimiokines, facteurs de croissance). Ces molécules vont activer des récepteurs à la surface du neutrophile et déclancher ainsi plusieurs voies de signalisation et des facteurs transcriptionnels. Dans la présente étude, nous avons déterminé l'impact de la voie de signalisation MEK/ERK dans l'induction de l'expression des cytokines chez le neutrophile humain isolé du sang périphérique. Nous avons noté un découplage du module MEK/ERK suite à une stimulation avec certains agonistes pro-inflammatoires (LPS, TNF-[alpha]), mais par pour d'autres (fMLP, GM-CSF). L'utilisation de différentes classes d'agonistes et d'inhibiteurs pharmacologiques des voies de signalisation nous a permis de mettre en évidence les rôles différents de MEK et de ERK en ce qui concerne la sécrétion et la transcription de cytokines. Les kinases ERK et MEK sont toutes deux impliquées dans la sécrétion de cytokines, mais ERK est la seule des deux qui est associée à la transcription. Par contre, nous n'avons toujours pas identifié la kinase responsable de l'activation de ERK lorsque le module MEK/ERK est découplé. Enfin, à défaut d'identifier la kinase qui phosphoryle ERK, nous montrons que la MAP3K, TAK1, agit en amont de ERK et de MEK chez les neutrophiles. Nos résultats suggèrent que les thérapies basées sur l'inhibition de MEK devront être complémentées d'une inhibition de ERK, en particulier dans des maladies inflammatoires chroniques à forte prédominance neutrophilique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 80-90. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les chimiokines (CK) et leurs récepteurs (RCK) régulent l’homéostasie leucocytaire et sont également des partenaires actifs dans la physiopathologie du syndrome WHIM et du lupus systémique (LS).Le syndrome WHIM est un déficit immuno-hématologique rare qui se caractérise notamment par une profonde lympho-neutropénie périphérique. Ce déficit est expliqué par un gain de fonction du RCK CXCR4, qui entraîne un défaut de désensibilisation du récepteur et une hyper-sensibilité à son ligand CXCL12. Malgré la lymphopénie caractéristique, les patients parviennent à générer une réponse immune humorale mais celle-ci n’est pas maintenue dans le temps. Afin de mieux comprendre la physiopathologie du syndrome WHIM, notre laboratoire a développé le modèle murin Cxcr4+/1013 qui présente une mutation gain de fonction de Cxcr4 similaire à celle observée chez certains patients. La première partie de ma thèse s’est intéressée à l’impact de ce gain de fonction de Cxcr4 sur la réponse immune. L’immunisation des souris Cxcr4+/1013 a permis de montrer que la désensibilisation de Cxcr4 limitait la différenciation des cellules productrices d’anticorps (Ac) appelées plasmocytes (PC). De plus, le gain de fonction de Cxcr4 est associé à une migration aberrante des PC et un défaut de leur maintien au long cours dans la moelle osseuse, pouvant ainsi expliquer la réponse vaccinale défectueuse observée chez les patients.La seconde partie de ma thèse a été consacrée à la caractérisation du profil migratoire des PC dans le LS. Le LS est une maladie auto-immune systémique, qui évolue par poussées et rémissions, et qui affecte plusieurs organes (peau, rein, système nerveux central…). L’initiation et l’exacerbation du LS sont médiées par les auto-Ac sécrétés par les PC autoréactifs. A ce jour, de par l’absence d’identification de marqueur spécifique de cette population, aucune thérapie ne parvient à cibler spécifiquement ces cellules. Une stratégie alternative consiste en la dérégulation de la domiciliation des PC autoréactifs dans les tissus enflammés, à l’origine même des dommages tissulaires. Ce projet s’est intéressé à l’identification du code migratoire des PC circulants de patients lupiques. J’ai cherché à savoir si les PC circulants de patients lupiques présentaient un profil d’expression de RCK distinct de ceux d’individus sains, pouvant ainsi expliquer le recrutement aberrant de ces cellules dans les tissus enflammés. Ces études ont été effectuées chez des patients en phases de poussée et de rémission mais également dans le modèle murin lupique NZB/W F1. Ces travaux suggèrent que les patients peuvent être stratifiés selon les RCK exprimés par les PC circulants. / The chemokines (CK) and their receptors (CKR) are essential for leukocyte homeostasis. They are also involved in the pathophysiology of several diseases including the WHIM syndrome and systemic lupus erythematosus (SLE).The WHIM syndrome is a rare immunodeficiency characterised by a severe peripheral lympho-neutropenia. It is caused by a gain-of-function of the CKR CXCR4, leading to a defect in desensitization of this receptor and a hyper-responsiveness to its ligand CXCL12. To better understand the pathophysiology of the WHIM syndrome, our laboratory developed the mouse model Cxcr4+/1013 harboring a natural mutation observed in some patients. Despite the lymphopenia, WHIM patients can mount a potent humoral immune response but that is not sustained over time. The maintenance of long-term antibody (Ab) titers is guaranteed by plasma cells (PCs) in the bone marrow (BM). The first part of my thesis was thus dedicated to the analysis of the role of a gain-of-function of Cxcr4 on PC differentiation and migration. The analysis of humoral response of Cxcr4+/1013 mice revealed a defect in the persistence of specific antibody titres in the absence of Cxcr4 desensitization. Furthermore, this was associated with an abnormal accumulation of a population of immature PCs in the BM.The second part of my work aimed to characterize the migratory potential of circulating PCs from SLE patients. SLE is a systemic autoimmune disease which can affect several organs like the skin, the kidneys or the central nervous system. SLE evolves in flare and remission phases and auto-Ab secreted by autoreactive PCs contribute to its pathophysiology and severity. Today, no specific treatment against autoreactive PCs exist. Targeting their migratory capacity to the inflamed tissues could be an alternative strategy. The objective of this project was to identify the migratory potential of SLE PCs. These studies were processed on samples from SLE patients during flare or remission, and on the lupus mouse model, the NZB/W F1 mice. We observed that the expression of different combinations of surface CKR may stratify several groups of SLE patients.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est l’une des maladies auto-immunes qui atteint les articulations. Les symptômes principaux de la PR incluent une inflammation chronique de la synoviale dépendante de diverses cytokines et chimiokines inflammatoires, ainsi que de nombreux médiateurs de caractère lipidique, sécrétés par les cellules immunitaires et par les synoviocytes. L’acide lysophosphatidique (LPA) et son enzyme productrice, l’autotaxine (ATX) ont été détectés dans le liquide synovial. Les niveaux des ARNm de deux des six récepteurs du LPA, soit LPA1 et LPA3, sont aussi plus élevés dans les fibroblastes synoviaux des patients PR comparé à ceux d’arthrose ou suite avec une incubation avec le TNFα. Le LPA est aussi reconnu pour sa capacité à induire une production de cytokines et de chimiokines par des synoviocytes de type B (RAFLS) provenant de patients PR, ainsi que dans le modèle murin de poche d’air. D’ailleurs, la pré-incubation avec le facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα) in vitro ou bien in vivo rehaussa cette sécrétion de cytokines et de chimiokines induite par la LPA. Dans le cadre de cette étude, nous avons démontré qu’une chimiokine appelée CXCL13 est impliquée dans le recrutement lymphocytaire induit par le LPA après une pré-incubation au TNFα, dans le modèle de poche d’air. Le mécanisme par lequel le LPA peut faire sécréter des cytokines et des chimiokines et par lequel la TNFα peut contribuer à une superproduction de cytokines et de chimiokines dépendante du LPA a aussi été investigué. Nos résultats indiquent que la p38MAPK, la cascade signalétique ERK-MSK-CREB, la Rho kinase, et la PI3K sont toutes des voies de signalisation stimulées par le LPA qui modulent une sécrétion de l’interleukine-8 (IL-8) chez les synoviocytes de type B. En revanche, nous avons remarqué que la sécrétion de l’IL-8 par les synoviocytes stimulés par le LPA devenait insensible aux inhibiteurs des dites kinases lorsque traités au préalable au TNFα. Il n’en demeure pas moins qu’une inhibition simultanée de la p38MAPK et d’ ERK a mené à une diminution efficace de la sécrétion de l’IL-6 et de l’IL-8. Cette étude a permis de mieux comprendre le mécanisme de la réponse inflammatoire déclenchée par le LPA et d’identifier les principales voies de signalisation intracellulaire contribuant à la sécrétion de cytokines et de chimiokines en présence ou en absence de TNFα. Le travail pourrait avoir des retombées majeures en ce qui concerne les stratégies pour développer des drogues ciblant l’axe ATX-LPA et les kinases mentionnées ci-dessus pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde. / Rheumatoid Arthritis (RA) is one of the most severe inflammatory arthritides. The main features of RA include chronic inflammation in the synovium mediated by inflammatory cytokines and chemokines as well as lipid mediators, secreted by immune cells and synoviocytes. Lysophosphatidic acid (LPA), a monoacyl phospholipid mediator, and its producing enzyme autotaxin (ATX) were detected in synovial fluid. LPA1 and LPA3 receptor mRNA levels were also higher in synovium from RA patients than from normal individuals. LPA was previously reported to induce cytokine and chemokine production in RA fibroblast-like synoviocytes (RAFLS) and in a mouse air pouch model. In addition, TNFα pretreatment in vivo or in vitro enhanced this cytokine and chemokine secretion induced by LPA. In this study, we demonstrated that an LPA-induced chemokine named CXCL13 is also involved in LPA-induced leukocyte recruitment in the mouse air pouch model after TNFα pretreatment. The mechanism whereby LPA induces cytokine/chemokine secretion and whereby TNFα pretreatment induces cytokine/chemokine super-production mediated by LPA was also investigated in this study. Our data demonstrated that p38MAPK, the ERK-MSK-CREB axis, Rho kinase, and PI3K were all involved in the LPA signaling resulting in IL-8 secretion in RAFLS. However, we found that, after pretreatment with TNFα, LPA-induced IL-8 secretion became insensitive to inhibitors of those kinases mentioned above. Notwithstanding, blocking both the p38MAPK and ERK pathways could effectively decrease IL-8 and IL-6 secretion. This study allowed a deeper understanding of the mechanism of the LPA-induced inflammatory response, including the signal pathways regulating cytokine/chemokine secretion with or without the exacerbating effect of TNFα. The study may have important implications for the development of drugs targeting ATX-LPA axis and the aforementioned signaling pathways for the treatment of RA.

L’obésité est maintenant reconnue comme présentant une inflammation chronique et est caractérisée par une augmentation de l’infiltration de macrophages dans le tissu adipeux. Cette infiltration est réflètée par l’activation du système du complément qui agit comme élément déclencheur et précurseur aux autres fonctions immunitaires. Le C5L2 (C5aR-like receptor 2) a récemment été identifié comme récepteur pour la protéine stimulant l’acylation (ASP) ainsi que pour le facteur inflammatoire C5a (capable quant à lui d’aussi se lier au C5aR). Cette thèse porte sur: (i) l’interaction entre C5L2 et C5aR suite à l’activation de ceux-ci par leurs ligands respectifs dans des lignées cellulaires adipocytaires (3T3-L1) et de macrophages (J774), (ii) la contribution du C5aR au métabolisme et à la réponse immunitaire d’adipocytes provenant de modèles murins et (iii) l’association entre C5L2 et C5aR avec des facteurs reliés à l’obésité chez l’humain. Les récepteurs C5L2 et C5aR s’associent entre-eux de façon constitutive en homo- et hétérodimères et l’ajout de ligand à des cultures d’adipocytes 3T3-L1 ou de macrophages J774 augmente cette colocalisation. Autant l’ASP que le C5a ont réussi à induire une réponse fonctionnelle chez des adipocytes primaires. Lorsque des adipocytes primaires provenaient de souris invalidées pour le C5aR, les effets d’un traitement avec C5a étaient perturbés tandis que les effets médiés par un traitement à l’ASP étaient maintenus. De plus, l’addition de C5a bloquait la signalisation et la réponse fonctionnelle causées par un traitement à l’ASP chez les adipocytes primaires provenant de souris C5aRKO et de type sauvage. Finalement, l’expression des gènes C5L2 et C5aR dans le tissu adipeux de femmes obèses morbides était associée avec une adiposité croissante. De façon interessante, les ratios ASP/C5L2 et C5L2/C5aR augmentaient de façon significative avec l’obésité abdominale. Lorsque pris ensemble, l’interaction fonctionelle, physiologique et la proximité physique des récepteurs C5L2 et C5aR chez les adipocytes suggèrent un rôle potentiel de ceux-ci sur l’immunométabolisme du tissu adipeux. De surcroit, cette interaction met en valeur les liens qui existent entre le tissu adipeux et les protéines et récepteurs du complément tout en démontrant comment une réponse excessive au niveau immuno-métabolique pourrait exacerber le développement du niveau d’adiposité chez l’individu. / From the convergence of metabolism and immune research has emerged a new research field, termed “Immunometabolism”. Obesity, an immunometabolic disease, is associated with a state of low-grade inflammation and is characterized by increased infiltration of macrophages into adipose tissue. Complement activation can act as an early trigger and precursor of other immune functions. C5aR-like receptor 2 (C5L2) has been identified as a receptor for Acylation Stimulating Protein (ASP) and the inflammatory factor C5a (which can also bind C5aR). This thesis sequentially evaluates (i) ligand-induced C5L2 and C5aR interaction in cultured 3T3-L1 adipocytes and J774 macrophages, (ii) the C5aR contribution in adipocyte metabolic and immune responses in mouse models, (iii) as well as C5L2 and C5aR association with obesity-related factors in humans. The immunometabolic receptors, C5L2 and C5aR, constitutively self-associate into homo-/heterodimers and ligand treatment of 3T3-L1 adipocytes and J774 macrophages increased their colocalization. Both C5a and ASP directly induced primary adipocyte signaling and function. However, in C5aRKO primary adipocytes, C5a effects were disrupted, while stimulatory effects of ASP were mostly maintained. Moreover, addition of C5a completely blocked ASP signaling and activity in both C5aRKO and WT primary adipocytes. Finally, C5L2 and C5aR expression in adipose tissue from morbidly obese women was associated with increased adiposity. Interestingly, ASP/C5L2 and C5L2/C5aR ratio markedly increased with abdominal obesity. Taken together, the closely linked physical, functional and physiological interaction between C5L2 and C5aR in adipocytes suggests a potential role in adipose tissue immunometabolism. This further highlights the important new links between adipose tissue and complement proteins/receptors and demonstrates how excessive immunometabolic responses may exacerbate adiposity.