La vaccination du tissu cutané présente un fort potentiel, car elle permet le ciblage de l’antigène aux populations de cellules dendritiques uniques et spécialisées de la peau, et le recrutement de cellules inflammatoires du sang.Les cellules T helper folliculaires (TFH) jouent un rôle crucial dans l’établissement de la réponse humorale. Cependant, les interactions cellulaires et moléculaires qui gouvernent leur induction dans un contexte de vaccination restent à élucider.Mon projet de thèse a eu pour but de mieux comprendre les mécanismes d’induction des réponses TFH et humorales, par l’étude des événements précoces ayant lieu aux sites d’immunisation et d’induction de l’immunité adaptative après vaccination cutanée. L’utilisation de modèles murins nous a permis d’évaluer la contribution de différentes populations de la peau, du ganglion, et du sang dans la mise en place de ces réponses après immunisation intradermique avec un antigène particulaire présentant l’antigène modèle p24 du VIH. Cette étude a révélé un rôle crucial des cellules de Langerhans et des cellules dendritiques migratoires de la peau dans l’induction de réponses TFH et humorales.Nous avons ensuite évalué la capacité de différentes formulations d’adjuvants à polariser la réponse TFH et humorale contre un antigène de l’enveloppe du VIH à fort potentiel vaccinal. L’utilisation de l’émulsion IFA favorise l’induction des cellules TFH et induit la production d’anticorps neutralisants des souches du VIH.Ces résultats soulignent l’importance de cibler les DCs de la peau par l’utilisation de voies de vaccination pertinentes et l’utilisation d’adjuvants capables de favoriser la réponse cellulaire TFH. / Skin vaccination is of great interest, as it enables targeting of the antigen to unique and specialized dendritic cell populations of the skin, as well as recruitment of inflammatory blood cells.T follicular helper (TFH) cells play a critical role in the setting of the humoral response. However, the cellular and molecular interactions that underlie their induction after vaccination remain unknown.My thesis project aimed at understanding the immune mechanisms by which skin vaccination could favor the induction of TFH and humoral immune responses by studying the early events that take place in tissue and lymph node.Using mice models, we evaluated the relative contributions of various populations from the skin, lymph node and blood in the setting of TFH cell responses after intradermal immunization with nanoparticles coated with p24 antigen from HIV. This revealed a crucial role of Langerhans cells and skin migratory dendritic cells in the induction of TFH and germinal center responses.We then evaluated the ability of different adjuvant formulations to polarize the TFH and humoral response against a promising vaccine antigen from HIV envelope protein. Emulsifying the antigen in IFA favors the induction of TFH cells and induces the production of neutralizing antibodies able to block viral infection.This work highlights the relevance of targeting skin dendritic cells by using relevant vaccination routes and adjuvant formulation able to induce TFH cell responses.

Chez les mammifères, les lymphocytes T CD4 sont essentiels à la défense de l’organisme contre des infections par des pathogènes ou le développement de tumeurs. Après activation, les lymphocytes T CD4 naïfs ont la capacité de se différencier en divers lymphocytes T helper (Th1, Th2, Th17…) en fonction des signaux reçus. Le choix du lignage permet d’adapter le phénotype et la fonction des cellules au type de danger détecté. Le processus de différenciation des lymphocytes T helper implique l’établissement de programmes d’expression des gènes distincts. La dynamique et la stabilité de ces programmes sont notamment régulées par l’activité d’éléments cis-régulateurs. Le but de ma thèse était de comprendre les mécanismes épigénétiques qui contrôlent la programmation des lymphocytes T CD4. Dans cet objectif, nous avons étudié le rôle de la H3K9 méthyl-transférase SETDB1 dans la différenciation des lymphocytes T CD4 en Th1 et Th2, deux lignages T helper fortement antagonistes. Nous avons découvert que SETDB1 réprime de manière critique le programme d’expression des gènes Th1. En effet, en l’absence d’expression de Setdb1, la différenciation Th1 est exacerbée. De plus, lorsqu’elles sont exposées à un signal pro-Th1, les cellules Th2 franchissent les barrières de lignage et se transdifférencient en Th1. De manière surprenante, SETDB1 ne cible pas directement les enhancers Th1. Au contraire, l’enzyme dépose de manière type cellulaire spécifique la marque répressive H3K9me3 au niveau d’un set restreint de rétrovirus endogènes (ERVs). Des analyses bio-informatiques ont indiqué que les rétrotransposons ciblés sont fortement associés à des gènes impliqués dans les processus immunitaires. La suite de ces analyses a indiqué que ces ERVs flanquent et répriment l’activité d’éléments cis-régulateurs des gènes Th1, ou agissent eux même comme des enhancers du lignage. En conclusion, la déposition de H3K9me3 par SETDB1 garantit l’intégrité des lymphocytes T helper en réprimant un panel d’ERVs qui ont été exaptés en modules cis-régulateurs pour façonner et contrôler le réseau de gènes Th1. / CD4 T lymphocytes play a central role in the defense of mammal organisms against infections by pathogens and the development of tumors. Upon activation, naïve CD4 T cells differentiate into distinct helper cell subsets depending on environmental cues. T helper cells are key players of the immune system as they finely orchestrate immune responses in a danger-adapted manner. The process of T helper differentiation relies on the establishment of complex and lineage-specific gene expression programs. The dynamics and stability of these programs are regulated at the chromatin level through epigenetic control of cis-regulatory elements. My thesis objective was to investigate the epigenetic pathways involved in the regulation of enhancer activity in CD4 T cells. In this purpose, we studied the role of the H3K9 specific methyltransferase SETDB1 in the differentiation of Th1 and Th2 cells, which are strongly antagonistic. We report that SETDB1 critically represses the Th1 gene expression program. Indeed, Setdb1-deficient naïve T cells show exacerbated Th1 priming. Moreover, when exposed to a Th1-instructive signal, SETDB1-deficient Th2 cells cross lineage boundaries and transdifferentiate into Th1 cells. Surprisingly, SETDB1 does not directly target Th1 enhancers to heterochromatin. Instead, SETDB1 deposits the repressive H3K9me3 mark at a restricted and cell type specific set of endogenous retroviruses, strongly associated with genes involved in immune processes. Further bioinformatic analyses indicated that these retrotransposons flank and repress Th1 gene cis-regulatory elements or behave themselves as Th1 gene enhancers. Thus, H3K9me3 deposition by SETDB1 ensures T cell lineage integrity by repressing a repertoire of ERVs that have been exapted into cis-regulatory modules to shape and control the Th1 gene network.

No description available.

Sialidosis is caused by the accumulation of the ganglioside GM3 and other sialoglycoproteins within the cells of the liver, kidney and brain. Currently there is no treatment for sialidosis, while other lysosomal storage disorders are being treated through enzyme replacement therapy or bone marrow transplantation. The helper-dependent, or "gutless" adenovirus system (HD) has recently been improved upon with reportedly less immunogenicity than its first-generation (FG) predecessor and lifelong transgene expression produced in its hosts. To this end, the complete mouse lysosomal sialidase gene was cloned into a HD-vector (AdmsialHD) and a FG-vector (AdmsialFG) in an attempt to rescue the sialidase deficiency and associated phenotype in B6.SM fibroblasts and in the SM/J mouse. Lysosomal sialidase levels were increased to normal levels in vitro following both AdmsialHD and AdmsialFG infections while SM/J mouse infections at doses of 5 x 10^9 particles/mouse did not yield any increase in lysosomal sialidase activity or correct the associated phenotype. Interestingly, AdmsialHD only up-regulated sialidase to high levels in sialidase-null cells whereas AdmsialFG up-regulated sialidase significantly in all cell lines tested. Together, these data suggest that the therapeutic dose for both AdmsialFG and AdmsialHD should be elevated at least 10-fold in order to achieve phenotypic rescue and that FG-vectors possess some viral property, perhaps the E4 gene products, enabling them to attain greater transgene expression relative to HD-vectors. / Thesis / Master of Science (MSc)

The ability of cells within the adaptive immune system to develop into specialized subsets allow for a robust and tailored immune response in the advent of an infection or injury. Here, CD4+ T-cells are a crucial component within this system, with subsets such as TH1, TH2, TH17, TFH and TREG cells playing vital roles in propagating cell-mediated immunity. For example, TH1 cells are essential in combating intracellular pathogens such as viruses, while TFH cells communicate with B-cells to optimize antibody responses against an invading pathogen. The development (and functionality) of these subsets is ultimately dictated by the appropriate integration of extracellular cues such as cytokines with cell intrinsic transcription factors, thereby promoting the necessary gene profile. Moreover, the observation that T-helper cells could exhibit a flexible nature (i.e having shared gene profiles and effector functions) not only demonstrate the efficiency of our immune system but also how such flexibility could have unintended consequences during adverse events such as autoimmunity. An important mediator of such flexibility is cytokines. However, the complete network of factors that come together to co-ordinate cytokine mediated plasticity remain unknown. Thus, the work in this dissertation hope to delineate the factors that collaborate to regulate cytokine induced T-helper cell flexibility. As such, we see that in the presence of IL-2, the Ikaros Zinc Finger (IkZF) transcription factor Eos is upregulated in TH1 cells, with this factor playing a significant role in promoting regulatory and effector functions of TH1 cells. Moreover, we show that Eos forms a novel protein complex with STAT5 and promotes STAT5 activity in TH1 cells. However, depleting IL-2 from the micro-environment leads to the upregulation of two other members within the IkZF family, Ikaros and Aiolos. Aiolos in turn collaborate with STAT3, induces Bcl-6 expression within these cells, thus promoting these cells to exhibit characteristic features of TFH cells. The work in this dissertation hopes to advance our understanding of the regulatory mechanisms involved in cytokine mediated T-cell flexibility thereby hoping to open new avenues for the development of novel therapeutic strategies in the event of autoimmunity. / Ph. D. / T-helper (TH) cells are an important component of the immune system, as these cells aid in the fight against pathogens by secreting factors that either accentuate the inflammatory response during infection or attenuate immune responses post infection. Such effects are made possible because T-helper cells can differentiate into a variety of subsets, with each subset being an important mediator in maintaining immune homeostasis. For example, the T-helper cell subset called TH1 plays a vital role in the fight against intracellular pathogens such as viruses and certain parasites, while T-follicular helper (TFH) cells aid in the production of antibodies specific to the invading pathogen. The development of such subsets occur when cell extrinsic signals, called cytokines, lead to the activation or induction of cell intrinsic proteins called transcription factors. Interestingly, research over the years have shown that T-helper cells are highly adaptable in nature, with one subset having the ability to attain certain characteristic features of other subsets. This malleable nature of T-helper cells relies on several factors, with cytokines within the micro-environment being an important one. Although this form of flexibility is efficient and beneficial at times, it can also be detrimental, as such flexibility is known to promote certain autoimmune diseases such as multiple sclerosis, rheumatoid arthritis and type 1 diabetes. Such detrimental effects are thought to be due to cytokines within the environment. Therefore understanding how cytokines influence the flexible nature of T-helper cells is important; as controlling such flexibility (either by regulating cytokines or the transcription factors activated as a consequence) could prevent the propagation of undesired T-helper cell functions. As such, the work in this dissertation hopes to uncover how one such cytokine, termed Interleukin-2 (IL-2) mediates the flexibility between TH1 and TFH cells. The work highlighted in this dissertation broadens our understanding of how cytokines influence T-helper cell development and flexibility, and consequently allows the design of novel therapeutic strategies to combat autoimmune diseases.

Abstract In the current LTE-Advanced system, decode-and-forward (DF) is leveraged for cooperative relaying, where the erroneously decoded sequences are discarded at the relay, resulting in a waste of resources. The reason lies in that the erroneously decoded sequence can provide a certain amount of useful information about the source at the destination. Therefore, we develop a new relaying scheme, called lossy DF (also known as lossy forward (LF)), where the relay always forwards the decoded sequence to the destination. Beneficial from the always-forward principle, it has been verified that LF relaying outperforms DF relaying in terms of outage probability, ε-outage achievable rate, frame error rate (FER), and communication coverage. Three exemplifying network scenarios are studied in this thesis: the one-way multiple-input multiple-output (MIMO) relay network, the multiple access relay channel (MARC), and the general multi-source multi-relay network. We derive the outage probability of the one-way MIMO relay networks under the assumption that the orthogonal space-time block code (OSTBC) is implemented at the transmitter side for each individual transmission. Interestingly, we find that the diversity order of the OSTBC based one-way MIMO relay network can be interpreted and formulated by the well-known max-flow min-cut theorem, which is widely utilized to calculate the network capacity. For the MARC, non-orthogonal transmission is introduced to further improve the network throughput compared to its orthogonal counterpart. The region for lossless recovery of both sources is formulated by the theorem of multiple access channel (MAC) with a helper, which combines the Slepian-Wolf rate region and the MAC capacity region. Since the region for lossless recovery is obtained via sufficient condition, the derived outage probability can be regarded as a theoretical upper bound. We also conduct the performance evaluation by exploiting different accumulator (ACC) aided turbo codes at the transmitter side, exclusive or (XOR) based multi-user complete decoding at the relay, and iterative joint decoding (JD) at the destination. For the general multi-source multi-relay network, we focus on the investigation the end-to-end outage probability. The performance improvement of LF over DF is verified through theoretical analyses and numerical results in terms of outage probability. / Tiivistelmä Tämän päivän LTE-A-tiedonsiirtojärjestelmissä hyödynnetään dekoodaa-ja-välitä (decode-and-forward, DF) menetelmää yhteistoiminnalliseen tiedon edelleenlähetykseen (relaying) siten, että virheellisesti vastaanotetut sekvenssit hylätään välittimessä (relay). Tämä on resurssien hukkaamista, sillä virheellisissäkin viesteissä on informaatiota, jota voidaan hyödyntää vastaanottimessa. Tässä väitöskirjassa tutkitaan uutta häviöllistä DF-menetelmää, johon viitataan nimellä häviöllinen välitys (lossy forward, LF). Menetelmässä välitin lähettää informaation aina eteenpäin olipa siinä virheitä tai ei. Sen etuna verrattuna perinteiseen DF-menetelmään, on parantunut luotettavuus metriikoilla jossa mitataan vastaanoton todennäköisyyttä ja verkon peittoaluetta. Väitöskirjassa tarkastellaan LF-menetelmää kolmessa eri verkkotopologiassa jotka ovat yksisuuntainen monitulo-monilähtövälitinverkko (multiple-input multiple-output, MIMO), moniliityntävälitinkanava (multiple access relay channel, MARC), sekä yleinen moniläheinen monivälitinverkko. Työssä johdetaan matemaattinen esitys estotilan todennäköisyydelle (outage probability) yksisuuntaisessa MIMO-välitinverkossa olettaen ortogonaalisen tila-aika lohkokoodin (orthogonal space-time block code, OSTBC) käyttö. Estotilan todennäköisyys esitetään käyttäen toisteastta (diversity order), joka saadaan johdettua tunnetusta max-flow min-cut lauseesta, jota puolestaan käytetään yleisesti erilaisten verkkojen kapasiteettien laskentaan. MARC-topologiassa hyödynnetään ei-ortogonaalista lähetystä verkon datavirran kasvattamiseen. Häviöttömän lähetyksen informaatioteoreettinen kapasiteettialue saadaan johdettua MAC-auttajan kanssa. Lähestymistavassa Slepian-Wolf- sekä MAC-kapasiteettialueet yhdistyvät. Alueelle, jossa kahden lähteen lähetysnopeudet ovat sellaiset, että vastaanotto on häviötöntä, annetaan riittävä ehto, jolloin johdettu estotilan todennäköisyys on teoreettinen yläraja. Suorituskykyä evaluoidaan myös tietokonesimulaatioilla, joissa käytetään erilaisia akkumulaattoriavusteisia turbokoodeja lähettimessä, ehdoton tai (exclusive or, XOR) pohjaista monen käyttäjän dekoodausta välittimessä sekä iteratiivista yhteisdekoodausta vastaanottimessa. Yleisessä monilähteisessä monivälitinverkossa keskitytään alkuperäisen lähetyksen estotilatodennäköisyyteen. Teoreettinen analyysi sekä simulaatiot osoittavat, että LF:n estotilan todennäköisyys on pienempi kuin DF:n.

La nature du lien qui unit les deux aspects du système immunitaire, que sont la défense de l’hôte contre les agressions extérieures et la genèse des maladies auto- immunes, n’a pas été élucidée. L’axe IL-23/Th17 joue un rôle dans les deux versants, ce qui le place en bonne position pour être un potentiel chaînon manquant. Objectif : connaître l’implication de cet axe dans un modèle infectieux, Mycoplasma hominis, et un modèle de maladie auto-immune, la sclérodermie systémique (ScS), dans lesquels il n’a pas encore été étudié. Les lipoprotéines membranaires de M. hominis sont capables d’induire une maturation des cellules dendritiques humaines. Elle s’accompagne d’une sécrétion d’IL-23 variable selon l’origine clinique des isolats, via TLR2, et d’une polarisation vers la voie Th17. Nous avons observé une augmentation de la fréquence des cellules Th17 et Th22 dans le sang périphérique des patients ScS, potentialisée par l’iloprost, via entre autres la production monocytaire d’IL-23. Dans la peau des patients ScS, il existe une augmentation des cellules produisant l’IL-17 inversement corrélé au score de fibrose cutanée. In vitro, l’IL-17 est capable d’inhiber partiellement l’expression d’α-SMA induite par le TGF-ß et d’induire la sécrétion de MMP1 par des fibroblastes dermiques humains. L’axe IL-23/IL-17 et les cellules Th17 jouent un rôle dans la défense contre M. hominis et dans la physiopathologie de la ScS. / Relationship between both aspects of the immune system, ie host defense against external aggression and genesis of autoimmune diseases, has not been elucidated. IL-23/Th17 axis plays a role in both sides, which puts him in a good position to be a potential missing link. Objective: To understand the implication of this axis in a model of infection, Mycoplasma hominis, and a model of autoimmune disease, systemic sclerosis (SSc), in which it has not yet been studied.
The membrane lipoproteins of M. hominis are capable of inducing human dendritic cell maturation. It occurs along with an IL-23 secretion changing with the clinical origin of isolates, via TLR2, and a T cell polarization towards Th17. Then we observed an increase in the Th17 and Th22 cell frequency in peripheral blood of SSc patients, further enhanced by iloprost via monocyte production of IL-23 among others. In the skin of SSc patients, we showed an increase in IL-17-producing cells with an inverse correlation to the skin fibrosis score. In vitro, IL-17 is able to partially inhibit the expression of α-SMA induced by TGF-ß and to induce the secretion of MMP1 in human dermal fibroblasts. The IL-23/IL-17 axis and Th17 cells play a role in defense against M. hominis and in the pathogenesis of SSc.

La BPCO est une affection de l’appareil respiratoire associée à une réponse inflammatoire chronique. La BPCO associe une bronchite chronique, avec obstruction des voies aériennes, et un emphysème caractérisé par la destruction du parenchyme pulmonaire. Si l’exposition au tabac est le facteur de risque principal de la BPCO, plusieurs observations cliniques sont en faveur du rôle du vieillissement dans la pathogénèse de la maladie. La dégradation des fibres élastiques du poumon en peptides solubles d’élastine (PE) est une caractéristique constante de la BPCO, et le vieillissement physiologique du poumon est associé à une augmentation de son activité élastinolytique. Nous avons montré dans un travail précédent que l’instillation de PE à des souris induit un emphysème aigu. La relation existant entre l’élastolyse et le vieillissement conforte l’hypothèse que le vieillissement pourrait représenter un risque majeur de la BPCO par le biais de production de PE. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit a porté sur l’étude comparative des paramètres histologiques, inflammatoires et immunitaires liés à l’emphysème induit par les PE dans des souris jeunes et des souris âgées. Les résultats obtenus montrent que l’emphysème est d’apparition plus précoce chez les souris âgées et que cette précocité s’accompagne d’une augmentation de la production de PE et de clones T CD28- mémoires spécifiques des PE et du processus d’immunosénescence. / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a progressive and irreversible inflammatory state of the lung. COPD includes chronic bronchitis, with obstruction of small airways, and emphysema, characterized by the destruction of lung parenchyma. Although cigarette smoke exposure is the best known risk factor for COPD development, several clinical observations support the hypothesis that aging also play a key role in the pathogenesis of COPD. Degradation of lung elastin fibers, generating soluble elastin peptides (EP), is a feature of COPD development, and normal physiological aging of the lung is associated with increased elastolysis. We previously demonstrated in mice that endotracheal instillation of EP resulted in an acute emphysema establishment. The positive association between lung elastin breakdown and aging is consistent with the hypothesis that aging is a major risk factor of COPD through EP production. The work done during this thesis focused on the comparative study of histological, inflammatory and immune parameters related to PE-induced emphysema in young and elderly mice. The results we obtained show that emphysema development is earlier in the elderly mice and that this earliness is associated with an increase of EP-specific CD28- senescent memory T cell clones.

L'allergie alimentaire peut avoir des effets significatifs sur la morbidité et la qualité de vie. Il existe donc un intérêt considérable à générer de nouvelles stratégies thérapeutiques capables de réduire le risque de développer une atopie. Des études cliniques et expérimentales ont montré que l’allergie était associée à une dysbiose intestinale. Une modulation du microbiote intestinal pourrait ainsi aider à prévenir et traiter les maladies allergiques, justifiant l’utilisation rationnelle de souches probiotiques. L’objectif de mon travail a été de sélectionner au sein d’un panel de 31 souches bactériennes une ou plusieurs souche(s) probiotique(s) possédant des propriétés préventives dans l'allergie, à l'aide d'une combinaison d’approches in vitro et in vivo. Les propriétés immunomodulatrices des souches bactériennes ont été étudiées sur cellules mononucléées sanguines humaines et sur splénocytes murins orientés Th2. Les six souches qui ont induit un fort rapport IL10/IL12p70 et une faible sécrétion d'IFN-γ dans ces deux modèles cellulaires ont été testées pour leur effet protecteur dans un modèle murin d’allergie alimentaire à la β-lactoglobuline (BLG). Trois de ces six souches ont montré un effet protecteur sur l'allergie avec une diminution de la dégranulation des mastocytes et sur la sensibilisation avec une diminution des IgE et des IgG1 spécifiques de la BLG. L’étude de l'impact de ces trois souches sur l'équilibre T helper a montré qu’elles possédaient différents mécanismes d’action. Au niveau systémique, la souche LA307 s’est révélée immunosuppressive, la souche LA308 a induit un profil pro-Th1 et la souche LA305 a induit une réponse à la fois pro-Th1 et régulatrice. Au niveau iléal, l’induction de tolérance pourrait être générée par anergie pour la souche LA305 et par suppression active des réponses Th2 pour les souches LA307 et LA308. L’étude de l’impact de ces trois souches sur le microbiote ne permet pas de conclure que leur effet protecteur est lié à une modulation de la composition du microbiote. Ces résultats montrent que le criblage in vitro, basé sur les propriétés immunomodulatrices des candidats probiotiques, permet une présélection efficace avec trois des six souches sélectionnées ayant un effet protecteur in vivo. / Food allergy can have significant effects on morbidity and quality of life. There, the generation of efficient approaches to reduce the risk of developing food allergy is of considerable interest. Clinical and experimental studies have shown the association of allergy with intestinal dysbiosis. Thus, a modulation of the gut microbiota may contribute to the prevention and management of allergic diseases. This notion supports the use of probiotics.The aim of my study was to select, among a panel of 31 bacterial strains, probiotic strains with preventive properties in allergy using a combination of in vitro and in vivo approaches. Immunomodulatory properties of strains were studied on human blood mononuclear cells and on Th2 skewed splenocytes. The six strains inducing a high IL10/IL12p70 ratio and a low secretion of IFN-γ on both cellular models were tested for their protective impact in a murine model of food allergy to β-lactoglobulin (BLG). Three out of six strains showed a protective impact on sensitization with a decrease in allergen specific IgE and on allergy with a decrease in mast cell degranulation. The study of the impact on the T-helper balance for these 3 strains showed that they had different mechanisms of action. At the systemic level, LA307 strain proved to be immunosuppressive, LA308 strain induced a pro-Th1 profile and LA305 strain induced both, a pro-Th1 and a regulatory profile. At the ileal level, tolerance induction resulted from anergy for LA305 strain and from active suppression of Th2 responses for LA307 and LA308 strains. This study does not enable to conclude about the relationship between the protective impact of these 3 strains and the modulation of the composition of microbiota. These results reveal that the in vitro screening, based on immunomodulatory properties of candidate probiotics, allow an efficient pre-selection with three out of the six selected strains showing an in vivo protective impact.

Les Contrôleurs du VIH sont de rares individus capables de contrôler spontanément la réplication virale en l’absence de traitement. De nombreuses études montrent que les Contrôleurs développent des réponses T antivirales remarquablement efficaces. Les cellules T CD4+ spécifiques de Gag pourraient jouer un rôle particulier car cette population est préservée en comparaison aux patients traités et corrèle négativement avec la charge virale. Afin d’étudier cette population, nous avons réalisé une analyse transcriptionnelle et protéique multiplexée sur cellule unique, à partir de cellules T CD4+ détectées ex vivo par marquage tétramère de CMH-II contre le peptide Gag293 (Tet+). Nous avons comparé l’expression de 44 gènes et 6 protéines membranaires chez 9 patients Contrôleurs et 9 patients traités. Nous avons d’une part validé la forte fréquence de cellules T CD4+ Tet+ chez les Contrôleurs en comparaison aux patients traités et, d’autre part, montré que les cellules T CD4+ Tet+ des Contrôleurs, étaient activées et engagées dans une différenciation Th1 avancée et présentant un profil cytotoxique. De plus, les cellules T CD4+ Tet+ de Contrôleurs ont montré un état d’épuisement limité, reflété par une expression faible de PD-1, qui pourrait être l’une des raisons du maintien de leur fréquence et de leurs fonctions. Dans une deuxième étude, nous avons étudié les cellules T folliculaires « helper » (Tfh) dans la population T CD4+ spécifique de Gag chez les Contrôleurs du VIH. Les Tfh jouent un rôle essentiel dans la maturation d’affinité des anticorps en aidant les cellules B. Afin de déterminer si ce sous-type cellulaire joue un rôle dans le contrôle de l’infection à VIH, nous avons analysé le phénotype et la fonction des Tfh circulantes (cTfh) : cellules T CD4+ CD45RA- CXCR5+). Nous avons utilisé un marquage tétramère de CMH-II contre le peptide Gag293, pour détecter les cTfh spécifiques du VIH (cTfh Tet+), et nous avons montré que cette population est préférentiellement maintenue chez les Contrôleurs du VIH. L’analyse phénotypique de la population cTfh Tet+ a montré une intensité d’expression (MFI) de PD-1 plus importante dans le groupe de patients traités, suggérant une activation immune anormale chez ces patients. La fonction des cTfh, analysée pour leur capacité à induire la sécrétion d’IgG en coculture avec des cellules B mémoires autologues, n’a pas montré de différences majeures entre les groupes en terme de production d’IgG totales. Cependant, la production d’IgG spécifiques anti-VIH est significativement plus efficace chez les Contrôleurs, en particulier pour la réponse anti-Env qui est plus de 30 fois supérieure à celle des patients traités. Enfin, la fréquence des cTfh Tet+ a corrélé positivement avec la production d’IgG spécifiques, supportant l'idée d'un rôle important de la fonction Tfh dans la réponse humorale anti-VIH. L’ensemble de ces résultats indique que la population T CD4+ spécifique de Gag supporte chez les Contrôleurs les deux bras de la réponse immunitaire antivirale : d’une part, une réponse de type cellulaire Th1 montrant un profil cytotoxique et, d’autre part, une réponse de type humorale, reflétée par des interactions cTfh/B préservées, résultant en une réponse B mémoire vigoureuse. Le maintien de la fonction et de la fréquence de ces cellules spécifiques de Gag pourrait donc jouer un rôle important dans le contrôle du VIH / HIV Controllers are rare individuals able to spontaneously control viral replication in the absence of treatment. Several studies showed that controllers develop effective anti-viral T cell responses. Gag-specific CD4+ T cells could play a particular role in HIV control, because this population is preserved in comparison with the treated patients and correlates negatively with the viral load. In order to study this population, we performed a multiplexed single cell transcriptional and protein analysis from CD4+ T cells detected ex vivo by MHC-II tetramer labeling against the Gag293 peptide (Tet+). We compared the expression of 44 genes and 6 surface proteins in 9 Controllers patients and 9 treated patients. Firstly, we validated the high frequency of Tet+ CD4+ T cells in controllers compared to the treated patients, then we showed that Tet+ CD4+ T cells from controllers were activated and engaged in advanced Th1 differentiation with a cytotoxic profile. In addition, Tet+ CD4+ T cells from controllers showed a limited state of exhaustion, reflected by a lower expression of PD-1, which could be one of the reasons for maintaining their frequency and functions. In a second study, we studied follicular helper T cells (Tfh) among the Gag-specific CD4+ T cell population of HIV controllers. Tfh plays an essential role in the affinity maturation of the antibody response by providing help to B cells. To determine whether this CD4+ T cell subset may contribute to the spontaneous control of HIV infection, we analyzed the phenotype and function of circulating Tfh (cTfh: T cells CD4+ CD45RA- CXCR5+). We performed a MHC-II tetramer labeling against Gag293 peptide to detect HIV-specific cTfh (cTfh Tet +), and showed that this population is preferentially maintained in HIV controllers. Phenotypic analysis of Tet+ cTfh population showed a higher intensity of PD-1 expression (MFI) in the treated group suggesting abnormal immune activation in these patients. The function of cTfh, analyzed by the capacity to promote IgG secretion in cocultures with autologous memory B cells, did not show major differences between groups in terms of total IgG production. However, the production of HIV-specific IgG is significantly more efficient in the controller group, especially for the anti-Env response that is more than 30-fold greater than those of the treated patients. Finally, the frequency of Tet+ cTfh correlated positively with the production of specific IgG, supporting the idea of an important role of Tfh function in the humoral antiHIV response. Taken together, these results indicate that Gag-specific CD4+ T cell population supports the two arms of the antiviral immune response in HIV controllers: the cell-mediated response through a preferential differentiation toward Th1 cell type showing a cytotoxic profile, and the humoral response, reflected by preserved cTfh / B interactions, resulting in a vigorous memory response. Maintaining the function and frequency of these Gag-specific CD4+ T cells could therefore play an important role in HIV control