Dans le thymus, la présentation par les cellules stromales thymiques (cellules épithéliales (TEC) ou dendritiques (DC)) de peptides dérivés de protéines du soi associés au complexe majeur d'histocompatibilité de classe II (CMH-II) est un mécanisme essentiel au développement des lymphocytes T CD4 (LT CD4) et à la sélection du répertoire de récepteur à l'antigène (TCR) qu'elles expriment. Ainsi, une interaction de faible intensité entre le TCR exprimé par les thymocytes et les complexes pMHC est nécessaire à la sélection positive des thymocytes alors qu'une interaction de forte affinité conduira à la délétion. L'apprêtement des protéines dans la voie de présentation du CMH-II dépend d'une protéolyse séquentielle impliquant un ensemble de protéases de spécificité relativement imprécise. Ainsi des protéases peuvent promouvoir ou empêcher la génération de certains peptides pouvant se lier aux molécules de CMH-II. La protéase à sérine spécifique du thymus (TSSP) est exprimée dans le thymus par les TEC du cortex et les DC thymiques, mais pas par les DC en périphérie. Différentes études suggèrent que TSSP serait une protéase de la voie de présentation du CMH-II qui limiterait par des mécanismes encore inconnus la présentation de certains antigènes du " soi " dans le thymus et notamment par les DC. Ainsi TSSP limiterait la tolérance au " soi " dans le thymus. Notamment, nous avons montré que les souris NOD déficientes en TSSP (NOD Tssp°) sont résistantes au diabète de type 1 (T1D) corrélé à une délétion accrue de cellules T CD4 spécifiques de certains antigènes associés au T1D. Ainsi, les souris NOD Tssp° sont partiellement tolérantes à S100ß, un antigène des îlots de Langerhans associé au développement du T1D. Afin de mieux comprendre l'impact de la sélection négative sur le répertoire autoréactif, nous avons analysé le répertoire de cellules T CD4 spécifiques de S100ß chez des souris NOD sauvages (WT) et NOD Tssp°. Bien que relativement divers, le répertoire TCRaß présente, dans les deux souches de souris, un biais pour des réarrangements TCRa dominants et publics de faible avidité. Des cellules T CD4 de forte avidité exprimant un répertoire privé sont retrouvées chez les souris NOD WT mais sont sélectivement délétés chez les souris NOD Tssp°. Ainsi, l'augmentation de la disponibilité en antigène favorise la délétion de cellules T de fortes avidité. Parallèlement, nous avons analysé l'effet de l'absence de TSSP sur le développement d'une autre pathologie autoimmune médiée par les cellules T CD4, l'encéphalomyélite autoimmune expérimentale (EAE) induite par le peptide MOG35-55. Les souris NOD Tssp° développent une pathologie moins sévère que les souris sauvage. Cette réduction de sévérité résulte, au moins en partie, d'une diminution de l'avidité et de la fonctionnalité des cellules T CD4 encéphalitogènes spécifiques de MOG35-55. L'ensemble de ces travaux et les études précédentes de notre équipe suggère que TSSP, en régulant négativement la présentation antigénique, empêche la tolérance au soi et ainsi favorise l'émergence d'un répertoire TCR autoréactif de haute avidité pour l'antigène. Dans ce contexte, le maintien de TSSP au cours de l'évolution est surprenant. Néanmoins, l'absence de TSSP entraîne également une réduction de réponse spécifique de certains antigènes du non soi. Ainsi, dans le thymus, TSSP en limitant la tolérance au soi permettrait une diversification du répertoire TCR. / In the thymus, the presentation by thymic stromal cells (epithelial (TEC) or dendritic cells (DC)) of peptides derived from self-proteins associated with the major histocompatibility complex class II (MHC-II) is an essential mechanism for the development of CD4 T cells (CD4) and selection of their antigen receptor (TCR) repertoire. Thus, a low intensity interaction between the TCR expressed by thymocytes and pMHC complexes is necessary for the positive selection of thymocytes while a high affinity interaction lead to its deletion. The processing of proteins for MHC-II presentation pathway is dependent of sequential proteolysis involving a set of protease with a relatively imprecise specificity. Proteases can therefore promote or inhibit the generation of certain peptides that can bind to MHC-II molecules. The thymus specific serine protease (TSSP) is expressed in the thymus by cortical TEC and thymic DC, but not by DC in the periphery. Various studies suggest that TSSP is a protease of MHC-II presentation pathway which could limit, by some unknown mechanisms, the presentation of certain self-antigens in the thymus and in particular by DC. Thus, TSSP might limit self-tolerance in the thymus. In particular, we have shown that TSSP-deficient NOD mice (NOD Tssp°) are resistant to type 1 diabetes (T1D) correlated with an increased deletion of CD4 T cells specific for certain antigens associated with T1D. Thus, NOD Tssp° are partially tolerant to S100ß, a Langerhans islet antigen associated with the development of T1D. To better understand the impact of negative selection on the self-reactive repertoire, we analyzed the S100ß-specific CD4 T cells repertoire of NOD wildtype (WT) and NOD Tssp° mice. Although it's relatively diverse, the TCRaß repertoire presents, in both strains of mouse, a bias to low-avidity dominant and public TCRa rearrangements. High avidity CD4 T cells expressing a private repertoire are found in NOD WT mice but are selectively deleted in NOD Tssp° mice. Thus, increasing the availability of antigen promotes high avidity T cells deletion. In parallel, we analyzed the effect of the absence of TSSP on the development of another autoimmune disease mediated by CD4 T cells, the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) induced by the MOG35-55 peptide. NOD Tssp° mice develop a less severe pathology than WT mice. This reduction of severity results, at least in part, in a decrease of avidity and functionality of encephalitogenic MOG35-55- specific CD4 T cells. Taken together, this work and previous studies from our team suggests that TSSP, by negatively regulating antigen presentation, prevents self-tolerance and thus promotes the emergence of a self-reactive TCR repertoire of high avidity for the antigen. In this context, maintaining TSSP during evolution is surprising. Nevertheless, the absence of TSSP also reduces the specific response against some non-self-antigens. Thus, in the thymus, TSSP by limiting self-tolerance would allow the diversification of the TCR repertoire.

L'interleukine-2 (IL-2) est nécessaire à l'homéostasie des lymphocytes T régulateurs CD4+ Foxp3+ (Tregs) et son administration à faibles doses permet d'induire une expansion spécifique et dose-dépendante de ces cellules. Nous avons précédemment démontré que l'administration d'IL-2 à faibles doses permet de restaurer la tolérance immunitaire chez la souris NOD (modèle murin de diabète autoimmun). Toutefois cette stratégie n'est efficace à long terme que chez 30% des souris traitées.Mon travail de thèse a porte? sur l'amélioration de la thérapie par faibles doses d'IL-2. Dans un premier temps, nous avons démontré que la combinaison de l'IL-2 avec la rapamycine, une drogue ciblant préférentiellement les lymphocytes T effecteurs et épargnant les Tregs, ne permet pas d'améliorer le traitement. Au contraire, la rapamycine abolit de façon transitoire la tolérance induite par l'IL-2. Dans un deuxième temps, nous avons essayé d'augmenter les doses d'IL-2, dans le but d'induire une activation plus forte des Tregs. Néanmoins, le traitement par fortes doses d'IL-2 ne prévient pas le diabète autoimmun mais accélère son développement et est associé à une très forte toxicité.Ensuite, un deuxième axe de ma thèse s'est articulé autour de notre découverte de l'existence d'autoanticorps anti-IL-2 neutralisants chez la souris NOD et les patients souffrant de diabète de type 1. Ces autoanticorps modulent négativement l'homéostasie des Tregs in vivo, suggérant un rôle potentiel dans la physiopathologie du diabète autoimmun.Dans l'ensemble, ces résultats permettent de reconsidérer l'utilisation de l'IL-2 à faibles doses, seule ou combinée, dans le contexte du diabète de type 1. / CD4+ Foxp3+ regulatory T cells (Treg cells) are essential for the maintenance of immune tolerance. Interleukin-2 (IL-2) is mandatory for the homeostasis of Treg cells and its administration at low-doses induces a specific dose-dependent boost of Treg cells. Previous work has demonstrated that a short-tem treatment with low-doses IL-2 can revert established autoimmune diabetes in the NOD mouse model. However, this strategy induces long-term reversal in only 30% of the treated mice and can be optimized. During my PHD, my work has focused on the optimization of T1D therapy with low-doses of IL-2. First, we tried to combine low-doses of IL-2 with rapamycin, an immunosuppressive drug known to mainly affect Teff cells. The combined treatment (IL-2/Rapa) did not induce diabetes reversal and even reversibly broke IL-2-induced tolerance. Then, we tried to increase the IL-2 dose in order to increase the amplitude of the Treg boost. However, despite an important Treg cell boost, high-doses IL-2 administration to pre-diabetic NOD mice was toxic and precipitated T1D onset. In a second project, we described the existence of neutralizing anti-IL-2 autoantibodies in NOD mice and T1D patients. Our data suggested that anti-IL-2 autoantibodies negatively impacted on Treg cell homeostasis in vivo, contributing to the impaired immune tolerance observed in NOD mice and T1D patients. Altogether, our results lead to the consideration of low-doses IL-2, alone or combined, for the treatment of T1D. In addition, our demonstration of the existence of anti-IL-2 autoantibodies in NOD mice and T1D patients leads to a better understanding of T1D physiopathology.

La régulation de la concentration de glucose dans l'organisme est nécessaire au bon fonctionnement des globules rouges et de l'ensemble des cellules, dont celles des muscles et du cerveau. Cette régulation met en jeu plusieurs organes ainsi que le système hormonal dont une hormone en particulier, l’insuline. Le diabète de type 1 est une maladie où les cellules productrices d'insuline du pancréas sont détruites. Afin de compenser cette perte de production d'insuline, le traitement de cette maladie consiste, pour le patient, à déterminer une dose d'insuline à s'injecter en fonction de mesures de sa glycémie et de certaines caractéristiques intervenant dans la régulation de celle-ci (repas, activité physique, stress,...). Cette thèse s'inscrit dans une démarche d’automatisation du traitement en proposant un nouveau modèle non-linéaire du métabolisme glucidique pouvant être utilisé dans une solution de contrôle en boucle fermée. Nous avons prouvé que ce modèle possède une unique solution positive et bornée pour des conditions initiales fixées et sa commandabilité locale. Nous nous sommes ensuite intéressés à l’identification paramétrique de ce modèle. Nous avons montré son identifiabilité structurelle et pratique. Dans ce cadre, une nouvelle méthodologie permettant de qualifier l'identifiabilité pratique d'un modèle, basée sur une divergence de Kullback-Leibler, a été proposée. Une estimation des paramètres du modèle a été réalisée à partir de données de patients réels. Dans ce but, une méthodologie d'estimation robuste, basée sur un critère de Huber, a été utilisée. Les résultats obtenus ont montré la pertinence du nouveau modèle proposé. / The development of new control models to represent more accurately the plasma glucose-insulin dynamics in T1DM is needed for efficient closed-loop algorithms. In this PhD thesis, we proposed a new nonlinear model of five time-continuous state equations with the aim to identify its parameters from easily available real patients' data (i.e. data from the insulin pump and the glucose monitoring system. Its design is based on two assumptions. Firstly, two successive remote compartments, one for insulin and one for glucose issued from the meal, are introduced to account for the distribution of the insulin and the glucose in the organism. Secondly, the insulin action in glucose disappearance is modeled through an original nonlinear form. The mathematical properties of this model have been studied and we proved that a unique, positive and bounded solution exists for a fixed initial condition. It is also shown that the model is locally accessible. In this way, it can so be used as a control model. We proved the structural identifiability of this model and proposed a new method based on the Kullback-Leiber divergence in view to test its practical identifiability. The parameters of the model were estimated from real patients' data. The obtained mean fit indicates a good approximation of the glucose metabolism of real patients. The predictions of the model approximate accurately the glycemia of the studied patients during few hours. Finally, the obtained results let us validate the relevance of this new model as a control model in view to be applied to closed-loop algorithms.

Introduction : L'augmentation de l'incidence mondiale du diabète de type 1 (DT1) a été calculée à 3,0% par année en moyenne et il a été prédit qu'elle serait de 40% en 2010 chez les enfants âgés de 0 à 14 ans. Les causes de cette augmentation ne sont pas encore déterminées; cette thèse met à jour les connaissances actuelles sur l'incidence mondiale du DT1, en profitant de la disponibilité croissante des bases de données publiques et en examinant la corrélation entre l'incidence et les caractéristiques des pays. Méthodes : Une recherche exhaustive et systématique des articles publiés sur l'incidence du DT1 dans le monde a été effectuée pour étudier les variations globales de cette incidence dans les divers pays. L'objectif initial de cette thèse était d'étudier la corrélation entre les variables environnementales disponibles dans les bases de données publiques, et l'incidence du DT1 selon les pays.Conclusions et implications : Au cours de cette thèse, nous avons quantifié la variation pays par pays de l'incidence du DT1 dans le monde chez les enfants et les adultes, montrons qu'une grande partie de cette incidence pourrait s’expliquer par la variabilité de facteurs environnementaux d’un pays à l’autre. Cette thèse a également profité de la disponibilité croissante de données publiques sur la variation des facteurs environnementaux et génétiques de pays à pays, qui peuvent être impliqués dans le fort effet de cohorte de naissance qui a été observé ; il est conseillé d'approfondir la recherche sur la grossesse et la période néonatale et son implication dans DT1. / Background: The increase of worldwide incidence of type 1 diabetes (T1D) was calculated to be on average 3.0% per year and it was predicted that it would be 40% higher in 2010 in children aged 0-14 years. The causes of this increase are still under study; this thesis updates our current knowledge on the global incidence of T1D, and taking advantage of the increasing availability of public databases examines the correlation between incidence and country characteristics. Methods: A comprehensive systematic literature search of published articles on the incidence of T1D worldwide was conducted to study global variations of the incidence within countries. The initial goal of this thesis was to study the correlation between environmental variables available in public databases with the country incidence of T1D. Conclusions and implications: During this thesis, we quantified the country-to-country variation in T1D incidence worldwide in children and adults, and show that a large part of this incidence could be accounted for by the variability of environmental factors within the countries taking advantage of the increasing availability of public databases. Environmental factors may be involved in the strong cohort effect we found; it is advisable to deepen the research on pregnancy and neonatal period and its implications on T1D. Here we could quantify that the increase of T1D was even larger than had been predicted in an earlier study.

Ce travail de thèse s’est attaché à comprendre le lien étroit entre les dérégulations métaboliques et les dérégulations du système immunitaire, dans le cadre du modèle de diabète auto-immun de la souris NOD. Nous avons constaté que les bezafibrates protègent les souris NOD du diabète. Nous avons mis en évidence que ceci était lié à une diminution de l’infiltration des ilots beta du pancréas par les lymphocytes et cellules présentatrice d’antigen (CPA). La diminution d’IL-6 dans le sérum des souris traitées suggère une diminution générale de l’inflammation. Aussi, nous avons évalué l’implication du traitement en dehors du système immunitaire, en l’occurrence sur le stress cellulaire et la survie des cellules beta des ilots de Langherans, en utilisant une méthode de streptozotocine à faible dose, et nous avons observé une protection des souris traitées par les bezafibrates. Dans une deuxième partie de l’étude, nous avons observé qu’il existait au niveau du système immunitaire inné une surexpression des Toll-like récepteurs (TLR) 1, 2 et 6 dans les souris NOD comparées aux souris contrôles C57BL/6, ceci au niveau transcriptionnel ainsi qu’au niveau traductionnel. Nous avons ensuite démontré que cette surexpression avait une légitimité fonctionnelle. En effet, les CPA sécrètent plus d’Interleukine 6 (IL-6), et les cellules B, plus d’Immunoglobuline M (IgM). Nous avons poursuivi notre étude en modulant le contenu sérique en lipides dans nos souris NOD, en utilisant un régime gras pour augmenter la lipidémie et des bezafibrates hypolipidémiantes. Nous n’avons pas observé de modulation majeure de l’expression de TLR2 et TLR6, mais il est à noter que les CPA issues des souris soumises au régime gras sont plus susceptible à la réponse au ligand synthétique FSL-1 de TLR 2/6, qui sécrètent alors plus d’IL-6 que les NOD contrôles ou traitées aux bezafibrates. Nous avons pu ainsi souligner l’importance des liens entre le métabolisme et le système immunitaire, dans l’apparition de la maladie auto-immune que constitue le diabète de type 1. / In this thesis we sought to understand the link between metabolic deregulation and immune deregulation in the context of the NOD mouse autoimmune model. We observed that bezafibrates protect NOD mice from type 1 diabetes (T1D). We showed that pancreas beta islet infiltration by lymphocytes and APCs was diminished. IL-6 decrease in bezafibrate treated mice serum suggested a general dampening down of inflammation. Besides we evaluated the effect of bezafibrate out of the immune system by using a low-dose streptozotocin method and we observed that bezafibrate mice treated were protected. In a second part of this study we observed an overexpression of Toll-like receptors (TLR) 1, 2, 6 in NOD mice compared to C57BL/6 controls. This was noticeable at the transcription and translation level. We showed that this overexpression had a functional role. Indeed APCs from NODs secreted more IL-6, and B cells secreted more IgM when stimulated with corresponding ligands. We then modified the lipid content of NOD mice by using bezafibrates to decrease lipidemia, and a high fat diet (HFD) to increase lipidemia. No modulation of TLR2 and TLR6 expression was observed. However, APCs from HFD mice were more susceptible to TLR2/6 ligand FSL-1 stimulation by secreting more IL-6 than control or bezafibrate treated NODs. We here highlight the important links existing between metabolism immunity in the autoimmune T1D onset

À partir d’une approche psychosociale de la situation thérapeutique, cette thèse interroge les processus et les enjeux psychosociaux associés au développement des compétences psychosociales dans le contexte de l’éducation thérapeutique du patient diabétique de type 1. Suite aux limites identifiées par une revue systématique de la littérature (N = 60 articles), nous avons réalisé une recherche qualitative auprès d’adolescents diabétiques (N = 28) dans le but de mieux comprendre leurs besoins en termes de compétences psychosociales. Ce travail nous a ensuite amenés à dégager trois perspectives de recherche que nous avons exploités à partir de différentes stratégies méthodologiques : une étude expérimentale (N = 102) et une étude transversale (N = 261) auprès d’adultes diabétiques ; une étude prospective visant à suivre l’évolution du profil sociocognitif d’adolescents diabétiques (N = 24) ; et une étude qualitative à partir dix focus groups composés d’adolescents diabétiques (N = 26), de leurs parents (N = 9) et de professionnels de santé (N = 11). L’articulation de ces études montre que les compétences psychosociales sont régulées par des processus psychosociaux qui sont en jeu dans le contexte dynamique de la relation thérapeutique. Ces compétences s’inscrivent dans un système d’actions et d’interprétations socialement façonné par des enjeux thérapeutiques et relationnels ainsi que par une symbolique sociale. Leur développement semble déterminé par le statut social et l’identité des acteurs, les motivations et les attentes propres à chacun, ainsi que par la représentation de l’autre mobilisée pour construire le climat de la relation thérapeutique. / Based on a psychosocial approach to the therapeutic situation, this thesis examines the psychosocial processes and issues involved in the development of psychosocial skills in the context of the therapeutic education of type 1 diabetic patients. Following the limitations identified by our systematic review (N = 60 articles), we conducted a qualitative research with diabetic adolescents (N = 28) in order to better understand their needs in terms of psychosocial skills. This work led us to identify three research perspectives that we carried out using different methodological strategies: an experimental study (N = 102) and a transversal study (N = 261) with diabetic adults; a prospective study to following the evolution of the sociocognitive profile of adolescents with diabetes (N = 24); and a qualitative study using ten focus groups of adolescents with diabetes (N = 26), parents (N = 9) and health professionals (N = 11). The articulation of these studies shows that psychosocial skills are regulated by psychosocial processes that are at stake in the dynamic context of the therapeutic relationship. These skills are part of a system of actions and interpretations socially shaped by therapeutic and relational issues as well as by a social symbolism. Their development seems to be determined by the social status and identity of the actors, their motivations and expectations, and by the representation of others mobilized to build the climate of the therapeutic relationship.

Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction des cellules bêta des îlots de Langerhans du pancréas. Au cours de ce processus auto-immun, des auto-anticorps sont produits contre plusieurs antigènes des cellules bêta, par exemple l'insuline, l'acide glutamique décarboxylase (GAD65), la protéine tyrosine phosphatase (IA-2) et le transporteur de zinc (ZnT8). Au moins un auto-anticorps contre l'un de ces antigènes est présent dans> 95% des personnes atteintes de diabète de type 1 lors de la détection de l'hyperglycémie. Ces auto-anticorps peuvent servir de marqueurs précoces de diabète de type 1, car ils peuvent être présents des années avant l'apparition de la maladie, ce qui permet un diagnostic précoce avant les manifestations cliniques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé, en partenariat avec une équipe de recherche clinique, une série de tests diagnostiques originaux, basée sur la détection précoce des différents auto-anticorps d’îlots de Langerhans à partir d'échantillons de sérum humain. Ces tests de diagnostic comprennent des tests bridging ELISA pour la détection d'auto-anticorps contre l'insuline, IA-2 et GAD65, qui sont rapides, facile à utiliser et n’utilisent pas de radioactivité. De plus, un test immunochromatographique sur bandelette pour la détection des auto-anticorps contre IA-2 a été développé. Le principal avantage des tests bandelettes est sa convivialité : les résultats peuvent être obtenus en 45 min en utilisant de très petits volumes de sérums et sans l'utilisation d’appareils spécialisés. Tous ces tests développés en interne ont été validés avec des échantillons de sérum de patients atteints de diabète de type 1 et de témoins sains et leurs performances ont été comparées avec celles de tests disponibles sur le marché. En outre, nous avons développé un test multiplex pour la détection simultanée de plusieurs auto-anticorps associés au diabète de type 1, ce qui permet de gagner du temps et d’augmenter la valeur diagnostic et prédictive du test par rapport à la détection d’un seul autoanticorps. Ce test multiplex a été validé pour la détection de deux autoanticorps (IA-2A et GADA) et comparé à nos tests ELISA de IA-2A et GADA. / Type 1 diabetes is an autoimmune disease characterized by the destruction of pancreatic beta cells within the islets of Langerhans. In the course of this autoimmune process, autoantibodies are generated against several beta-cell antigens, e.g. insulin, glutamic acid decarboxylase (GAD65), tyrosine phosphatase-like protein (IA-2) and zinc transporter 8 (ZnT8). At least one autoantibody against one of these antigens is present in >95% of individuals with type 1 diabetes upon hyperglycemia detection. These autoantibodies can serve as early markers of type 1 diabetes, since they can be present years before disease onset, allowing for an early diagnosis before clinical manifestations. In the course of this thesis we have developed, in partnership with a clinical research team, a series of original diagnostic tests, based on the early detection of the different anti-Langerhans islet autoantibodies from human serum samples. These diagnostic tests include bridging ELISAs for the detection of autoantibodies to insulin, IA-2 and GAD65, which are rapid, non-radioactive and easy-to-use. Moreover, a lateral flow immunoassay (dipstick) for detection of autoantibodies to IA-2 was developed. The key advantage of lateral flow immunoassay is its user-friendly format: results can be obtained within 45 min using very small volumes of sera and without the use of any specialized apparatus. All these in-house assays were validated with diabetic and healthy human serum samples and the assay performances were compared to commercially available tests on the market. In addition, we have developed a multiplex assay for simultaneous detection of multiple diabetes-associated autoantibodies, which is time-effective and increases the diagnostic and predictive values of the assay, comparing to single autoantibody detection. This multiplex assay was validated for detection of two autoantibodies i.e. IA-2A and GADA and compared to in-house IA-2A and GADA bridging ELISAs.

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Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction sélective des cellules β pancréatiques entraînant une hyperglycémie et nécessitant un traitement par insulinothérapie à vie. La physiopathologie du DT1 est complexe et fait intervenir les cellules immunitaires innées et adaptatives dans la pathogenèse et la régulation du DT1. Alors que le développement du diabète peut être associé à des facteurs génétiques, des facteurs environnementaux sont également impliqués dans le déclenchement de cette maladie. Des études récentes ont mis en évidence le rôle du microbiote intestinal dans le développement ou la protection du DT1. Des modifications du microbiote ont par ailleurs été observées chez les patients DT1 avant le déclenchement de la maladie. Plusieurs études ont également décrit des altérations de la muqueuse intestinale chez les souris NOD et chez les patients DT1. Les cellules MAIT sont des lymphocytes T de type inné reconnaissant la molécule de MR1 et exprimant un TCR Va semi-invariant (Vα7.2-Jα33 chez l'homme et Vα19-Jα33 chez la souris). Les cellules MAIT sont activées par des métabolites bactériens, dérivés de la synthèse de la riboflavine. Leur particularité est de produire rapidement diverses cytokines telles que le TNF-α, l’IFN-γ et l’IL-17 et le granzyme B. La localisation et la fonction des cellules MAIT suggèrent qu'elles pourraient jouer un rôle clé dans le maintien de l'intégrité intestinale et le développement des réponses auto-immunes dirigées contre les cellules β. Dans l’ensemble, nos résultats chez les patients DT1 et chez les souris NOD montrent une activation anormale des cellules MAIT chez les patients DT1. Ces anomalies peuvent être détectées avant le déclenchement de la maladie. L'analyse des tissus périphériques de souris NOD souligne le rôle des cellules MAIT dans deux tissus, le pancréas et la muqueuse intestinale. Dans le pancréas, la fréquence des cellules MAIT est augmentée. Dans ce tissu les cellules MAIT semblent participer à la destruction des cellules β. Contrairement au pancréas, les cellules MAIT situées dans la muqueuse intestinale semblent jouer un rôle protecteur grâce à leur production de cytokines IL-22 et IL-17. Nos données chez les souris NOD Mr1-/-, dépourvues de cellules MAIT, soulignent le rôle protecteur des cellules MAIT lors du développement du DT1 en participant au maintien de l'intégrité intestinale. En outre, la présence d'altérations intestinales à mesure que la maladie progresse chez les souris NOD souligne l'importance des cellules MAIT dans le maintien de l'homéostasie intestinale. De manière intéressante, les cellules MAIT pourraient représenter un nouveau biomarqueur de la maladie et permettre de développer des stratégies thérapeutiques innovantes basées sur l’activation locale des cellules MAIT. / Type 1 diabetes (T1D) is an auto-immune disease characterized by the selective destruction of pancreatic islet β cells resulting in hyperglycemia and requiring a life-long insulin replacement therapy. The physiopathology of T1D is complex and still not entirely understood. Both innate and adaptive immune cells are involved in the pathogenesis and the regulation of T1D. While diabetes development can clearly be associated with genetic inheritance, environmental factors were also implicated in this autoimmune diseases. Recent studies have highlighted the role of the intestinal microbiota in the development or protection against T1D. Gut microbiota analyses in patients have shown differences before the onset of T1D. Moreover, several studies also described gut mucosa alterations in NOD mice and in T1D patients. MAIT (Mucosal Associated Invariant T) cells are innate-like T cells recognizing the MR1 molecule and expressing a semi-invariant receptor Vα chain (Vα7.2-Jα33 and Vα19-Jα33 in mice). MAIT cells are activated by bacterial metabolites, derived from the synthesis of riboflavin. Their particularity is to rapidly produce various cytokines such as TNF-α IFN-γ, IL-17 and granzyme B. The localization and the function of MAIT cells suggest that they could exert a key role in the maintenance of gut integrity, thereby controlling the development of autoimmune responses against pancreatic β cells. To summarize, our results in T1D patients and in NOD mice indicate an abnormal MAIT cell activation in this pathology, which occurs before disease onset. The analysis of peripheral tissues from NOD mice highlights the role of MAIT cells in two tissues, the pancreas and the gut mucosa. In the pancreas, MAIT cells frequency is elevated and they could participate to the β cells death. In contrast to the pancreas, in the gut mucosa MAIT cells could play a protective role through their cytokines production of IL-22 and IL-17. Our data in Mr1-/- NOD mice, lacking MAIT cells, reveal that these cells play a protective role against diabetes development and in the maintenance of gut mucosa integrity. Moreover, the presence of gut alteration as T1D progress in NOD mice underscores the importance of MAIT cells in maintaining gut mucosa homeostasis. Interestingly, MAIT cells could represent a new biomarker towards T1D progression and open new avenues for innovative therapeutic strategies based on their local triggering.

La transplantation d’îlots chez des sujets diabétiques permet la normalisation de leur glycémie mais nécessite l’utilisation d’immunosuppresseurs. Afin d’éliminer l’utilisation de ceux-ci, une capsule d’alginate capable d’immunoprotéger l’îlot a été proposée. Cependant, un problème persiste : la survie de l’implant est limitée. Deux moyens afin d’améliorer ce facteur seront présentés dans ce mémoire: l’utilisation d’alginate purifié et la co-encapsulation des îlots avec des cellules canaliculaires pancréatiques. La première étude rapporte un aspect nouveau : les effets directs de l’alginate non-purifié, versus purifié, sur la survie d’îlots encapsulés. Ceci est démontré in vitro sur la viabilité à long terme des îlots, leur fonction et l’incidence de leur mort cellulaire par apoptose et nécrose. Ces investigations ont permis de conclure que l’alginate purifié permet de maintenir à long terme une meilleure survie et fonction des îlots. De plus, cette étude ajoute un autre rôle aux contaminants de l’alginate en plus de celui d’initier la réaction immunitaire de l’hôte; celle-ci étant indirectement reliée à la mort des îlots encapsulés. La deuxième étude consiste à déterminer les impacts possibles d’une co-encapsulation d’îlots de Langerhans avec des cellules canaliculaires pancréa-tiques. Les résultats obtenus démontrent que cette co-encapsulation n’améliore pas la survie des îlots microencapsulés, par des tests de viabilité et de morts cellulaires, ni leur fonction in vivo testée par des implantations chez un modèle murin immmunodéficient. Pour conclure, la survie des îlots encapsulés peut être améliorée par la purification de l’alginate mais reste inchangée lors d’une co-encapsulation avec des cellules canaliculaires pancréatiques. / Islets transplantation can normalize glycaemia in diabetic patients but only with the use of immunosuppressive drugs. The elaboration of an alginate microcapsule to immunoprotect the islets has been developed to overcome the use of those harmful drugs. However, one problem still subsists: the limited survival of the transplant. Two different aspects to overcome this problem will be discussed in this thesis: the use of purified alginate and the co-encapsulation of islets with pancreatic duct cells. The first study investigated a new proposition: the direct effects of non-purified alginate, compared to the purified one, on the survival of encapsulated islets. This was demonstrated by in vitro studies on the islets long-term viability, function and the incidence of their death by apoptosis and necrosis. These investigations helped us to conclude that purified alginate can maintain a better long-term survival and function of encapsulated islets. This investigation also demonstrated that alginate contaminants have a direct influence on encapsulated cells besides their role in immune cell activation; which have an indirect implication in the encapsulated islets death. The second study investigated the possible effects of pancreatic duct cells when co-encapsulated with islets of Langerhans. The results showed no significant effects on the viability of co-encapsulated islets, by viability and cellular death assays, and neither on their function in vivo tested with implantations in a mouse immmunodeficient model. To conclude, alginate purification appeared to improve the survival of encapsulated islets while pancreatic duct cells failed to do the same.