En premier lieu, en utilisant des inhibiteurs pharmacologiques du NF-[kappa]B, nous avons constaté que l'inhibition du facteur de transcription NF-[kappa]B chez ces cellules diminue de beaucoup l'expression génique et la sécrétion de diverses cytokines et chimiokines (TNF-[alpha], IL-8 ou CXCL8, Mip-1[alpha]/[bêta] induites par des stimuli tels que TNF-[alpha] ou LPS. Nous montrons ensuite que le complexe IKK (IKK[alpha], IKK[bêta], et IKK[gamma]) est aussi partiellement localisé dans le noyau, alors que les kinases reliées à IKK (IKK[epsilon] et TBK-1) sont cytoplasmiques; la kinase NIK, quant à elle, est strictement nucléaire. Suite à une activation des neutrophiles, IKK[bêta] et IKK[gamma] deviennent transitoirement phosphorylées dans le cytoplasme et le noyau, alors qu'IKK[alpha] disparaît temporairement de ces deux compartiments cellulaires d'une manière qui semble dépendante de IKK[bêta]. Ces réponses s'accompagnent, dans les deux compartiments, de la dégradation d'I[kappa]B[alpha] et de la phosphorylation du RelA sur la sérine 536. Bien que les deux protéines puissent être des substrats de IKK, l'inhibition de ce dernier empêche la dégradation d'I[kappa]B[alpha], tandis que le niveau de phosphorylation du RelA est essentiellement inchangé. Nous apportons enfin une preuve que des isoformes de IKK nucléaires s'associent à la chromatine suivant l'activation des neutrophiles, ce qui suggère un rôle potentiel dans la régulation de gènes. Deuxièmement, nous rapportons que les neutrophiles expriment la MAP3K, TAK1, ainsi que ses partenaires associés, TAB1/2, dans le cytoplasme et le noyau. La kinase TAK1 est associée de façon constitutive aux protéines TAB1 et TAB2, ainsi qu'au complexe IKK[alpha]/[bêta] dans les neutrophiles au repos. Le niveau d'interaction de ces complexes demeure inchangé suite au traitement des neutrophiles avec le TNF-[alpha] ou le LPS. La kinase TAK1 devient rapidement et transitoirement activée suite à une stimulation des cellules avec le TNF-[alpha] ou le LPS. L'inhibition de l'activité kinase de TAK1 avec un inhibiteur hautement sélectif (5z-7-oxozeaenol) a empêché la phosphorylation d'IKK[alpha]/[bêta], de RelA, et la dégradation de I[kappa]B[alpha] dans les fractions cytoplasmiques et nucléaires, ainsi que la liaison à l'ADN du NF-[kappa]B dans des neutrophiles activés.En conséquence, l'expression et la sécrétion de cytokines inflammatoires induites par le TNF-[alpha] ou le LPS ont été profondément altérées suivant une inhibition de TAK1.En revanche, la phosphorylation de IKK[gamma] induite par le LPS n'a pas été affectée par l'inhibition de TAK1. Finalement, nos résultats indiquent que l'activation du NF-[kappa]B et les réponses cellulaires dépendantes du NF-[kappa]B sont indépendantes des ROS endogènes dans les neutrophiles humains primaires ou dans la lignée promyélocytaire PLB-985, qui peut être différenciée en granulocytes et se comporte comme les neutrophiles. Parallèlement, nous avons optimisé les conditions de transfection des PLB-985 différenciées, ce qui nous a permis de montrer pour la première fois l'activation de promoteurs [kappa]B-dépendants chez des granulocytes humains. Ces travaux rendent par ailleurs possibles les études portant sur l'activation des promoteurs chez les granulocytes. Dans leur ensemble, ces observations démontrent l'importance du NF-[kappa]B dans la génération inductible de cytokines et chimiokines par les neutrophiles. Il s'agit de la première étude qui montre la présence et l'activation (phosphorylation) du complexe IKK et la phosphorylation des protéines NF-[kappa]B/Rel dans les neutrophiles humains. Plus important encore, nos résultats dévoilent un mode d'activation de la cascade de signalisation IKK/I[kappa]B/NF-[kappa]B dans le noyau de cellules primaires. Nos données établissent également le rôle central de TAK1 dans le contrôle de la cascade de signalisation IKK/I[kappa]B/NF-[kappa]B cytoplasmique et nucléaire dans les neutrophiles primaires humains, ce qui pourrait représenter une cible prometteuse pour une intervention thérapeutique considérant le rôle critique des neutrophiles dans plusieurs conditions inflammatoires.

Chez la femme, la majorité des cas d’infection au VIH sont acquis lors de relations hétérosexuelles. Cependant, très peu d’informations sont disponibles concernant l’immunité locale naturelle du tractus génital féminin, les facteurs influençant la susceptibilité à l’infection au VIH dans ce compartiment, ainsi que la réponse immunitaire de la muqueuse enclenchée après l’infection. Le but de notre projet est donc d’étudier certains facteurs pouvant être impliqués dans la susceptibilité à l’infection au VIH, afin de mieux comprendre l’immunité du tractus génital féminin. Nous avons, dans un premier temps, analysé le rôle du polymorphisme des gènes HLA-G et HLA-E sur la susceptibilité au VIH dans une population de femmes zimbabwéennes. La présence de l’allèle HLA-G*0105N, en combinaison avec le génotype HLA-EG/HLA-EG, était associée avec une diminution du risque d’infection. Puis, dans une étude cas-contrôle de travailleuses du sexe (TS) du Bénin, nous avons mesuré l’expression de HLA-G soluble au niveau du plasma. Nous avons observé une différence significative dans l’expression de HLA-G soluble, celle-ci étant plus faible dans le groupe des TS VIH positives comparé aux groupes de TS VIH négatives et de femmes VIH négatives de la population générale. Nous avons aussi analysé l’expression de cytokines et chimiokines dans le sérum et le tractus génital des participantes de l’étude du Bénin. Nous avons constaté que chez les TS VIH positives il y avait une expression plus élevée des chimiokines MPC-3, IP-10 et MIG dans le tractus génital et le sérum comparativement aux deux autres groupes. Les patrons d’expression des cytokines variaient selon les compartiments : le niveau de TNF-α et IFN-γ était plus élevé dans le tractus génital des TS VIH positives, alors que le niveau d’IL-2, d’IL-10 et de TNF-α était plus faible dans le sang des TS VIH positives, comparativement aux deux autres groupes. Ainsi, au niveau du tractus génital des femmes VIH positives, il semble y avoir une activation chronique du système immunitaire dans le but de favoriser la dissémination/perpétuation du virus. Les patrons d’expression différents entre le milieu systémique et génital nous montrent que l’immunité présente dans un compartiment n’est pas nécessairement le reflet de l’autre. Nous avons aussi observé une augmentation significative des niveaux d’IL-4, de MIP-1α, de MIP-1β et de MCP-1 dans le sérum des TS VIH négatives. Ces personnes, hautement exposées mais non infectées, semblent démontrer une plus grande capacité à enclencher une réponse immunitaire précoce pour empêcher la dissémination du virus. Notre étude a donc permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur l’immunité du tractus génital féminin en relation avec l’infection au VIH. / Initial exposure to HIV during heterosexual transmission occurs in the female genital tract. However, little is known about the local immunity, the factors influencing the susceptibility to HIV infection and the immune response in the female genital tract against HIV infection. The aim of this study is to analyse some factors that could be implicated in the susceptibility to HIV infection and to analyse, in part, the immunity present in the female genital tract. We investigated the role of HLA-G and HLA-E in the susceptibility to HIV infection in a cohort of Zimbabwean women. We found that the presence of HLA-G*0105N allele in combination with the genotype HLA-EG/HLA-EG was associated with a decrease in the risk of HIV infection. We also measured the expression of soluble HLA-G in a study of commercial sex workers (CSW) in Benin. Levels of soluble HLA-G were lower in the HIV-1-infected CSWs compared to those observed in both the HIV-1-uninfected CSWs and the HIV-1-uninfected women from the general population at low risk of infection. We also analysed the chemokine and cytokine expression patterns in the serum and female genital tract of the three groups of women. HIV-1-infected CSWs had significantly higher blood and genital levels of the chemokines IP-10, MCP-3 and MIG compared with those in both the HIV-1-uninfected CSW and non-CSW groups. HIV-1-infected CSWs had significantly higher genital mucosal levels of the cytokines TNF-α and IFN-γ compared with those in both the HIV-uninfected CSW and non-CSW groups. In contrast, the serum levels of the cytokines IL-2, IL-10 and TNF-α were lower in HIV-1-infected CSWs compared with those in the other groups. This suggests the presence of a constant immune cells recruitment and immune activation in the female genital tract in order to favour perpetuation and dissemination of the virus. Our results also demonstrate the important difference between the systemic and the mucosal immunity. We also observed a significant increase in the levels of IL-4, MIP-1α, MIP-1β and MCP-1 in the serum of the HIV-1-uninfected CSWs. It seems that these highly-exposed and yet uninfected women can have a better capacity to mount an early immune response against HIV. This study gives us new insights of the mucosal immunology of HIV infection.

L’inflammation fait partie des processus réactionnels de défense dont dispose l’organisme en réponse aux agressions, assurant l’intégrité de l’hôte. En réponse au dommage tissulaire, plusieurs médiateurs inflammatoires interviennent dans le processus de l’inflammation. Lors de ces dommages, des signaux de dangers provenant de cellules endommagées sont relâchés dans l’environnement tissulaire, pouvant causer des dommages cellulaires et tissulaires. Les macrophages, tout comme d’autres cellules, peuvent être activés par ces signaux de danger, menant à la sécrétion de molécules telles que des cytokines et des chimiokines pouvant modifier le microenvironnement tissulaire. Les insultes au tissu sain peuvent entrainer la mort cellulaire telle que l’apoptose. Les molécules pouvant être relâchées lors de celle-ci contribuent au microenvironnement, notamment de par l’influence de celles-ci sur le macrophage. Parmi ces médiateurs, nous avons identifié le Milk Fat Globule-Epidermal growth factor 8 (MFG-E8), un acteur important dans la résolution de l’inflammation, comme étant relâché spécifiquement par les cellules apoptotiques. Nous avons émis l’hypothèse que le microenvironnement apoptotique tissulaire, via la relâche de MFG-E8, module le phénotype du macrophage, modifiant le microenvironnement, la réponse inflammatoire ainsi que le devenir de l’insulte tissulaire. Nos objectifs sont 1) de caractériser ce microenvironnement apoptotique tissulaire et la cinétique de relâche du MFG-E8 par les cellules apoptotiques, 2) d’en évaluer son rôle dans la modulation du phénotype du macrophage ainsi que 3) d’en étudier, in vivo, son influence sur l’environnement inflammatoire et le devenir tissulaire. Dans le premier article présenté, nous avons démontré que les cellules endothéliales apoptotiques relâchent le MFG-E8 de façon Caspase-3 dépendante. La stimulation des macrophages par l’environnement conditionné par les cellules endothéliales apoptotiques mène à l’adoption d’un profil macrophagien davantage anti-inflammatoire et moindrement pro-inflammatoire. Ce phénotype est réduit par l’inhibition de la Caspase-3 et il dépend de la présence de MFG-E8. De plus, le potentiel du MFG-E8 à la reprogrammation du macrophage pro-inflammatoire a été démontré via un modèle expérimental de péritonite. Ce changement phénotypique médié par MFG-E8 implique une signalisation STAT3. Ayant démontré que les cellules épithéliales apoptotiques, à l’instar des cellules endothéliales apoptotiques, relâchent elles aussi de façon apoptose-dépendante le MFG-E8, nous avons étudié plus exhaustivement un modèle in vivo riche en apoptose épithéliale, l’obstruction urétérale unilatérale. Dans ce deuxième article présenté, nous rapportons l’implication bénéfique de MFG-E8 dans ce modèle de pathologie rénale obstructive. Nous avons constaté que la présence ou l’administration de MFG-E8 réduit le dommage tissulaire et la fibrose. La protection conférée par MFG-E8 est médiée via la modulation de l’activation de l’inflammasome. De plus, nos résultats illustrent l’importance du phénotype anti-inflammatoire du macrophage médié par le MFG-E8 dans la régulation négative de l’activation de l’inflammasome rénal et du dommage tissulaire. Cette thèse présente la première description de la relâche Caspase-3-dépendante de MFG-E8 par les cellules apoptotiques. Elle démontre également l’importance du MFG-E8 dans le microenvironnement apoptotique inflammatoire dans l’atténuation du phénotype pro-inflammatoire du macrophage. De plus, nous avons démontré son rôle protecteur dans des modèles in vivo de transplantation aortique et de réparation tissulaire, de même que dans un modèle de maladie rénale chronique où nous avons montré que cette protection conférée par MFG-E8 est médiée par la régulation négative de l’inflammasome tissulaire. Nos résultats suggèrent ainsi que le MFG-E8 pourrait être considéré comme un interrupteur inflammatoire et ainsi comme une cible potentielle dans la modulation de maladies inflammatoires. / Inflammation is an important component of the « response to injury » process, allowing host integrity. In response to injury, released inflammatory mediators from damaged cells play a crucial role in the modification of the inflammatory microenvironment, which can lead to more cellular and tissue damages. Macrophages can be activated by those danger signals, leading to a spectrum of cytokines and chemokines secretion and modulating the tissular microenvironment. Tissue injuries can lead to cell death such as apoptosis. Mediators released during apoptosis contribute to the nature of the microenvironment, by their influence on macrophage amongst others. We have identified that Milk Fat Globule-Epidermal growth factor 8 (MFG-E8), an important actor in inflammation resolution, is specifically released by apoptotic cells. We hypothesized that tissular apoptotic microenvironment, through MFG-E8 release, modulates macrophage phenotype, resulting in the modification of microenvironment, inflammatory response and tissu injury outcome. Thus, our objectives were to 1) characterize this tissular apoptotic microenvironment by studying MFG-E8 release kinetic by apoptotic cells, to 2) evaluate its role in macrophage phenotype modulation and to 3) study, in vivo, its influence on inflammatory environment and tissu damage outcome. In the first study, we demonstrated that MFG-E8 is released by apoptotic endothelial cells in a caspase-3-dependent manner. When macrophages were exposed to conditioned media from apoptotic endothelial cells, they adopt a high anti-inflammatory, low pro-inflammatory cytokine/chemokine secreting phenotype that is lost if apoptosis is inhibited or if MFG-E8 is absent from the media. Furthermore, MFG-E8 potential to anti-inflammatory macrophage reprogramming has been demonstrated in the experimental peritonitis model. This MFG-E8-mediated reprogramming of macrophages occurs through increased phosphorylation of STAT-3. As apoptotic endothelial cells, apoptotic epithelial cells also release MFG-E8 in an apoptotic-dependent manner. Thus, we investiguated more exhaustively an in vivo epithelial apoptosis rich model, the unilateral ureteral obstruction. In this second study, we report the positive impact of MFG-E8 in this renal obstructive model. MFG-E8 administration reduced kidney damage and fibrosis compared to the control, whereas its absence in MFG-E8 KO mice was associated with more severe disease. Moreover, we demonstrated that the protective role of MFG-E8 is mediated through inflammasome activation modulation in the kidney. Furthermore, our results showed the importance of the anti-inflammatory macrophage phenotype that results in decreased inflammasome activation, preventing severe tissue damage. This thesis presents the first description of apoptosis-dependent release of MFG-E8 by apoptotic cells. It also demonstrate the importance of MFG-E8 in inflammatory apoptotic microenvironment, leading to pro-inflammatory macrophage phenotype attenuation. Moreover, we demonstrated MFG-E8 protective role in an aortic transplantation and a tissue repair models, as well as in a chronic kidney disease model where we showed that this MFG-E8 confered protection is mediated by negative regulation of tissular inflammasome activation. These data provide valuable insight for identifying MFG-E8 as a novel target in the modulation of inflammatory diseases and could be considerate as an inflammatory switch.

Le dysfonctionnement endothélial et le dérèglement du système immunitaire sont les deux principaux mécanismes physiopathologiques responsables de la fibrose de la peau et des organes internes dans la sclérodermie systémique (ScS). La pneumopathie interstitielle diffuse (PID) est devenue la principale cause de mortalité de la maladie. L'inflammation pulmonaire est la conséquence de l'activation du système immunitaire, qui stimule la NO synthase inductible (NOS-2) et augmente la production alvéolaire de monoxyde d'azote (NO). L'augmentation de la concentration alvéolaire de NO (CANO) est significativement corrélée à la sévérité de la PID chez les patients atteints de ScS. L'augmentation de la CANO est liée à l'effet inducteur du sérum des malades sur la prolifération des fibroblastes pulmonaires et leur différentiation en myofibroblastes, faisant ainsi le lien biologique entre l'inflammation alvéolaire et la fibrose pulmonaire dans la ScS. Nous avons ensuite testé la valeur prédictive de la CANO dans la détérioration de la PID. Les patients ayant une CANO supérieure à 5,3 ppb présentent un risque élevé (> 6 fois) de voir survenir l'aggravation de la fibrose pulmonaire ou le décès (évènement combiné) par rapport à ceux qui ont une CANO inférieure ou égale à 5,3 ppb. Une valeur de CANO supérieure ou égale à 8,5 ppb permet de détecter les patients avec un risque de 90% de survenue d'évènement combiné dans les trois ans. Ces patients pourraient alors bénéficier d'un traitement approprié précoce. Nous avons évalué l'inflammation pulmonaire dans deux modèles murins de fibrose pulmonaire induite par l'acide hypochloreux et la bléomycine, par la mesure non-invasive du NO expiré (FENO). Le pic d'augmentation de FENO se situe 4 semaines après le début des injections, et précède la fibrose pulmonaire, qui ne devient significative qu'à partir de 6 semaines d'intoxication. L'augmentation de la FENO est liée à l'augmentation de l'expression de la NOS-2 aussi bien aux niveaux des bronches qu'aux niveaux des alvéoles. Enfin, la forte production de NO constatée provoque un effet délétère direct sur le tissu pulmonaire attesté par la présence de 3-nitrotyrosines, marqueurs du stress nitrosatif.Mots-clés: sclérodermie systémique, pneumopathie interstitielle diffuse, monoxyde d'azote, physiopathologie. / Summary not transmitted

Les infections humaines par Schistosoma japonicum et Schistosoma mansoni provoquent des pathologies hépatospléniques conduisant à la fibrose hépatique sévère chez 5 à 30% des sujets infectés vivant en zone endémique. Plusieurs études ont montré que le développement de cette fibrose était régulé par des cytokines mais aussi par des chimiokines. Les chimiokines sont des cytokines chimioattractantes produites par une variété des cellules immunes et non immunes, et qui ont été impliqués dans la régulation de l'inflammation granulomateuse et la fibrose pulmonaire et hépatique chez la souris et chez l'homme. Nous avons donc étudié la modulation des chimiokines et récepteurs dans le foie et la rate des patients hépatospléniques exposés à l'infection par S.japonicum. Notre étude démontre que les transcrits de chimiokines de type CXC et CC ainsi que des récepteurs sont augmentés dans le foie des patients hépatospléniques, lesquels ne sont pas significativement augmentés dans la rate au cours de l'infection. Cette augmentation des transcrits de chimiokines n'est pas restreinte aux chimiokines inflammatoires, une augmentation des transcrits des chimiokines homéostatiques CCL19 et CCL21 est aussi observée dans le foie des patients hépatospléniques. Nous avons également observé une corrélation des niveaux d'expression des ligands CXCR3 entre eux, dans le foie des sujets hépatospléniques. Ces observations suggèrent que les chimiokines régulent l'inflammation hépatique induite par les œufs de schistosomes et jouent probablement un rôle dans la fibrose hépatique. / Human infections with Schistosoma japonicum and Schistosoma mansoni causes hepatosplenic diseases leading to severe hepatic fibrosis in 5 to 30% of infected subjects living in endemic areas. Several studies demonstrated that the development of this fibrosis was regulated by cytokines but also by chemokines. Chemokines are the chemoattractant cytokines produced by a variety of immune and non-immune cells, and have been involved in the regulation of inflammation and granulomatous pulmonary and hepatic fibrosis in mice and humans. We therefore studied the modulation of chemokines and receptors in the liver and spleen of hepatosplenic patients exposed to infection with S.Japonicum. Our study demonstrates that the transcripts of CXC and CC chemokines and their receptors are increased in the liver of hepatosplenic patients, which were not significantly increased in the spleen during infection. This increase of transcripts of chemokines is not restricted to inflammatory chemokines, an increase of transcripts of homeostatic chemokines CCL19 and CCL21 is also observed in the liver of hepatosplenic patients. Moreover, the proportion of CD3+ lymphocytes but not CD14+ monocytes/macrophages is increased in the liver. We also observed a correlation of expression levels of CXCR3 ligands between them, in the liver of hepatosplenic subjects. These observations suggest that chemokines regulate hepatic inflammation induced by schistosoma eggs and probably play a role in liver fibrosis ensuing.

L’avènement des multi-thérapies antirétrovirales a permis une réduction importante de la mortalité associée au VIH en induisant notamment la chute de la charge virale à moins de 50 copies/mL et une récupération progressive du nombre de lymphocytes T CD4+ (LT-CD4). Cependant, certains patients définis comme mauvais répondeurs immunologiques (MRI) ne parviennent pas à récupérer un taux de CD4 généralement considéré comme « protecteur » (>500cellules/µL). L’interleukine-7 (IL-7), cytokine essentielle à la thymopoïèse et à l’homéostasie lymphocytaire T, a été utilisée en étude clinique afin de restaurer et maintenir le taux de LT-CD4 chez les patients MRI. La première partie de mon travail de thèse visait à évaluer l’impact d’une telle thérapie sur le réservoir viral circulant. Dans l’essai clinique sur lequel nous avons travaillé (INSPIRE 3, Cytheris), des cycles d’administration d’IL-7 ont induit une augmentation significative du nombre de LT-CD4 et CD8 circulants, avec une expansion majoritaire des populations naïves et centrales mémoires. Nous avons montré qu’un cycle d’injections d’IL-7 induisait une augmentation significative de la quantité de cellules infectées circulantes 28 jours et 3 mois post-injection. Cependant, malgré l’accroissement de la fréquence de LT-CD4 infectés 28 jours post-injection, nous avons observé une diminution significative de la charge virale ADN par million de LT-CD4 chez la majorité des patients 3 mois après l’initiation de la thérapie, suggérant une élimination partielle de cellules infectées. Suite au second cycle d’injections, nous n’avons pas observé d’évolution de la quantité de cellules infectées circulantes ni de la fréquence de LT-CD4 infectés, suggérant un impact différent des 2 cycles d’injections sur la dynamique du réservoir viral périphérique. Enfin, certains patients ayant développé des anticorps neutralisants anti-IL-7 (Nab) suite au second cycle d’injections d’IL-7, nous avons cherché à identifier des facteurs prédictifs de l’apparition de ces anticorps ainsi que leurs conséquences physiologiques in vivo. Le seul paramètre caractérisant ces patients est l’amplitude de la reconstitution T-CD4 au cours du premier cycle d’injections d’IL-7. Il semble donc qu’une meilleure réponse à l’IL-7 ait pour conséquence de faciliter le développement de la réponse immune contre cette cytokine. Cependant, ces anticorps ne sont détectables que de façon transitoire chez les patients. De plus, nous avons observé une diminution significative, mais transitoire, de la prolifération des thymocytes chez les patients présentant des Nab, démontrant un impact fonctionnel de ces anticorps sur l’activité biologique de l’IL-7 endogène. L’injection systémique d’IL-7 induit la migration des cellules circulantes vers différents compartiments tissulaires lymphoïdes et non lymphoïdes. Dans une seconde partie de mon travail de thèse, j’ai étudié le pouvoir adjuvant de cette cytokine administrée localement par pulvérisation à la surface de la muqueuse vaginale. Dans le modèle macaque rhésus, nous avons mis en évidence une augmentation de la production d’un large spectre de chimiokines dans le chorion et l’épithélium vaginal des animaux 48 heures après l’administration vaginale d’IL-7. Cette surexpression de chimiokines s’accompagne d’une migration massive de LT-CD4, CD8, macrophages, cellules dendritiques et cellules NK dans cette muqueuse, suggérant l’augmentation de la vigilance immunologique. L’effet adjuvant de cette cytokine a été confirmé par l’analyse de la réponse humorale muqueuse de macaques vaccinés par pulvérisation vaginale d’antigènes 48h après l’administration du spray d’IL-7. Dans les lavages cervicovaginaux (CVL) des animaux traités à l’IL-7, nous avons mis en évidence des réponses spécifiques de type IgA et IgG plus rapides, plus fortes et plus durables que chez les animaux contrôles, démontrant la capacité de l’IL-7 à préparer la muqueuse vaginale à répondre à une stimulation antigénique locale. / Highly Active Antiretroviral Therapy (HAART) has led to significant reduction of HIV-associated mortality by maintaining an undetectable viral load and inducing progressive CD4-T cell restoration. However, some patients, defined as poor immunological responders (PIR), fail to restore their CD4 counts to 500cells/µL during treatment, a threshold considered as the protective against AIDS related or non AIDS related malignancies, opportunistic infections and cardiovascular events. Interleukin-7 (IL-7), an essential cytokine for thymopoïesis and T cell homeostasis has been used in clinical trials aimed at restoring and maintaining CD4 counts in PIR patients. The first part of my thesis project aimed at assessing the impact of IL-7 therapy on circulating HIV reservoir. In the clinical study we worked on (INSPIRE 3, Cytheris), cycles of IL-7 injections led to a significant increase of the number of circulating CD4 and CD8 T-cells, with a predominance of naïve and central memory T cell expansion. We have shown that one cycle of IL-7 injections induced a significant increase in the number of circulating infected cells 28 days and 3 months post-injections. However, despite a significant increase in the frequency of infected CD4 T-cells 28 days post-injections, we observed a significant decrease of HIV-DNA load in CD4 T-cells in the majority of patients 3 months after the therapy initiation. These data suggest a partial elimination of HIV infected cells. After the second cycle of IL-7 injections, we did not observed any change in the number or frequency of circulating infected cells, suggesting a differential impact of the two IL-7 injection cycles on the dynamics of circulating HIV-reservoir. Finally, considering that some patients developed anti-IL-7 neutralizing antibodies (Nab) after the second cycle of IL-7 injections, we looked for predictive factors of this immunogenicity and analyzed its physiological consequences in vivo. The only parameter that distinguished Nab and non-Nab patients was the extent of CD4 T-cell reconstitution during the first cycle of therapy. This suggests that a better response to IL-7 also facilitates the development of auto-antibodies to the cytokine. However, these antibodies were only transiently detectable after the second cycle of therapy. Moreover, the appearance of Nab was associated with a significant but transient decrease of thymocyte proliferation, suggesting a functional impact of these antibodies on the endogenous IL-7 function. Systemic injection of IL-7 induces circulating T cells homing from the blood into lymphoid and non-lymphoid tissues. In the second part of my thesis project, I evaluated whether this cytokine could be used as an adjuvant when sprayed on the vaginal mucosa. Ten micrograms of IL-7 directly sprayed in the vaginal tract of rhesus monkeys induced, 48h after administration, the production of a large pattern of chemokines in the vaginal chorion and epithelium. This chemokine expression was accompanied by massive homing of CD4 and CD8-T cells, macrophages, dendritic cells and NK cells in the vaginal mucosa, suggesting an increased immunological vigilance. Finally, the adjuvant potential of this cytokine was confirmed by analyzing local humoral immune response after vaginal administration of antigens 48h following IL-7 spray. In cervicovaginal washes (CVL) of treated animals, we observed a faster, stronger and longer-lasting specific IgA and IgG response than in control animals, highlighting the capacity of IL-7 to prepare the vaginal mucosa response to local antigen stimulation.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a group of diseases characterized by avascular obstruction leading to a progressive increase of the resistances in the pulmonary blood flow. The recent progress in the understanding of mechanisms at the origin of this disease underlines the role of extrapulmonary cells, such as circulating stem cells and bone marrow-derived progenitor cells in vascular remodeling and in PAH development. In this thesis we have shown implication of the progenitor cells and chemotactic axis in the vascular remodeling in human and experimental PAH. This work could help to develop new therapies allowing more specific and more effective treatments leading to improved survival of PAH patients. / L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est un groupe de maladies qui se caractérise par une obstruction vasculaire conduisant à une augmentation progressive des résistances à l’écoulement sanguin. Le remodelage vasculaire qui implique toutes les couches de la paroi du vaisseau est considéré comme un élément clé dans la pathogenèse de l'HTAP. Les progrès récents dans la compréhension des mécanismes à l'origine de cette maladie soulignent le rôle de cellules extrapulmonaires, telles que des cellules souches circulantes et des progéniteurs dérivés de la moelle osseuse, dans le remodelage vasculaire et dans le développement de l’HTAP. Les thérapeutiques ciblées sur la dysfonction endothéliale ne permettent pas à l'heure actuelle de guérir cette maladie, il est donc nécessaire d’identifier d'autres mécanismes physiopathologiques permettant de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. C’est pourquoi nous avons exploré l’implication des cellules progénitrices et des signaux chimiotactiques dans le remodelage vasculaire au cours de l’HTAP humaine et expérimentale. Nous avons mis en évidence un recrutement de cellules c-kit+ (incluant des progéniteurs et des mastocytes) ainsi que l’expansion de vasa vasorum dans les poumons des patients atteints d’HTAP. Grâce à l’utilisation du modèle expérimentale d’HTAP induit par l’hypoxie chez la souris, nous avons montré le rôle central de la chimiokine CXCL12 et de ses deux récepteurs CXCR4 et CXCR7 dans le recrutement des progéniteurs c-kit+. Le traitement combiné par les antagonistes AMD3100 et CCX771, grâce à leurs actions synergiques, inhibe le remodelage vasculaire pulmonaire, l’hypertrophie cardiaque droite, ainsi que le recrutement des progéniteurs c-kit+, induits par l’hypoxie. Par ailleurs, le blocage de c-kit par l’imatinib améliore également les paramètres d’hémodynamique et diminue le recrutement périvasculaire des cellules c-kit+, probablement en inhibant leurs expansion dans la moelle osseuse. Nous avons également mis en évidence une altération d’une population de progéniteurs mésenchymateux d’origine hématopoïétique, appelés fibrocytes, dans le sang des patients souffrant d’HTAP.Ce travail pourrait contribuer à développer des actions thérapeutiques ciblées permettant la mise en place de traitements à la fois plus spécifiques et plus efficaces susceptibles d’améliorer la survie des patients HTAP.

L’objectif de ma thèse a été d’étudier l’expression et l’activité de deux récepteurs de chimiokine dans deux désordres immunitaires, CCR1 dans le modèle murin NZB/W de néphrite lupique et CXCR4 dans la Lymphopénie T CD4+ Idiopathique (LCI), un déficit immunitaire rare chez l’Homme. Le Lupus Erythémateux Disséminé est une maladie autoimmune, chronique et inflammatoire dont le développement est caractérisé par une perte progressive de la fonction rénale associé notamment à une infiltration leucocytaire. Je me suis intéressé à la contribution de CCR1 et de ses ligands CCL3/CCL5 au recrutement leucocytaire intra-rénal chez la souris NZB/W néphritique. Nos résultats révèlent une augmentation de l’expression et de la fonction de CCR1 à la surface des cellules T (LT), des phagocytes et des neutrophiles issues de souris néphritiques. Un traitement aigu par un antagoniste non-peptidique de CCR1 administré par voie orale a réduit l’infiltration rénale des LT et des macrophages. L’inhibition de CCR1 à long terme a permis de diminuer l’accumulation rénale des LT CD4+ effecteurs/mémoires, des monocytes inflammatoires Ly6C+ et des macrophages polarisés M1 ou M2, a amélioré les atteintes tubulo-interstitielles et glomérulaires, a retardé l’apparition d’une protéinurie fatale et in fine a prolongé la survie des souris NZB/W. Ainsi, la combinaison d’approches pharmacologiques et fonctionnelles nous a permis de dévoiler un rôle pathogénique de CCR1, dans la progression de la néphrite lupique chez la souris NZB/W. La LCI est un déficit immuno-hématologique hétérogène et d’étiologie inconnue associant un nombre faible et persistant de LT CD4+ circulants et des infections opportunistes sévères en particulier d’origine fongique. Nos analyses multi-paramétriques par cytométrie en flux ont permis de révéler une perte d’expression et de fonction de CXCR4 à la membrane des LT de 17 des 20 patients étudiés. Ces données suggèrent que l’anomalie de CXCR4 constitue un trait biologique commun de la LCI. Notre approche transcriptomique a également permis d’identifier des signatures spécifiques de l’expression de gènes associés au seuil d’activation du TCR et à l’immuno-sénescence dans la LCI. Nos analyses phénotypiques et fonctionnelles ont confirmé ces observations et rapportent pour la première fois que les LT circulants résiduels de patients présentent un profil sénescent (exemple : perte d’expression des molécules de co-stimulation CD27 et CD28), des anomalies de réponse du TCR in vitro et une érosion des télomères. Sur un plan mécanistique, nous avons montré que les anomalies de signalisation intrinsèque aux LT des patients sont causées par l’expression accrue de la DUal-Specific Phosphatase 4 (DUSP4). Par conséquent, nos travaux révèlent une sénescence précoce des LT de patients souffrant de LCI, qui pourrait résulter d’une hyperstimulation chronique. Ce phénomène semble dépendre de la surexpression de DUSP4, dont la modulation pourrait constituer une piste thérapeutique dans la LCI afin d’améliorer les stratégies vaccinales. / My PhD works focused on the expression and function of chemokine receptors in two immune disorders, namely CCR1 in the lupus-prone NZB/W mouse model and CXCR4 in the Idiopathic CD4+ T-cell lymphopenia, a rare human immune defect.Systemic lupus erythematosus is a chronic inflammatory autoimmune disease, the development of which is characterized by a progressive loss of renal function. Such dysfunction is associated with renal leukocyte infiltration. During my PhD, I investigated the role of the CCR1 chemokine receptor in this process during the progression of nephritis in NZB/W mice. We found that peripheral T-cells, mononuclear phagocytes and neutrophils from nephritic NZB/W mice were more responsive to CCR1 ligands than the leukocytes from younger prenephritic mice. Short-term treatment of nephritic NZB/W mice with a orally available CCR1 antagonist decreased renal infiltration by T-cells and macrophages. Longer Ccr1 blockade decreased kidney accumulation of effector/memory CD4+ T-cells, Ly6C+ inflammatory monocytes, and both M1 and M2 macrophages; reduced tubulointerstitial and glomerular injuries; delayed fatal proteinuria; and prolonged animal lifespan. Altogether, these findings highlight a pivotal role for CCR1 in the recruitment of T and mononuclear phagocyte cells to inflamed kidneys of NZB/W mice, which in turn contribute to the progression of renal injury.ICL is heterogeneous immunological syndrome of unclear molecular mechanisms, characterized by a profound and persistent CD4+ T-cell defect and by opportunistic infections in particular of fungal origin. We detected using multiparametric flow-cytometry analyses, reduced levels of CXCR4 expression and chemotactic function on T-cells from 17 of 20 ICL patients. These results suggest that the impaired membrane expression and function of CXCR4 is a common biologic trait of ICL. Using a transcriptomic approach, we also identified an ICL-specific T-cell gene expression signature characteristic of low TCR sensitivity and accelerated T-cell aging. Phenotypic and functional analyses of circulating T cells confirmed these observations and extended them to include an expansion of terminally-differentiated T cells with hallmarks of aging including loss of the co-stimulatory molecules CD27 and CD28, defective in vitro TCR responses, and telomere erosion. Mechanistically, we further showed that intrinsic T-cell signaling defects were caused by higher expression of DUal-Specific Phosphatase 4 (DUSP4). These findings suggest that premature T-cell senescence occurs in ICL as a result of chronic T-cell activation. This is in part due to abnormally high DUSP4 expression in CD4+ T cells, the modulation of which may constitute a novel therapeutic avenue in ICL to improve vaccination strategies.

Les macrophages jouent un rôle dans l'inflammation de certaines pathologies pulmonaires comme l'asthme et la broncho pneumopathie chronique obstructive. Selon la dichotomie Th1 et Th2, les macrophages s'activent en phénotype M1/M2 en fonction du microenvironnement. Sous l'influence du lipopolysaccharide (LPS) les macrophages s'activent en phénotype M1. A l'inverse, l'exposition aux cytokines Th2 (interleukine (IL)-4/IL-13) induit un phénotype M2 des macrophages. Nous avons réalisé une étude transcriptomique des marqueurs de la polarisation M1/M2 des macrophages pulmonaires humains. La polarisation M1 induite par le LPS augmente la production des cytokines (TNF-α, IL-1β, CCL2, 3, 4, 5, CXCL1, 8, 10), de la PGE2 et l'expression du CD38 et CD197. La polarisation M2 induite par l'IL-4/IL-13 augmente l'expression des cytokines (CCL13, 17, 22, 26), de la 15-lipoxygénase (15-LOX) et du CD206. Nous avons évalué l'expression des 15-LOX-1 et 15-LOX-2 et leur rôle dans la régulation de la polarisation des macrophages pulmonaires. Le LPS augmente l'expression de la 15-LOX-2 alors que l'IL-4/IL-13 augmente l'expression de la 15-LOX-1. L'inhibition des 15-lipoxygénases diminue la production des cytokines M1/M2. Enfin, nous avons étudié l'expression et le rôle du récepteur nicotinique α7 dans la polarisation des macrophages pulmonaires humains. Ces derniers expriment les récepteurs nicotiniques α7 dont la stimulation par des agonistes nicotiniques α7 diminue la production des cytokines M1/M2. Ce travail apporte de nouvelles connaissances sur la polarisation des macrophages, dont certaines voies de régulation peuvent être impliquées dans les pathologies inflammatoire pulmonaires / In pulmonary diseases such as asthma and chronic obstructive pulmonary disease, macrophages orchestrate inflammatory reactions. In response to environmental signals, macrophages exhibit a phenotypic polarization that mirrors the Th1/Th2 polarization. Upon exposure to bacterial lipopolysaccharide (LPS), macrophages undergo M1 polarization. In contrast, interleukin (IL)-4/IL-13 induce M2 polarization.In our first study, we characterized the phenotypic differentiation of human lung macrophages (LM) using a whole-transcriptome approach. Cytokines, lipid metabolism and membrane markers were among the most affected genes. LPS-induced M1 polarization was associated with an increase in the production of cytokines (TNF-α, IL-1β, CCL2, 3, 4, 5, CXCL1, 8, 10), in PGE2 signalling and in the expression of CD38 and CD197. IL-4/IL-13-induced M2 macrophages increased expression of cytokines (CCL13, 17, 22, 26), 15-lipoxygenase (15-LOX) and CD206. In the second study, we investigated the expression of 15-LOX-1 and 15-LOX-2 and their roles in regulating the polarization of human LM. LPS increased the expression of 15-LOX-2 whereas IL-4/IL-13 induced the expression of 15-LOX-1. Inhibition of the 15-LOX pathways decreased the production of both M1 and M2 cytokines. The third study investigated the expression of α7 nicotinic receptors (α7nAChR) and their regulating roles in the polarization of LM. Expression of α7nAChR was found in unstimulated LM. Specific α7nAChR agonists decreased the in vitro production of both M1 and M2 cytokines. Our work adds new insights in the macrophage polarization and some of the regulatory pathways that may be involved in pulmonary diseases

Le système nerveux central est un organe complexe et privilégié, protégé, entre autres, par la barrière hémato-encéphalique (BHE), sur laquelle se trouvent des transporteurs d'efflux telle que la P-glycoprotéine (Pgp).<br />La BHE est impliquée dans la neuro-inflammation et les maladies cérébrales associées, et la littérature laisse penser que l'endothéline 1 (ET-1) y joue un rôle important. En utilisant un modèle in vitro autologue de BHE humaine adulte et un modèle in vitro de BHE humaine fœtale (co-culture de cellules gliales et de cellules endothéliales microvasculaires cérébrales), nous avons étudié l'effet de l'ET-1 sur la Pgp.<br />Une différence, en termes de modulation de l'activité de la Pgp, a été observée entre la BHE fœtale et la BHE adulte suite à l'exposition à l'ET-1. Nous avons également évalué la modulation induite par l'ET-1 sur la sécrétion de la MCP-1 (Monocyte chemoattractant protein 1) et de l'IL-8. Les résultats montrent que l'ET-1 diminue l'activité de la Pgp et induit la sécrétion de MCP-1 et d'IL-8.