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Les infections virales peuvent demeurer latentes pendant plusieurs décennies et se réactiver pendant des périodes d’immunosuppression. Les receveurs de greffes hématopoïétiques sont particulièrement susceptibles compte tenu de l’immunosuppression importante qui est nécessaire pour prévenir le rejet ou la maladie du greffon contre l’hôte, souvent pendant des périodes prolongées. La plupart de ces infections ne peuvent pas être traitées avec des médicaments antiviraux, et lorsque c’est possible, les traitements peuvent amener de la résistance. L’injection de cellules T spécifiques contre les virus provenant de donneurs sains est un traitement efficace pour traiter ces infections virales potentiellement mortelles ou les cancers qu’elles causent. Cependant, la persistance de ces cellules est limitée en partie par la stimulation antigénique chronique qui cause l’épuisement des cellules T. En éliminant les membres de la famille de récepteurs orphelins NR4A, qui favorisent l’épuisement et limitent la différenciation en cellules mémoires durables, notre but est de rendre ces cellules transférées plus persistantes et efficaces. Nos données à ce jour montrent que l’élimination du récepteur NR4A3 n’ altère pas la différenciation mémoire ni la production de cytokines effectrices. Cependant, l’absence de NR4A3tend à amener une diminution le l’expression du marqueur d’épuisement Tim-3, ce qui suggère que l’on peut prévenir l’épuisement et ainsi améliorer les thérapies cellulaires en ciblant les membres de la famille des récepteurs NR4A. / Viral infections can lay dormant for decades only to reactivate in periods of immune suppression. Transplant recipients are particularly susceptible to these infections as they require intensive immunosuppression to prevent rejection or graft-versus-host-disease, often for the rest of their life. Most of these infections cannot be treated with currently available antiviral medications and those that do can develop resistance. Virus-specific T cells (VSTs) are a treatment that uses expanded T cells to treat these infections by infusing donor cells into patients with life-threatening viral infections and cancers. However, these cells have a limited lifespan in part due to chronic antigen stimulation causing T cell exhaustion and lack of persistence. By knocking out members of the NR4A family of orphan receptors, which favour exhaustion and limit differentiation into long-lasting memory cells, we aim to make these transferred cells more persistent and effective. NR4A3 knockout did not alter memory differentiation or effector cytokine production but did result in a trend towards decreased expression of the exhaustion marker Tim-3, which indicates that targeting members of this family may improve clinically translatable cellular therapies.

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Le facteur de transcription IIH (TFIIH) joue un rôle crucial dans la transcription et dans la réparation de l’ADN. La sous-unité Tfb1/p62 (levure et humain) de TFIIH interagit avec de nombreux facteurs de transcription (p53, NFκB, TFIIEα) et de réparation (Rad2/XPG and Rad4/XPC) (1). La majorité des interactions avec Tfb1/p62 requiert le domaine d’homologie à la Pleckstrin (PH) localisé dans la région N-terminal de la protéine (2, 3). Ce domaine PH forme des complexes avec des domaines de transactivation acide provenant de protéines cibles impliquées dans la transcription et la réparation de l’ADN. De récentes études ont montré que Tfb1/p62 est une cible pour les protéines virales telles que la protéine VP16 du virus de l’herpès simplex (HSV) de type 1, la protéine E1 du virus du papillome humain (VPH) et la protéine EBNA-2 du virus Epstein-Barr (EBV) (4, 5). Ces protéines virales interagissent avec la sous-unité Tfb1/p62 par un domaine de transactivation acide suggérant une interaction similaire à ce qui est observé chez les facteurs de transcription humains comme p53. Ce mémoire présente une caractérisation structurelle et fonctionnelle du complexe formé par la protéine virale EBNA2 et la protéine humaine Tfb1/p62. L’analyse est faite en utilisant le titrage calorimétrique isotherme (ITC), la résonance magnétique nucléaire (RMN) et une expérience de transactivation chez la levure. Cette étude amène une plus grande compréhension des protéines impliquées dans les maladies comme le lymphome de Burkitt et le lymphome de Hodgkin qui sont souvent associées à l’infection à l’EBV (revue dans (6)) et caractérise une cible potentielle pour un antiviral. / The general transcription factor IIH (TFIIH) plays crucial roles in both transcription and DNA repair. Tfb1/p62 (yeast and human), one of the ten/eleven subunits of TFIIH, has been shown to interact with several important transcription (p53, NFκB, TFIIEα) and repair factors (Rad2/XPG and Rad4/XPC) (1). Most of the interactions with Tfb1/p62 require the Pleckstrin homology (PH) domain located at the amino-terminal end of the protein (2, 3). This PH domain in particular forms complexes with highly acidic domains from target proteins involved in both transcriptional activation and DNA repair. Recent studies has shown that the Tfb1/p62 subunit of TFIIH is also targeted by a number of viral proteins including the Herpes Simplex virus (HSV) protein VP16, the Human papillomavirus (HPV) protein HPV E1 and the Epstein-Barr virus (EBV) protein EBNA-2 (4, 5). These viral proteins interact with the Tfb1/p62 subunit via acidic domain which suggests that they are forming similar interactions as the one observed with human transcription and repair factors. This thesis provides a structural and functional characterization of the complex formed by the viral proteins EBNA2 and the human protein Tfb1/p62 subunit of TFIIH. The analysis is done using isothermal titration calorimetry (ITC), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and a yeast activation assay. This study brings a greater understanding of proteins implicated in diseases such as the Burkitt’s lymphoma directly linked to an EBV infection (review in (6)) and shows a viable target for antiviral drug.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Contexte. Les carcinomes des voies aérodigestives supérieures (VADS) arrivent en 6ème position parmi les cancers les plus fréquents au niveau mondial. La fonction du récepteur TLR3 dans les cellules de carcinomes des VADS est encore très mal comprise. Objectifs et méthodes. 1) Déterminer le niveau d’expression du récepteur TLR3 dans les lignées et les biopsies de carcinomes des VADS par western blot et par immunohistochimie. 2) Etudier le rôle de TLR3 dans la croissance tumorale de ces tumeurs, en utilisant notamment des lignées invalidées de façon conditionnelle pour TLR3. 3) Evaluer in vitro les effets cytotoxiques de ligands artificiels de TLR3 soit seuls, soit utilisés en combinaisons avec un inhibiteur d’IAP (inhibitor of apoptosis protein).Résultats. La protéine TLR3 est détectée à un niveau élevé en western blot dans les lignées de carcinomes des VADS étudiées, comparativement à un panel d’autres tumeurs épithéliales humaines. TLR3 est également constamment détecté en immunohistochimie dans les biopsies. TLR3 semble jouer un rôle dans la croissance tumorale des carcinomes des VADS : dans certaines conditions de culture (culture en hypoxie ou en milieu pauvre en SVF et en nutriments), la stimulation de TLR3 par un ligand exogène, le poly(A:U), favorise la croissance des cellules tumorales. Nous avons étudié l’effet de la stimulation de TLR3 sur le métabolisme glucidique dans ces mêmes cellules en utilisant un appareil de type Seahorse® qui mesure la consommation d’oxygène et la production de protons à partir de cellules cultivées en microplaques. Ces expériences montrent que la stimulation de TLR3 fait augmenter l’activité des voies du métabolisme cellulaire anaérobie (glycolyse extra-mitochondriale). Une étude métabolomique a mis en évidence des différences significatives dans le profil métabolique des cellules tumorales stimulées par le poly(A:U) comparativement aux cellules non traitées. Par ailleurs, nous avons montré que la stimulation de TLR3 permettait de détecter le facteur de transcription HIF1 en Western blot, même en conditions normoxiques. Sachant que des ARN libérés par des cellules en état de nécrose peuvent stimuler TLR3, il est tentant de penser que ce récepteur pourrait favoriser la survie des cellules malignes en zone hypoxique au voisinage de cellules nécrotiques. Néanmoins, l’expression de TLR3 représente aussi un facteur de vulnérabilité pour les cellules de carcinome des VADS : en effet les ligands artificiels de TLR3 utilisés en combinaison avec un inhibiteur d’IAP (Inhibitor of Apoptosis Protein) produisent des effets cytotoxiques sur les lignées de carcinomes des VADS étudiées. / Background. Head and Neck (HN) carcinomas are the 6th most frequent type of cancer worldwide. The role of the TLR3 receptor in HN carcinomas remains poorly understood.Objectives and Methods. 1) To assess the expression level of TLR3 in HN carcinoma cell lines and biopsies by Western blot and immunohistochemistry, respectively. 2) To study the role of TLR3 in tumour growth using specific cell lines with conditional knock-down of TLR3. 3). To assess in vitro the cytotoxic effects of artificial ligands of TLR3 used either alone or in combination with an IAP (inhibitor of apoptosis protein) inhibitor.Results. TLR3 protein was detected at a high level by Western blot analysis in HN carcinoma cell lines, by comparison with a panel of other human epithelial cancer cell lines. TLR3 was also consistently detected by immunohistochemistry in tumour biopsies. TLR3 seem to play a role in HN carcinoma cell growth: under certain culture conditions (hypoxic or low fetal calf serum/low nutrient culture conditions), TLR3 stimulation by a synthetic ligand, the poly(A:U), favours tumour cell growth. We investigated the effects of TLR3 stimulation on glucose metabolism using a Seahorse® analyzer, which measures the oxygen consumption and the proton production in living cells. Our results indicate that TLR3 stimulation induces an increase in anaerobic metabolism (extra-mitochondrial glycolysis). A metabolomic study revealed significant changes in the metabolic profile of cancer cells treated by poly(A:U) by comparison with untreated cells. We also showed that under TLR3 stimulation, HIF1 became detectable by Western blot analysis, even in normoxia. Given the fact that RNA fragments released by dying cells are able to trigger TLR3, one can assume that TLR3 might favour cancer cell survival in hypoxic areas located near the necrotic core of the tumour. However, TLR3 expression is also a factor of vulnerability for HN carcinoma cells: indeed, the combination of TLR3 artificial ligands with an IAP inhibitor has a strong cytotoxic effect on HN carcinoma cells in vitro.

La greffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) constitue une avancée thérapeutique considérable dans le traitement de maladies hématologiques et non hématologiques. Toutefois, malgré qu’elle sauve des vies, elle n’est pas sans risque. Le syndrome lymphoprolifératif post-transplantation (SLPT) est l’une des complications qui peut survenir après ce type de greffe avec un risque de mortalité pouvant atteindre 80% en l’absence de traitement. Par ailleurs, les traitements disponibles pour limiter le développement de ce syndrome ne sont pas sans effets néfastes. Le SLPT est surtout une conséquence d’une primo-infection ou d’une réactivation non-contrôlée du virus d’Epstein-Barr (VEB). Au moins 90% des adultes sont porteurs du VEB alors que ce pourcentage est d’environ 50-70% chez les enfants. Il est important de bien comprendre les facteurs de risque de l’infection active du VEB et du SLPT pour une meilleure gestion des greffés. Cette thèse a pour objectif de contribuer aux connaissances quant aux déterminants du VEB et du SLPT chez les greffés pédiatriques de CSH. Dans un premier temps, une revue systématique combinée à une méta-analyse a été réalisée pour élaborer un portrait exhaustif des facteurs de risque connus du VEB et du SLPT chez les greffés adultes et pédiatriques de CSH. Ensuite, à l’aide d’une étude de cohorte prospective multicentrique canadienne qui a enrôlé 156 patients pédiatriques greffés de CSH, le lien entre la transfusion de produits sanguins et l’infection VEB post-greffe a été analysé. Finalement, l’étude de cohorte multicentrique a aussi permis d’explorer des nouveaux facteurs de risque des évènements liés au VEB allant de l’ADNémie VEB à la suspicion du SLPT. Les résultats de la revue systématique et de la méta-analyse ont montré que l’utilisation de la globuline antithymocyte (ATG) pour prévenir la maladie du greffon contre l’hôte est le principal facteur impliqué dans la survenue post-greffe des infections actives du VEB et du SLPT. La forte hétérogénéité entre les études a limité la comparaison des résultats et très peu d’études portaient exclusivement sur les patients pédiatriques. D’autre part, l’analyse statistique au sein de la cohorte multicentrique n’a pas révélé une augmentation statistiquement significative du risque d’infection du VEB post-greffe associé à la transfusion. Toutefois, une analyse de génotypage du virus a indiqué que la transfusion serait très probablement liée à la primo-infection VEB d’un patient séronégatif, et ce malgré la leucoréduction (qui élimine virtuellement la présence des virus associés aux composantes cellulaires des produits sanguins). Par ailleurs, nos analyses dans la cohorte multicentrique ont corroboré l’association entre l’ATG et les évènements liés au VEB post-greffe et mis en relief deux nouvelles associations. Le mycophénolate mofétil, un médicament utilisé pour prévenir la maladie du greffon contre l’hôte, limiterait le risque des évènements liés au VEB par son action antiproliférative des lymphocytes T et B (incluant ceux infectés par le VEB), tandis que les filles seraient plus à risque des formes relativement sévères de l’infection du VEB post-greffe que les garçons. Le rationnel autour de cette dernière association n’est pas connu. Des nouvelles recherches permettront d’apprécier la reproductibilité de ces résultats. / Hematopoietic stem cell transplantation (HSC) constitutes a notable therapeutic advance in the treatment of hematological and non-hematological diseases. However, despite saving lives, it is not without risk. Post-transplant lymphoproliferative disease (PTLD) is one of the complications that can occur after this type of transplant with a mortality risk of up to 80% if left untreated. Moreover, the treatments available to limit the development of this disease are not without harmful effects on transplant recipients. PTLD is predominantly a consequence of primary infection or uncontrolled reactivation of Epstein-Barr virus (EBV). At least 90% of adults are carriers of EBV, compared to around 50-70% in the pediatric population. It is important to understand the risk factors for active EBV infection and PLTD in order to better manage transplant recipients. This thesis aims to contribute to knowledge on the determinants of active EBV infection and PTLD in pediatric HSC transplant recipients. A systematic review combined with a meta-analysis was carried out to develop a comprehensive portrait of the known risk factors for EBV and PTLD in adult and pediatric HSC transplant recipients. Then, using a Canadian multicenter prospective cohort study that enrolled 156 pediatric HSC transplant patients, the link between blood product transfusion and post-transplant EBV infection was analyzed. Finally, the multicenter cohort study also explored new risk factors for EBV-related events ranging from EBV DNAemia to suspicion of PTLD. The results of the systematic review and the meta-analysis revealed that the use of anti-thymocyte globulin (ATG) to prevent graft-versus-host disease is the main factor implicated in the post-transplant occurrence of active EBV infection and PTLD. The high heterogeneity between studies limited the comparison of results and very few studies focused exclusively on pediatric patients. On the other hand, statistical analysis within the multicenter cohort did not reveal a significant increase in the risk of post-transplant EBV infection associated with transfusion. However, genotyping analysis of viral strains from blood donors of an EBV-negative patient who received an EBV-negative graft indicated that one of the blood donors was the source of the primary EBV infection in the patient, despite leukoreduction (which virtually eliminates the presence of cell-associated viruses in blood products). Furthermore, our analyses in the multicenter cohort corroborated the association between ATG and post-transplant EBV-related events, and highlighted two new associations. First, mycophenolate mofetil, a drug used to prevent graft-versus-host disease, is believed to reduce the risk of EBV-related events through its antiproliferative action on T and B lymphocytes (including EBV-infected B cells). Second, girls are more at risk of relatively severe forms of post-transplant EBV infection than boys. The rationale behind this latter association is unknown. New research will make it possible to assess the reproducibility of these results.

Les infections virales en particulier celles dues aux virus de la famille des Herpesviridae pendant la période d’aplasie et de lymphopénie à la suite d’une greffe de cellules souches hématopoïétiques (GCSH) peuvent occasionner des complications très graves, souvent associées à une morbidité et mortalité élevées. Les recommandations cliniques actuelles préconisent l’utilisation des antiviraux pour la prévention de certaines de ces infections. L’efficacité du famciclovir et de l’acyclovir contre les virus de l’herpès simplex (HSV), le virus varicella-zoster (VZV) et l’herpésvirus humain de type 6 (HHV-6) est bien reconnue, cependant il nous manque des données quant à leur effet contre le virus Epstein-Barr (EBV) et le cytomégalovirus (CMV) dans la population pédiatrique. L’objectif principal de ce projet de maitrise a été de mesurer l’incidence de l’infection aux virus HSV, VZV, EBV, CMV et HHV-6 et de mesurer l’association entre l’utilisation de la prophylaxie antivirale (acyclovir et famciclovir) et l’infection (virémie asymptomatique et maladie) avec le CMV et l’EBV dans une cohorte pédiatrique de GCSH allogéniques. Les données d'une cohorte de sujets ayant subis pour la première fois une GCSH enrôlés dans quatre centres de greffes pédiatriques au Canada entre juillet 2013 et mars 2017 (Étude TREASuRE) ont été utilisées. Le recrutement a été effectué au : CHU Sainte-Justine (Montréal) (n=86), British Columbia Children’s Hospital (Vancouver) (n=31), Winnipeg Children's Hospital and CancerCare Manitoba (n=28) et Alberta Children’s Hospital (n=11). Le suivi des patients avait débuté 1 mois avant la greffe et avait duré 13 mois. L’âge médian des patients au recrutement était de 6,3 ans. Les courbes de Kaplan-Meier ont permis d’estimer l'incidence cumulée des infections CMV et EBV avec intervalle de confiance (IC) à 95% à 100 jours post-greffe en fonction de la prophylaxie antivirale (acyclovir ou famciclovir). Les modèles multivariés de régression de Cox à risques proportionnels ont permis de mesurer l'association entre la prise d’antiviraux (acyclovir ou famciclovir) et le développement de ces infections. L’étude a inclus 156 sujets âgés de 0 à 21 ans. Les incidences cumulées de la virémie des virus de HSV, VZV, EBV, CMV et HHV-6 à 100 jours de suivi ont été respectivement de 2.5% (IC 95% : 0.8–7.6), 0.8% (IC 95% : 0.1–6.1), 34.5% (IC 95% : 27.6–42.6), 19.9% (IC 95% : 14.5-27.1) et 3.4% (IC 95% : 1.2–9.1). Les incidences cumulées pour CMV et EBV n’ont pas montré de différence statistiquement significative entre les groupes ayant reçu la prophylaxie antivirale (acyclovir ou famciclovir) et ceux qui ne l’ont pas reçu. Les analyses de Cox n’ont montré aucun effet significatif des antiviraux sur le CMV avec un HR ajusté de 0.55 (IC 95% : 0.24–1.26) pour l’acyclovir et de 0.82 (IC 95% : 0.30–2.29) pour le famciclovir. Il en était de même pour l’EBV avec un HR ajusté de 1.41 (IC 95% : 0.63–3.14) pour l’acyclovir et de 0.79 (IC 95% : 0.36–1.72) pour le famciclovir. Notre étude n’a montré aucune preuve d’effet de la prophylaxie antivirale avec le famciclovir et l’acyclovir contre l’EBV et le CMV. Très peu de cas de HSV et de VZV ont été diagnostiqués dans cette cohorte ce qui est conforme avec l’idée selon laquelle l’acyclovir et le famciclovir sont efficaces pour ces virus. / Viral infections, especially those involving members of the Herpesviridae during the period of aplasia and lymphopenia following allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT), cause very serious complications, often associated with high morbidity and mortality. Current clinical guidelines recommend prophylactic use of antivirals, which has proven to be effective against certain viruses. The efficacy of famciclovir and acyclovir against herpes simplex viruses (HSV), varicella zoster virus (VZV) and human herpesvirus type 6 (HHV-6) is well-recognized, however, we lack data on their effects against Epstein-Barr virus (EBV) and cytomegalovirus (CMV) in the pediatric population. The main objective of this master's project was to measure the incidence of herpes virus infection, specifically by HSV, VZV, EBV, CMV and HHV-6, and to measure the association between the use of antiviral prophylaxis (acyclovir and famciclovir) and infection (including both asymptomatic viremia and disease) by CMV and EBV in a pediatric cohort of allogeneic HSCT. We used data from the TREASuRE cohort, which includes patients enrolled for a first allogeneic HSCT in four pediatric centers in Canada between July 2013 and March 2017. Recruitment was carried out at: CHU Sainte-Justine (Montreal) (n = 86), British Columbia Children's Hospital (Vancouver) (n = 31), Winnipeg Children's Hospital and CancerCare Manitoba (n = 28) and Alberta Children's Hospital (n = 11). Patient follow-up began 1 month before transplant and lasted 13 months. Median patient age at recruitment was 6.3 years. Kaplan-Meier curves were used to estimate the cumulative incidence of CMV and EBV infections with 95% confidence interval (CI) at 100 days post-transplant according to antiviral prophylaxis (acyclovir or famciclovir). Multivariate proportional hazards Cox regression models were used to measure the association between antiviral use (acyclovir or famciclovir) and the detection of these infections. The study included 156 subjects aged 0 to 21 years. The cumulative incidences of viremia due to HSV, VZV, EBV, CMV and HHV-6 at day 100 of follow-up were respectively 2.5% (CI 95%: 0.8–7.6), 0.8% (CI 95%: 0.1-6.1), 34.5% (CI 95%: 27.6-42.6), 19.9% (CI 95%: 14.5-27.1) and 3.4% (95% CI: 1.2-9.1). The cumulative incidences for CMV and EBV did not show a statistically significant difference between the groups who received antiviral prophylaxis (acyclovir or famciclovir) and those who did not. Cox analyses showed no significant effect of antivirals on CMV with an adjusted HR of 0.55 (95% CI: 0.24–1.26) for acyclovir and 0.82 (95% CI: 0.30–2.29) for famciclovir. The same was true for EBV with an adjusted HR of 1.41 (95% CI: 0.63–3.14) for acyclovir and 0.79 (95% CI: 0.36–1.72) for famciclovir. Our study showed no evidence of an effect with use of famciclovir or acyclovir prophylaxis on EBV and CMV infections. Very few cases of HSV and VZV infections were diagnosed in this cohort, which is consistent with the idea that acyclovir and famciclovir are effective against the latter viruses.