La rencontre des lymphocytes B matures avec l’antigène (Ag), au niveau des organes lymphoïdes secondaires, déclenche la maturation terminale, au cours de laquelle deux évènements peuvent avoir lieu : la commutation de classe de l’immunoglobuline (CSR pour Class Switch Recombination) et l’hypermutation somatique (SHM).Dernièrement, notre laboratoire a décrit pour la première fois la recombinaison suicide du locus IgH (LSR pour Locus Suicide Recombination) (Péron et al., 2012). Cette recombinaison engendre une délétion totale de l’ensemble des gènes constants du locus IgH, empêchant ainsi l’expression d’Ig, et donc l’absence du récepteur BCR (B Cell Receptor). La cellule B se retrouve privée des signaux de survie délivrés par ce récepteur, et est induite à l’apoptose. La LSR semble opérer par les mêmes étapes que la CSR : 1- la transcription de régions de l’ADN ciblées, 2- la génération de cassures double brin (CDB) à partir de lésions introduites par AID (Activation-induced cytidine deaminase), 3- la réparation de l’ADN lésé majoritairement par le système classique de ligation des extrémités non homologues (C-NHEJ). Cependant, la réparation au cours de la LSR n’a pas été pleinement décrite, et sa détermination constitue l’objectif principale de mon doctorat. Dans un premier temps, nous avons mis au point un programme bio-informatique « CSReport », afin d’analyser la masse de données générées par le séquençage haut débit de jonctions du locus IgH (CSR et LSR) (Boyer et al., 2017). Cet outil nous a permis d’étudier le système de réparation des CDB, à travers la détermination de la structure au point de jonction. De façon inattendue, nos résultats montrent que la réparation de l’ADN dans la LSR est similaire entre la souris et l’Homme et si la CSR fait intervenir le C-NHEJ, la LSR semble faire appel à l’A-EJ (Alternative End Joining) et/ou la HR (Homologous Recombination). Ces observations sont renforcées par les résultats mettant en évidence une différence de l’association de protéines de réparation, ainsi que des marques épigénétiques particulières entre les segments concernés par la CSR et ceux ciblés par la LSR chez la souris.Nous nous sommes ensuite interrogés sur la LSR dans le lymphome de Hodgkin (HL pour Hodgkin lymphoma), car l’absence de BCR à la surface des cellules de Reed Sternberg pourrait provenir de cet évènement. Les résultats de séquençage haut débit révèlent une réparation différente au cours de la LSR entre le HL et le contrôle (amygdales saines) ce qui nous laisser stipuler que des altérations intrinsèques aux systèmes de réparation de l’ADN dans les cellules tumorales sont en cause.Globalement, nous avons développé « CSReport », un outil qui nous permet d’analyser la structure de réparation de l’ADN en partie, et de montrer une réparation similaire des CDB entre la souris et l’Homme et une différence de réparation de l’ADN entre la recombinaison CSR et LSR. De plus, nous avons mis en évidence une altération de la réparation dans des échantillons de lymphomes B (HL et CLL) comparé à des contrôles (amygdales saines). / Mature B lymphocytes meeting with antigen (Ag) inside secondary lymphoid organs activates their terminal maturation, with occurrence of class switch recombination (CSR) and somatic hyper mutation (SHM).Recently, our laboratory described for the first time IgH locus suicide recombination (LSR) (Péron et al., 2012). This process removes the whole constant genes of the locus, preventing Ig and BCR (B Cell Receptor) expression. The B cell is devoid of survival signals delivered by its receptor and is induced to apoptosis.LSR seems to operate with same molecular steps as CSR : 1- transcription of targeted DNA regions, 2- generation of double strand breaks (DSB) from DNA lesions induced by AID (Activation-induced cytidine deaminase), 3- DNA repair by classical non homologous end joining (C-NHEJ) pathway. However, DNA repair during LSR was not fully understood, and this is the principal objectif of my PhD studies. First, we developped a bioinformatic program « CSReport », to analyse high throughput sequencing (HTS) datas of IgH locus junctions (CSR and LSR) (Boyer, Boutouil et al.,2017). This tool allowed us to study the DSB repair systems, through determination of the structure at the junction site. Unexpectedly, our results show that DNA repair in DNA during LSR is similar between mice and human, and if CSR implicates C-NHEJ, LSR seems to invlove Alternative end joining (A-EJ) and /or homologous recombination (HR). These observations are consolidated by results showing a difference in the association of repair proteins, and in particular epigenitic marks between DNA segments concerned by CSR and those targeted by LSR in mice. We asked ourselves about LSR in HL, because BCR absence on its Reed Sternberg cells surface may be a result of this recombination. HTS results reveal a different repair during LSR between HL and the control (healthy tonsils), which let us stipulate that alterations in DNA repair systems of tumoral cells are the cause.Globaly, we developped « CSReport », a tool which permits us to study DNA repair structure in a part, and to show a similar DSB repair systems between mice and human, and a difference between CSR and LSR repair. Furthermore, we show an alteration in DNA repair of B lymphoma samples (HL and CLL) compared with the control (healthy tonsils).

Lors des réponses immunitaires, le répertoire des lymphocytes B est diversifié par l’hypermutation somatique (HMS) et la commutation isotypique (CI), dépendant d’«activation-induced cytidine deaminase» (AID), qui introduit des lésions dans les gènes Ig. Une déficience d’AID cause un défaut d’HMS et de CI; par contre, une délétion du domaine C-terminal d’AID cause un défaut spécifique de la CI, suggérant que ce domaine interagit avec des facteurs spécifiques de la CI. Pour identifier ces facteurs, nous avons étudié une immunodéficience présentant un défaut de la CI non lié à la carence d’AID ni à un défaut d’HMS. De plus, les cassures de l’ADN ne sont pas détectées au niveau des gènes Ig suggérant qu’AID n’est pas correctement ciblée dans ces loci. Nous avons identifié et analysé des candidats : Spt6, les cohésines et le complexe Smc5/6. Dans les cellules B activées, AID interagit avec Spt6, Spt5, l’ARN polymérase II et le complexe PAF. Par contre, les cohésines pourraient réguler la structure du locus IgH lors de la CI et la voie de réparation des cassures de l’ADN générées pendant la CI. Ces résultats contribuent à une meilleure compréhension des étapes de la CI. / During immune responses, B cell repertoire is diversified through somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR). SHM and CSR require activation-induced cytidine deaminase (AID), which induces DNA damage. While AID deficiency abrogates SHM and CSR, C-terminal truncations impair CSR without affecting SHM and it has been proposed that AID C-terminal domain associates with CSR-specific factor(s). In order to identify these factors, we studied a human CSR-specific immunodeficiency, characterized by normal SHM and AID expression. B cells from these patients do not display DSBs at switch (S) regions, suggesting that they might lack an AID-binding factor(s) required to target AID to S regions during CSR. Through a multi- approach strategy, we identified and analyzed candidate factors, including Spt6, the cohesin complex and the Smc5/6 complex. We show that, in B cells poised to undergo CSR, AID is in a complex with Spt6, Spt5, the RNA polymerase II and the PAF complex while cohesins might regulate the 3D structure of the IgH locus and the pathway of DSBs repair at the Ig S regions. Our work thus contributes to a better understanding of the CSR reaction.

La commutation de classe (CSR) est une étape clef de la réponse immunitaire. Ce phénomène va permettre de changer le type d’immunoglobuline (Ig) produite en réponse à un antigène donné. Ces Ig seront ensuite produites par les plasmocytes, qui constituent le stade ultime de la différenciation de la lignée cellulaire B. Lors de dérèglements de la prolifération de ces cellules, certaines Ig monoclonales anormales peuvent être produites et conduire à des situations pathologiques. La première partie de ce travail s’inscrit dans une logique de compréhension des éléments minima requis pour l’établissement de ce phénomène de CSR. Grace à un modèle animal d’insertion dirigée dans le locus kappa murin, naturellement ciblé par l’enzyme AID responsable de ce phénomène, nous avons mis en évidence que la présence de deux régions « switch » transcrites et fortement mutées par AID, n’était pas suffisante pour permettre ce phénomène. Un modèle murin reproduisant une maladie due à une Ig anormale a aussi été établi. Ce modèle de HCDD (Heavy Chain Deposition Disease) nous a permis de mettre en évidence la nécessité de la délétion du CH1 des chaînes lourdes d’Ig pour la génération des dépôts et nous a également permis de montrer que l’efficacité des thérapies à base d’inhibiteur de protéasome observée chez les patients atteint de HCDD, était en partie due à l’Ig pathogène elle-même, qui induit une élévation du stress du réticulum endoplasmique (UPR) au sein des plasmocytes producteurs de ces Ig. / Class Switch Recombination (CSR) is a key step during the immune response. CSR results in a switch to a more specific Ig isotype in response to a specific antigen. Plasma cells, the ultimate stage of B cell lineage differentiation, will synthesize this Ig. During plasma cell disorders, the production of an abnormal monoclonal Ig can lead to pathogenic situations. The aim of the first part of this study is to determine the minimal requirements for CSR induction with a mouse model in which we inserted a “switch cassette” composed of two transcribed S regions into a kappa locus which is naturally targeted by AID. However, despite efficient transcription and AID targeting of S regions, the “switch cassette” was not sufficient to induce effective CSR. We also developed a mouse model of HCDD (Heavy Chain Deposition Disease) which reproduced typical Randall-type renal lesions due to production of a pathogenic truncated heavy chain. This model demonstrated that the effective response to proteasome inhibitors observed in patients, is the consequence of the presence of a truncated HC that sensitizes plasma cells to this type of therapy through an elevated unfolded protein response (UPR).

Lors des réponses immunitaires, les lymphocytes B diversifient leur répertoire par l’hypermutation somatique (HMS) et la commutation isotypique (CI). Ces deux mécanismes sont dépendant de l’activité de « activation-induced cytidine deaminase » (AID), une enzyme qui déamine les cytosines de l’ADN en uraciles générant des mésappariements qui sont processés différemment dans le cas de l’HMS et de la CI. Au cours de la CI, le locus de la chaîne lourde des immunoglobulines subit un changement de conformation qui rapproche les promoteurs, les enhancers et les régions de switch afin de permettre la recombinaison des régions de switch. Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents n’ont pas encore été identifié. Dans le but de comprendre les mécanismes de régulation d’AID, nous avons réalisé un criblage protéomique et identifié CTCF ainsi que les complexes médiateur et cohésine qui constituent des facteurs préalablement impliqués dans les interactions longues distances. Au cours de ce travail de thèse, nous avons montré que le complexe médiateur est requis pour la transcription de la région de switch acceptrice, pour l’interaction de cette dernière avec l’enhancer Eµ et pour le recrutement d’AID au locus des IgH. D’un autre côté, nous avons montré que le complexe cohésine est impliqué dans la réparation des cassures induites par AID et qu’il pourrait être impliqué dans la recombinaison des régions de switch. / During immune responses, B cells diversify their repertoire through somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR). Both of these mechanisms are dependent on the activity of activation-induced cytidine deaminase (AID), an enzyme that deaminates cytosines into uracils generating mismatches that are differentially processed to result in SHM and CSR. During CSR, the Ig heavy chain (IgH) locus undergoes dynamic three-dimensional structural changes in which promoters, enhancers and switch regions are brought into close proximity. Nevertheless, little is known about the underlying mechanisms. To gain insight into the molecular mechanism responsible for AID regulation during CSR, we performed a proteomic screen for AID partners and identified CTCF, cohesin and mediator complexes, which are factors previously implicated in long-range interactions. We showed that during CSR, the mediator complex is required for acceptor switch region transcription, long-range interaction between the enhancer and the acceptor switch region and AID recruitment to the IgH locus whereas the cohesin complex is required for proper AID-induced breaks repair and might favor switch regions synapsis.

Durant l’ontogénie B, le locus des chaines lourdes d’immunoglobulines (IgH) subit trois processus de réarrangements géniques. Lors des phases précoces du développement B, indépendamment de la rencontre avec un antigène, les réarrangements VDJ permettent l’obtention d’un répertoire d’Ig fonctionnelles. Lors des phases tardives, l’hypermutationsomatique (SHM) permet l’augmentation de l’affinité de l’Ig pour son antigène tandis que larecombinaison isotypique (CSR) modifie ses fonctions effectrices. Ces évènements impliquent l’induction de lésions de l’ADN potentiellement oncogéniques, ce qui impose unerégulation très stricte. Cette régulation est assurée par divers éléments cis-régulateurs répartis tout au long du locus IgH, dont la région régulatrice en 3’ (3’RR). La 3’RR s’étend sur 30 kb et contient quatre activateurs transcriptionnels, les trois premiers formant une structure palindromique. Lors de ma thèse, j’ai utilisé plusieurs modèles murins porteurs de délétions de tout ou partie de la 3’RR pour étudier son rôle, ainsi que celui des différents éléments qui la compose lors des diverses étapes de l’ontogénie B. Nous avons pu déterminer comment la 3’RR régule précisément la CSR en ciblant spécifiquement la région switch acceptrice et caractériser le phénomène encore peu connu de CSR vers IgD. D’autre part, nous avons démontré l’importance de la 3’RR lors de la SHM et dans le développement des différentes sous populations lymphocytaires B. Enfin, la comparaison des résultats obtenus lors de l’analyse des différents modèles nous a permis de déterminer que la structure palindromique de la 3’RR est importante pour une SHM efficace, mais relativement dispensable lors de la CSR. / During B-cell development, the heavy chains locus (IgH) undergoes three genic rearrangement events. During the early stages, before encountering the antigen, VDJ rearrangements allow the generation of a functional Ig repertoire. During the late stages, somatic hypermutation (SHM) increases the affinity of the Ig for its antigen, while class switch recombination (CSR) modifies its effector functions. These events imply thegeneration of potentially oncogenic DNA lesions, and thus require a strict regulation. This regulation is assured by several cis-regulatory elements spread along the IgH locus, including the 3’ regulatory region (3’RR). The 3’RR extends on more than 30kb and contains four transcriptional enhancers, the first three displaying a palindromic conformation. During my PhD, I investigated several mouse models carrying deletion of part or totality of the 3’RR to investigate its role during B cell development. We demonstrated how she precisely regulates CSR by specifically targeting the acceptor switch region, and described the poorly known mechanism of CSR toward IgD. Otherwise, we have demonstrated its importance during SHM and in the correct development of the different B cell subpopulations. Finally, by comparing the results obtained during the analysis of the various mouse models, we have demonstrated that the palindromic structure of the 3’RR is required for optimal SHM, but not for CSR.

Durant l’ontogénie B, le locus des chaînes lourdes d’immunoglobulines (IgH) subit trois processus majeurs de réarrangements géniques. Lors de la phase précoce du développement B, indépendamment de la rencontre avec un antigène (Ag), les recombinaisons VHDJH donnent le répertoire diversifié des Ig fonctionnelles. Durant la phase tardive, suite à une activation par l’Ag, l’hypermutation somatique (SHM) permet l’augmentation de l’affinité de l’Ig à son Ag et la recombinaison isotypique (CSR) va modifier ses fonctions effectrices. Tous ces processus sont strictement régulés par différents éléments cis-régulateurs repartis tout au long du locus IgH. La région régulatrice en 3’ (3’RR) en est un. Elle s’étend sur environ 30 Kb et est constituée de quatre activateurs transcriptionnels, dont les trois premiers forment une structure palindromique. La 3’RR contrôle, chez le lymphocyte B-2 (LB-2), la transcription du locus IgH, le devenir de la cellule B, la SHM et la CSR mais elle n’a aucun effet sur les recombinaisons VHDJH et la diversité du répertoire antigénique. Les LB-1 représentent un petit pourcentage des LB totaux. Ils diffèrent des LB-2 par leur origine, développement, fonctions, marqueurs de surface et distribution tissulaire. Les LB-1 maintiennent l'homéostasie dans l'organisme et sont la source principale des Ig naturelles (NIgM et NIgA) au cours des premières phases d'une réponse immunitaire. Lors de ma thèse, nous avons étudié le rôle de la 3’RR sur le développement des LB-1. D’une façon identique aux LB-2, la 3’RR contrôle la transcription du locus IgH, le devenir des cellules B et la SHM dans les LB-1. A l’inverse des LB-2, la 3’RR joue un rôle indirect sur la diversité du répertoire antigénique dans les LB-1 et n’a aucun effet sur la CSR vers IgA. Ces résultats mettent en évidence, pour la première fois, la contribution de la 3'RR dans le développement d’une population cellulaire B à l’interface entre l’immunité innée et acquise. Ils renforcent nos connaissances sur le rôle des éléments cis-régulateurs du locus IgH dans le développement de ces deux immunités. / During B-cell development, the immunoglobulin heavy chain locus (IgH) undergoes three major genic rearrangements. During the early stages, before encountering the antigen (Ag), VHDJH rearrangements allow the generation of the Ig repertoire. During the late stages, after encountering the Ag, somatic hypermutation (SHM) increases the affinity of the Ig for its Ag, while class switch recombination (CSR) modifies its effector functions. All these genetic events are strictly regulated by cis-regulatory elements spread along the IgH locus, including the 3’ regulatory region (3’RR). The 3’RR extends over more than 30kb and contains four transcriptional enhancers, the first three displaying a palindromic conformation. The 3'RR controls B2 B-cell IgH transcription, cell fate, SHM and CSR but not repertoire diversity. B1 B-cells represent a small percentage of total B-cells differing from B2 B-cells by several points such as precursors, development, functions, surface markers and tissue distribution. B1 B-cells act at the steady state to maintain homeostasis and during the earliest phases of an immune response by secreting natural Ig (NIgM and NIgA). During my PhD, we investigated the role of the 3'RR on B1 B-cells. Similarly to B2 B-cells, the 3'RR controls IgH transcription, cell fate and SHM in B1 B-cells. In contrast to B2 B-cells, 3'RR deletion indirectly affects B1 B-cell repertoire diversity and has no effect on their CSR towards IgA. These results highlight, for the first time, the contribution of the 3'RR in the development of a B-cell population at the interface between innate and acquired immunity. Moreover, these results strengthen our knowledge of the role of the cis-regulatory elements of the IgH locus in the development of these two immune responses.

Dans le but de reconnaitre et répondre de manière efficace à une très grande variétés d’agents pathogènes, les cellules B ont développé au cours des mécanismes de diversifications des immunoglobulines contrôlés par des processus génétiques complexes comme la recombinaison V(D)J, l’hypermutation somatiques (SHM), et le changement de classe par recombinaison (CSR). L’ensemble de ces processus est contrôlé par différentes voies de réparations de l’ADN. L’anémie de Fanconi est une maladie génétique rare caractérisée par une défaillance progressive de la moelle osseuse, des anomalies de développement et un risque accru de développer des leucémies et des cancers oesopharyngés. La voie FANC est impliquée dans la réparation des pontages de l’ADN et dans le maintien de la fourche de réplication en cas de stress génotoxique. Il est également bien décrit que la voie FANC joue un rôle important dans la coordination des voies de réponses aux dommages à l’ADN. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au rôle de la voie FANC dans les processus de diversifications des immunoglobulines.En utilisant des souris déficientes pour le gène Fanca, nous montrons que la voie FANC (ou FANCA) participe à la recombinaison V(D)J en contrôlant, dans la moelle osseuse, la transition des cellules B, du stade pre-B au stade de cellules B immatures. Ceci se ferait probablement par le contrôle de la transcription des gènes codant les chaines légères κ des immunoglobulines. Nous montrons également que Fanca pourrait avoir un rôle dans l’addition de nucleotides aux extrémités codantes, en régulant d’une manière indéterminée l’activité et/ou l’activation de l’enzyme TdT ou de la polymérase Polµ. Par ailleurs, nous avons montré que Fanca est nécessaire pour l’induction des mutations de type transitions A/T pendant le processus de SHM en régulant l’expression ou la stabilisation de Polη. Enfin, Fanca (ou la voie FANC) participe à l’inhibition de la recombinaison non homologue (NHEJ) et est requis durant le CSR pour stabiliser les duplexes entre 2 régions de microhomologies qui facilitent le recrutement d’endonucléases et réguler l’accès des DNA polymérases aux cassures de l’ADN. / To recognize and respond dynamically to an enormous variety of different pathogens, B lymphocytes of the immune system have evolved controlled genetic processes at their immunoglobulin (Ig) loci that are known as Ig diversification including V(D)J recombination, somatic hypermutation (SHM), and class switch recombination (CSR). These complex and vulnerable processes are orchestrated by multiple DNA repair pathways. Fanconi anemia (FA) is a rare genetic disorder that can lead to bone marrow failure, congenital abnormalities, and an increased risk of leukemia and cancer. FANC pathway has been implicated in DNA interstrands crosslinks (ICL) repair and in the rescue of stalled replication forks. The FANC pathway also plays a fundamental role in coordinating the DNA repair pathways. Several lines of evidence suggest a possible involvement of the FANC pathway in Ig diversification processes, thus we are particularly interested in revealing function of FANC pathway during these processes. By using Fanca-/- mice, our results first show that during V(D)J recombination, Fanca (or FANC pathway) participates to the control of the transition from pre-B to immature B cells in bone marrow (BM), probably through transcriptional activation of post-rearranged κ light chain. In addition, Fanca might play a role in nucleotide addition at coding end, possibly by regulating either TdT or Polµ activity/activation. Secondly, we found that Fanca is required for the induction of transition mutations at A/T during SHM via regulation of Polη expression/stabilization. Finally, Fanca (or FANC pathway) inhibits short-range recombination and is required during CSR to stabilize duplexes between 2 short microhomology regions that facilitate the recruitment of endonucleases to trim overhangs and avoid unscheduled access of polymerases to DNA ends.

L’enzyme Activation-induced cytidine deaminase (AID) initie la diversification des immunoglobulines (Ig) par l’induction de dommages à l’ADN. Alors que les lésions induites aux gènes des Ig sont cruciales pour l’établissement de réponses immunes hautement spécifiques et adaptées, ce même type de lésions provoquées ailleurs dans le génome contribue à la transformation cellulaire et à l’apparition de cancer. Les mécanismes impliqués dans la protection de l’intégrité génomique des cellules B restent à définir. D’une part, nous avons développé une approche de protéomique locus-unique en couplant une technique d’identification de protéine par biotinylation de proximité avec l’outil d’édition du génome CRISPR/Cas9. Cette technique innovante, dont nous avons fait la preuve de principe pour des loci abondants, pourra être utilisée pour identifier le protéome des différentes cibles génomiques d’AID. D’autre part, nous avons caractérisé le rôle de Parp3, Parp9 et Med1, identifiées comme partenaires d’AID, éclairant ainsi les mécanismes qui contrôlent l’activité d’AID et la réparation des lésions induites par AID lors de la diversification des Ig. / Activation-induced cytidine deaminase (AID) initiates immunoglobulin (Ig) diversification by inducing DNA damage. While on-target lesions are crucial for mounting highly specific and adaptive immune responses, off-target lesions contribute to malignant cell transformation. Despite its implications, the events following AID recruitment that enforce genome integrity in B cells remain poorly defined. It is not understood why multiple non-Ig loci bound by AID are not mutated or why AID-induced DNA lesions may lead to mutations or DNA breaks. To address this question, we developed a single-locus proteomic approach coupling proximity-dependent protein identification and genome editing (CRISPR/Cas9) to identify and compare the proteins recruited at individual genomic loci bound by AID. We performed the proof of principle of this innovative tool by identifying the proteome of abundant genomic loci. On the other hand, we functionally characterized Parp3, Parp9 and Med1, identified as AID partners, revealing novel mechanisms that tightly control AID activity and DNA repair during Ig diversification.

La protéine AID (déaminase induite par l’activation) joue un rôle central dans la réponse immunitaire adaptative. En désaminant des désoxycytidines en désoxyuridines au niveau des gènes immunoglobulines, elle initie l’hypermutation somatique (SHM), la conversion génique (iGC) et la commutation isotypique (CSR). Elle est essentielle à une réponse humorale efficace en contribuant à la maturation de l’affinité des anticorps et au changement de classe isotypique. Cependant, son activité mutagénique peut être oncogénique et causer une instabilité génomique propice au développement de cancers et de maladies autoimmunes. Il est donc critique de réguler AID, en particulier ses niveaux protéiques, pour générer une réponse immunitaire efficace tout en minimisant les risques de cancer et d’autoimmunité. Un élément de régulation est le fait qu’AID transite du cytoplasme vers le noyau mais reste majoritairement cytoplasmique à l’équilibre. AID est par ailleurs plus stable dans le cytoplasme que dans le noyau, ce qui contribue à réduire sa présence à proximité de l’ADN. Le but de cette thèse était d’identifier de nouveaux partenaires et déterminants d’AID régulant sa stabilité et ses fonctions biologiques. Dans un premier temps, nous avons identifié AID comme une nouvelle protéine cliente d’HSP90. Nous avons montré qu’HSP90 interagit avec AID dans le cytoplasme, ce qui empêche la poly-ubiquitination d’AID et sa dégradation par le protéasome. En conséquence, l’inhibition d’HSP90 résulte en une diminution significative des niveaux endogènes d’AID et corrèle avec une réduction proportionnelle de ses fonctions biologiques dans la diversification des anticorps mais aussi dans l’introduction de mutations aberrantes. Dans un second temps, nous avons montré que l’étape initiale dans la stabilisation d’AID par la voie de chaperonnage d’HSP90 dépend d’HSP40 et d’HSP70. En particulier, la protéine DnaJa1, qui fait partie de la famille des protéines HSP40s, limite la stabilisation d’AID dans le cytoplasme. La farnésylation de DnaJa1 est importante pour l’interaction entre DnaJa1 et AID et moduler les niveaux de DnaJa1 ou son état de farnésylation impacte à la fois les niveaux endogènes d’AID mais aussi la diversification des anticorps. Les souris DNAJA1-/- présentent une réponse immunitaire compromise en cas d’immunisation, qui est dûe à des niveaux réduits d’AID et un défaut de commutation de classe. Dans un troisième temps, nous avons montré que la protéine AID est intrinsèquement plus instable que sesprotéines paralogues APOBEC. Nous avons identifié l’acide aspartique en seconde position d’AID ainsi qu’un motif semblable au PEST comme des modulateurs de la stabilité d’AID. La modification de ces motifs augmente la stabilité d’AID et résulte en une diversification des anticorps plus efficace. En conclusion, l’instabilité intrinsèque d’AID est un élément de régulation de la diversification des anticorps. Cette instabilité est en partie compensée dans le cytoplasme par l’action protective de la voie de chaperonnage DnaJa1-HSP90. Par ailleurs, l’utilisation d’inhibiteurs d’HSP90 ou de farnésyltransférases pourrait être un outil intéressant pour la modulation indirecte des niveaux d’AID et le traitement de lymphomes/leucémies et de maladies auto-immunes causés par AID. / Activation induced deaminase (AID) plays a central role in adaptive immunity. AID deaminates deoxycytidine to deoxyuridine in defined regions of the immunoglobulin (Ig) genes and initiates somatic hypermutation (SHM), gene conversion (iGC) and class switch recombination (CSR). While being essential for an effective immune response by underpinning antibody affinity maturation and isotype switching, the mutagenic activity of AID can also be oncogenic and causes genomic instability leading to the development of cancer, or exacerbate autoimmune diseases. Therefore, AID regulation, including the control of its protein level, is central to balancing effective immunity with cancer/autoimmunity. Notably, AID shuttles between the cytoplasm and the nucleus but is predominantly cytoplasmic at steady-state, with cytoplasmic AID being much more stable than nuclear AID. These regulatory steps contribute to limit the exposure of the genome to AID but their mechanisms are unknown. This thesis aimed at identifying AID partners and intrinsic determinants regulating its stability and modulating its biological functions. Firstly, we identified AID as a novel HSP90 client protein. We demonstrated that HSP90 interacts with AID in the cytoplasm and prevents its polyubiquitination and subsequent proteasomal degradation. Consequently, HSP90 inhibition results in a significant reduction of endogenous AID levels and correlates with a proportional reduction in both AID-mediated antibody diversification and off-target mutations. Secondly, we showed that the first step in the HSP90 molecular chaperoning pathway and stabilization is the interaction of AID with the HSP40 and HSP70 system. In fact, a specific HSP40 protein, DnaJa1, is the limiting step in cytoplasmic AID stabilization. DnaJa1 farnesylation is required for DnaJa1-AID interaction and modulation of DnaJa1 levels or its farnesylation impacts endogenous AID levels and antibody diversification. In vivo, DnaJa1- deficient mice display compromized response to immunization, resulting from reduced AID protein levels and isotype switching. Thirdly, we found that AID is intrinsically less stable than its APOBEC paralogs. We identified the AID N-terminal aspartic acid residue at position two and an internal PEST-like motif as destabilizing modulators of AID protein turnover. Disruption of these motifs increases AID protein stability and antibody diversification.We conclude that AID’s intrinsic instability directly contributes to regulating antibody diversification. This intrinsic instability is at least partially compensated for in the cytoplasm by the protective action of the DnaJa1-HSP90 molecular chaperoning pathway. Pharmacologically targeting AID in an indirect way, by using HSP90 or farnesyltransferase inhibitors, could be relevant for treating some AID-associated lymphomas/leukemias and/or autoimmune diseases.

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