La dermatite atopique (DA) est une dermatose inflammatoire dont la prévalence élevée est en constante augmentation dans les pays industrialisés. La physiopathologie de la DA est complexe et associe des facteurs immunologiques, environnementaux et génétiques. L'ensemble de ces facteurs touchent principalement l'épiderme et sont responsables d'une altération de la fonction barrière, ce qui facilite la pénétration transcutanée des molécules en contact avec la peau et la sensibilisation des individus. Ce travail de thèse vise à mieux caractériser le rôle de l'épiderme dans la physiopathologie de la DA. Il repose sur l'utilisation d'un modèle in vitro d'épiderme reconstruit humain généré à partir de cellules progénitrices de follicules pileux prélevés chez des patients atteints de DA, ainsi que chez des individus sains. Ce travail a tout d'abord montré que les épidermes DA générés à partir de patients non porteurs de mutations pour le gène de la filaggrine (FLG+/+) se comportaient comme des épidermes normaux, (i) tant à l'homéostasie, (ii) que suite à une stimulation par de l'interleukine-1beta (IL-1 β) ou par un allergène majeur de la DA, tel qu'un extrait d'acarien (Dermatophagoïdes farinae). Cependant, de façon très intéressante, les épidermes- DA se sont avérés davantage sensibles à l'apoptose induite par une exposition aux ultraviolets (UV), que les épidermes normaux. A cet égard, nous avons observé une modulation différente de certains gènes impliqués dans l'induction/régulation de l'apoptose par les épidermes provenant de patients DA après exposition aux UV. En outre, ce travail a démontré que des épidermes normaux sont profondément affectés par l'IL-1 β qui induit un phénotype atopique caractéristique associant (i) la production de quantité notable de TSLP (thymic stromal lymphopoietin) et (ii) une altération de la fonction barrière. L'impact de l'IL-1 β sur la biologie de l'épiderme et la sensibilité accrue exprimée par les épidermes-DA à l'apoptose induite par les UV sont donc de nouveaux éléments qui confirment l'importance de l'épiderme dans la physiopathologie de la DA ce qui permettra certainement de nouvelles stratégies thérapeutiques / Atopic dermatitis (AD) is an inflammatory skin disease with a high prevalence constantly increased in developed countries. The AD physiopathology is complex and associated with immunological, environmental and genetic factors. These factors impact mainly the epidermis and are responsible of the impaired barrier function which increases antigen penetration and people sensitization. The aim of this work is to improve the understanding of the epidermis role in AD physiopathology. For this, we used an in vitro reconstructed human epidermis model generated from outer root sheath cells taken off AD patients or normal individuals.First of all, this work has shown that epidermis generated from AD patients (AD- epidermis) with no mutation on filaggrine gene (FLG+/+) behave like those from normal individuals (Normal- epidermis), (i) at the steady state, and (ii) after stimulation with interleukin-1beta (IL-1 β) or a major allergen found in AD, Dermatophagoïdes farinae. However, interestingly, AD-epidermis are more sensitized to ultra-violets radiation-induced (UVR) apoptosis than Normal-epidermis. In this regard, we observed a higher expression of genes involved in the induction / regulation of apoptosis by the epidermis from AD patients after UV exposure. Moreover, this work has demonstrated that normal epidermis are profoundly affected by IL-1 β which induces an AD like phenotype associating (i) production of large amount of TLSP (thymic stromal lymphopoietin) and (ii) alterated barrier function. The impact of IL-1 β on epidermis biology and the increased sensitivity that seems to express AD-epidermis to UVR-induced apoptosis are new evidences that confirm the importance of the epidermis in pathophysiology of AD which certainly will lead to new therapeutic strategies

Le système immunitaire humain est majoritairement commandé par les cellules dendritiques et les lymphocytes T auxiliaires. Lorsque les cellules dendritiques détectent un pathogène, elles vont instruire les lymphocytes T auxiliaires afin qu’ils adoptent le phénotype approprié à la menace rencontrée. Les lymphocytes T auxiliaires peuvent être divisés en plusieurs sous-populations, caractérisées par la production de cytokines spécifiques. Chaque sous-population de lymphocyte T auxiliaire possède des fonctions propres et est impliquée dans l’élimination de pathogènes distincts. Si les réponses des lymphocytes T auxiliaires ne sont pas finement régulées, ils peuvent devenir pathogéniques, et dans ce cas, considérés comme cibles potentielles pour des thérapies. Dans ce contexte, j’ai concentré mon travail de doctorat sur l’étude de la diversité des sous- populations de lymphocytes T auxiliaires et de leur régulation. Premièrement, j’ai démontré que les cellules dendritiques activées par la TSLP sont capables d’induire la polarisation de lymphocytes T folliculaires. Ensuite, j’ai participé à la construction d’un modèle mathématique capable de prédire la réponse lymphocytaire T auxiliaire en fonction de signaux dérivés des cellules dendritiques. Ce modèle nous a permis d’identifier un rôle spécifique pour l’IL-12p70, dépendant du contexte IL-1, dans l’induction d’IL-17F sans IL-17A. Enfin, j’ai monitoré huit populations de lymphocytes T auxiliaires et folliculaires dans le sang périphérique de patients atteints de dermatite atopique traités par Dupilumab, une immunothérapie ciblant la sous-unité alpha du récepteur de l’IL-4 et j’ai pu montré que la diminution du pourcentage de lymphocytes Th17 correlait avec l’amélioration du score clinique EASI. Globalement, mon travail sur la diversité de phénotypes Th apporte une ressource mécanistique importante, avec une potentielle application en immunothérapie. / Human immunity is essentially driven by dendritic cells and T helper cells. When dendritic cells detect a pathogen, they will instruct T helper cells to adopt the adapted phenotype for the specific threat encountered. T helper cells are subdivided in multiple subsets, characterized by particular sets of cytokines. Each T helper subset has specific functions and is involved in the clearance of distinct pathogens. If T helper responses are not precisely regulated, they can become pathogenic, in this case T helper pathways can be considered as potential targets for therapy. In this context, I focused my PhD work on studying T helper cell subset diversity and regulation. First, I demonstrated the ability of TSLP-activated dendritic cell to induce T follicular helper cell polarization. Then I participated in building a mathematical model capable of predicting T helper cell response to dendritic-cell derived signals. This model allowed us to identify the specific role of IL-12p70, in an IL-1 context, to induce IL-17F without IL-17A. Finally, I monitered eight T helper and T follicular helper cell populations in peripheral blood from atopic dermatitis patients treated with Dupilumab, an immunotherapy targeting the IL-4 receptor alpha subunit, and was able to show a correlation between decrease of Th17 cell percentage and improvement of EASI clinical score. Overall, my work on Th phenotype diversity provides key mechanistic insight with potential application in immunotherapy.

Contexte : La prévalence de l'asthme et des allergies a augmenté au cours de ces dernières décennies,en particulier chez les enfants et dans le monde occidental. Cette augmentation de la prévalence estdevenue un problème très grave de santé publique et pourrait être liée à une combinaison deprédisposition génétique, de facteurs environnementaux et des changements dans le mode de vie, ycompris les habitudes alimentaires. Cependant, les études épidémiologiques concernant les maladiesallergiques chez l’enfant en relation avec l'alimentation sont rares.Objectifs : Ce travail analyse la littérature récente traitant l'alimentation, les habitudes alimentaires et lanutrition en relation avec les maladies allergiques chez les enfants en tenant compte de la méthodologieutilisée pour évaluer les habitudes alimentaires. En outre, il évalue en premier lieu l'association entre leshabitudes alimentaires et l'asthme et les maladies allergiques et en deuxième lieu la relation entrel'asthme et le surpoids/l’obésité dans l’étude des six villes françaises.Méthodes : MEDLINE/PubMed et Cochrane Database of Systematic Reviews ont été utilisés pour larevue de la littérature concernant l'alimentation et les maladies allergiques. Des études transversales ontété menées à Bordeaux, Clermont-Ferrand, Créteil, Marseille, Reims, Strasbourg sur 7 432 enfantsscolaires, choisis au hasard et âgés de 9-11 ans. Des questionnaires adressés aux parents, basés surl'Enquête internationale sur l'asthme et les allergies dans l'enfance (ISAAC), ont été utilisés pourrecueillir des informations sur les maladies allergiques et les facteurs de risque potentiels, y compris unquestionnaire de fréquence alimentaire pour évaluer les habitudes alimentaires des enfants. Des testscutanés aux allergènes communs ont été effectués afin d'identifier l'existence d'une hypersensibilitéallergique et des tests d’effort ont été effectués pour évaluer l'asthme à l’effort.Résultats : Les apports moyens de 12 principaux produits alimentaires consommés par les élèves ontété calculées et trois profils alimentaires ont été extraits par analyse en composantes principales:l’alimentation proche du régime méditerranéen, l’alimentation à base d’oméga-3 et de poissons gras etl’alimentation non équilibrée. Les risques relatifs des maladies allergiques ont été estimés par des odds7ratios (OR) et le contrôle des facteurs de confusion a été réalisé par des régressions logistiques. Lessifflements, l’asthme et la rhinite sont plus fréquents chez les garçons que chez les filles. En analysemultivariée, l’alimentation à base d’oméga-3 avait un effet protecteur contre l'asthme vie et l’asthmesévère chez les enfants (OR ajusté: 0,77 ; IC 95%: [0,62 -0,96] et OR ajusté: 0,55 ; IC 95%: [0,32 -0,94]respectivement). L’adhérence à une alimentation proche du régime méditerranéen et riche enantioxydants semble avoir un effet protecteur contre les maladies allergiques. Le surpoids et l’obésitéont été positivement associés avec l’asthme vie chez les enfants ne présentant pas de sifflements (ORajusté: 1,98 ; IC 95%: [1,06 -3,70]) et ont été de même associé positivement avec la rhinite vie et larhinite 12 mois chez les enfants présentant des sifflements (OR ajusté: 1,63 ; IC 95%: [1,09 -2,45] etOR ajusté: 2,20 ; IC 95%: [1,13 -4,27] respectivement), mais pas avec l’asthme à l’effort.Conclusion: Dans l'ensemble, l'adhésion à un régime alimentaire sain, y compris les antioxydants et lesoméga-3 semble avoir un effet protecteur sur l'asthme et les allergies chez les enfants. Le surpoids etl’obésité a été associé significativement avec l’asthme chez les enfants non atopiques et la rhiniteallergique chez les enfants atopiques. Des études prospectives longitudinales sont donc nécessaires pourpouvoir évaluer les relations de causalité. / Background: The prevalence of asthma and allergy has risen in recent decades, especially amongchildren and in the Western world. This increase in prevalence has become a serious public healthproblem and might be related to a combination of genetic predisposition, environmental factors, andlifestyle changes, including dietary habits. However, epidemiological studies concerning childhood dietrelatedallergic diseases are scarce.Objectives: This work reviews published literature dealing with diet, dietary patterns and nutrition inrelation with allergic diseases among children taking into account the methodology used to evaluatedietary patterns. Moreover, it assesses primary the association between food patterns and asthma andallergic diseases and secondary the relation between asthma and overweight/obesity in the French SixCities Study.Methods: MEDLINE/PubMed and Cochrane Database of Systematic Reviews were used for theliterature review concerning diet and allergic diseases. Cross-sectional studies were conducted inBordeaux, Clermont-Ferrand, Créteil, Marseille, Reims, and Strasbourg among 7432 randomly selectedschoolchildren aged 9-11 years. Parental questionnaires, based on the International Study on Asthmaand Allergies in Childhood (ISAAC), were used to collect information on allergic diseases and potentialrisk factors including a food frequency questionnaire to evaluate dietary habits. Skin prick testing tocommon allergens was performed to identify the existence of an allergic hypersensitivity and exercisetest was performed to assess Exercise-Induced Asthma (EIA).Results: The mean intakes of 12 main food items were calculated and three food patterns wereextracted by principal component analysis labeled: the Mediterranean-like diet, the diet rich in omega-3fatty acids and the unhealthy diet. Relative risks of allergic diseases were estimated as odds ratios (OR)and confounders control was performed with multiple logistic regressions. Wheezing, asthma andrhinitis were more prevalent in boys than in girls. In the multivariate analysis, diet rich in omega-3 wasprotective for lifetime and severe asthma in children (adjusted OR: 0.77; 95% CI: [0.62 -0.96] and9adjusted OR: 0.55; 95% CI: [0.32 -0.94] respectively). Adherence to the Mediterranean-like diet rich inantioxidants tended to be protective against allergic diseases. Overweight and obesity were positivelyassociated with lifetime asthma in non-wheezing children (adjusted OR: 1,98 ; 95% CI: [1,06 -3,70])and were also positively associated with lifetime and past year allergic rhinitis in wheezing children(adjusted OR: 1.63; 95% CI: [1.09 -2.45] and adjusted OR: 2.20; 95% CI: [1.13 -4.27] respectively), butwere not associated with EIA.Conclusion: Overall, adherence to a healthy diet including antioxidants and omega-3 fatty acids seemsto have a protective effect on asthma and allergy in childhood. Overweight and obesity weresignificantly associated with asthma in non-atopic children and with allergic rhinitis in atopic children.Prospective longitudinal studies should be necessary for evaluation of causal relations.