Au sein du clade Splendidus, Vibrio tasmaniensis et Vibrio crassostreae sont deux populations de vibrios virulentes pour l’huître qui ont été associées au syndrome de mortalité des huîtres juvéniles. Nous nous sommes intéressés à la diversité des mécanismes d'interaction entre ces vibrios et leur hôte, l'huître creuse Crassostrea gigas. Dans un premier temps, nous avons précisé le processus de pathogénèse de la souche V. tasmaniensis LGP32 et montré qu’elle possédait une activité cytotoxique sur les cellules immunitaires de l’huître, les hémocytes, qui dépendait de sa phagocytose. Le transcriptome intracellulaire de LGP32 a révélé le rôle important des systèmes antioxydants et de l’efflux du cuivre dans la survie du vibrio à l’intérieur du phagosome. D’un point de vue fonctionnel, nous avons montré que ces mécanismes jouaient un rôle important au cours de la pathogénèse in vivo. Dans un second temps, nous avons réalisé une étude comparative des interactions entre des souches représentatives des deux populations V. tasmaniensis et V. crassostreae et l’huître. Nous avons montré que les souches virulentes des deux populations étaient cytotoxiques pour les hémocytes mais que cette cytotoxicité était indépendante de la phagocytose chez les V. crassostreae, à l’inverse des V. tasmaniensis. Le transcriptome des huîtres a montré que les souches virulentes des deux populations réprimaient l’expression de gènes impliqués dans la réponse antibactérienne. Des réponses spécifiques à chaque souche virulente ont également été identifiées, révélant la diversité des interactions. In vivo, les souches virulentes se sont montrées capables de coloniser les tissus de l'huitre, contrairement aux souches non virulentes contrôlées par les hémocytes. L’ensemble de nos travaux montre que, bien qu’il existe un degré de diversité et de spécificité des interactions entre différents vibrios du clade Splendidus et l’huître, les deux populations virulentes sont cytotoxiques pour les cellules immunitaires, et ce processus est essentiel pour leur succès infectieux. Ainsi, la capacité de dépasser les défenses hémocytaires est un phénotype conservé entre les populations virulentes du clade Splendidus. Les processus évolutifs ayant conduits à l’émergence de ces traits de virulence communs entre populations de vibrios pathogènes différentes méritent d’être explorer. / In the Splendidus clade, Vibrio tasmaniensis and Vibrio crassostreae are two populations of virulent vibrio for oysters that are associated to "juvenile oyster mortality syndrome". Here we were interested in the diversity of interaction mechanisms between the vibrios and their host, the oyster Crassostrea gigas. First, we investigated the pathogenesis process of the strain V. tasmaniensis LGP32 and showed that it exerts a cytotoxic activity against oyster immune cells, the hemocytes, which depend on its entry into the cells through phagocytosis. Transcriptomic analysis of LGP32 response during intracellular stage revealed a crucial role for antioxydant systems and copper efflux in intraphagosomal survival of the bacteria. From a functional point of view, we showed that this virulence mechanisms of LPG32 play a major role in pathogenesis in vivo. Second, we realized a comparative study of the interaction mechanisms between representative strains of the two populations V. tasmaniensis and V. crassostreae with the oyster. Virulent strains from both populations were cytotoxic for hemocytes but this cytotoxicity was independant of phagocytosis in the case of V. crassostreae, in contrary to V. tasmaniensis. Transcriptomic analysis of the oyster responses during infection showed that virulent strains of both populations repressed the expression of genes involved in antibacterial responses. However, some pecific responses were also identified for each virulent strain, highlighting some diversity of interactions. In vivo, virulent strains were able to colonize oyster tissues, in contrary to non-virulent strains, which were controlled by hemocytes. Our work show, although a certain degree of diversity and specificity exist in the interactions between different vibrios of the Splendidus clade and oysters, both virulent populations are cytotoxic for immune cells, and this process is essential for their infectious success. Thus, the capacity to overcome the hemocyte defenses is a conserved phenotype between distinct virulent populations of vibrios from the Splendidus clade. Hence, it would be of particular interest to determine the evolutionary processes that drove the emergence of common virulence traits in distinct populations of pathogens.

Les LBP/BPIs sont des protéines importantes de la réponse antimicrobienne des mammifères, encore mal caractérisées chez les invertébrés. L'objectif de ce projet était d'élucider le rôle des LBP/BPIs dans la réponse immunitaire du gastéropode B. glabrata. Nous avons montré que l'une des LBP/BPI (BgLBP/BPI1) était une protéine majeure de la glande albumène et des masses d'oeufs et possédait les activités attendues des BPIs telle que la capacité de perméabilisation des bactéries.De plus, nous avons découvert une nouvelle activité biocide (anti-oomycète) inconnue jusqu'alors chez les LBP/BPI, et démontré que BgLBP/BPI1 influence à la fois la production d'oeufs et leur protection contre les infections à oomycètes. Nous avons ensuite examiné la diversité et l'évolution des BgLBP/BPIs et montré qu'au moins 5 LBP/BPIs, regroupées en 3 clades phylogénétiques, étaient exprimées chez B. glabrata. Une étude de l'expression de représentants de ces 3 clades a montré qu'ils étaient exprimés dans différents tissus, appuyant l'hypothèse de l'acquisition de spécificités fonctionnelles par les membres de cette famille multigénique. / LBP/BPIs are important immune factors of the mammalian antimicrobial response,poorly characterized in invertebrates. The aim of this work was to elucidate the role of LBP/BPIs in the immune response of the fresh-water snail B. glabrata. Firstly, we showed that one member, BgLBP/BPI1, was highly abundant in the albumen gland and the egg masses. Importantly, in addition to the expected activities of BPIs, such as the induction of bacterial permeability, we discovered a novel biocidal (antioomycete) activity that was unsuspected so far. We demonstrated that BgLBP/BPI1 is a major fitness-related protein, acting on both egg production and offspring protection against oomycete infections. Then, we investigated the sequence diversity and evolution of this LBP/BPI protein family and showed that at least 5 LBP/BPIs were expressed in B. glabrata, belonging to three distinct phylogenetic clades. Expression studies of representatives of the three clades showed that they are expressed in different tissues, differently regulated, and therefore supported the hypothesis of the acquisition of functional specificities by the members of this multigenic family.

L’immunité innée représente la première ligne de défense d’un organisme face à une infection virale, en engendrant une réponse rapide capable de restreindre la menace microbienne. Dans la cellule, les récepteurs Toll-likes (TLRs) et les hélicases cytosoliques RIG-I like (RLRs) représentent les deux systèmes majeurs de reconnaissance des virus. Les acides nucléiques viraux sont notamment reconnus les hélicases cytosoliques RIG-I et MDA5. Ces deux protéines possèdent deux domaines CARD impliqués dans le recrutement de la protéine adaptatrice MAVS, capable d’induire l’activation des promoteurs interférons (IFNs) de type I et de NF-B pour la mise en place d’une réponse antivirale. De façon surprenante, MAVS est localisée au niveau de la mitochondrie et a besoin de cette association au compartiment mitochondrial pour exercer sa fonction. Bien que de nombreuses études aient montré le rôle crucial de la protéine mitochondriale MAVS dans la signalisation antivirale des RLRs, sa régulation est encore mal connue à ce jour. Ce travail de doctorat a permis de mettre en évidence que la dégradation de MAVS suite à une infection virale est nécessaire à la transduction du signal antiviral. Nous avons ainsi déterminé que l’E3 ubiquitine ligase TRIM25 induit l’ubiquitination puis la dégradation de MAVS quelques heures après une infection virale. De plus, nous avons montré que l’activation du signalosome aboutissant à la production des IFNs de type I et dépendant de MAVS n’a lieu que suite à sa translocation de la mitochondrie vers le cytosol permise par la dégradation de MAVS. Enfin, nous avons mis en évidence le rôle essentiel de l’élongation du réseau mitochondrial suite à une infection virale pour la transduction du signal dépendant de MAVS. / Innate Immunity acts as the first line of the host defense against viral infection, providing a rapid response to restrict the microbial threats. Toll-like receptors (TLRs) and cytosolic RIG-I-like helicases (RLRs) are the two major receptor systems for detecting virus. Viral nucleic acids are recognised by the helicases RIG-I and MDA5. These receptors contain two CARD domains involve in the recruitment of the mitochondrial antiviral signaling adaptor MAVS whose activation triggers a rapid production of type 1 interferons (IFNs) and of pro-inflammatory cytokines. Interestingly, it has been reported that MAVS must be localized to mitochondria to exert its function. While MAVS is essential for this signaling, its function and regulation remain unclear. In this work, we report that RLR activation triggers MAVS ubiquitination by the E3 ubiquitin ligase TRIM25 and marks it for proteasomal degradation concomitantly with downstream signaling. MAVS appears to function as a recruitment platform to first assemble a signaling complex, then the proteasome-mediated MAVS degradation is required to unleash into the cytosol this signaling complex allowing the signalosome activation and ensuing type I IFNs production. Futhermore, we reported that mitochondrial dynamics regulate MAVS-mediated signaling after viral infection.

La peau constitue l’une des premières lignes de défense contre les menaces extérieures. Elle présente un système nerveux sensoriel particulièrement développé capable d’interagir fonctionnellement avec son système immunitaire. Cependant ces interactions neuro-immunes sont encore très mal comprises et des analyses plus fines sont nécessaires pour décrypter le réel potentiel de ces neurones à réguler les réponses immunitaires. Nos travaux, présentés ici, se concentrent sur le rôle d'une sous-population de neurones sensoriels innervant la peau identifiée par le marqueur GINIP. La déplétion conditionnelle de ces neurones in vivo (souris GINIP-DTR), à révélé leur rôle central dans le contrôle de l'inflammation et de la réparation des tissus cutanés suite à une exposition aux UV. Les souris dépourvues de neurones GINIP+ présentent une augmentation du nombre de macrophages inflammatoires et des lésions profondes du derme comparées aux souris sauvages. Afin de disséquer les mécanismes moléculaires impliqués, nous nous sommes intéressés à la protéine XXX, un médiateur produit par une sous population de neurones GINIP+, les C-LTMR. In vitro, XXX réduit l’expression de cytokines pro-inflammatoires et favorise la production de médiateurs anti-inflammatoires par les macrophages. In vivo, l’absence de cette molécule (souris XXX-KO) accélère la différentiation des monocytes infiltrant en macrophages résidents, les rendant incapables de résoudre la fibrose du derme induite par les UV. Ces résultats suggèrent que les C-LTMR régulent fonctionnellement des cellules myéloïdes via XXX. / The skin is one of the body’s first lines of defense against external threats. This complex tissue contains a highly developed sensory nervous system and an immune system can cooperate to maintain homeostasis. However, these neuro-immune interactions are still poorly understood and further analyses are necessary to understand their role in skin immune response and tissue repair.The goal of the work presented here is to explore the role of a subset of skin sensory neurons identified by the marker GINIP. In vivo, the conditional depletion of these neurons (GINIP-DTR mice) revealed their central role in the control of inflammation and in the repair of skin exposed to UV (ultrat-violet) irradiation. Compared to wild type controls, mice lacking GINIP+ neurons displayed an increase in inflammatory macrophage number in the dermis associated with deep damage. To decipher the molecular mechanisms involved, we focused on the protein XXX, a mediator produced by a subset of GINIP+ neurons, the C-LTMR. In vitro, XXX reduced the expression of pro-inflammatory cytokines and promoted anti-inflammatory factors by macrophages. In vivo, the lack of this molecule (XXX KO mice) accelerated the differentiation of infiltrating monocytes in dermis resident macrophages, making them unable to resolve the fibrosis induced by UV treatment. These results suggest that C-LTMR regulates the myeloid cell response to UV irradiation via XXX.

Les nouveau-nés (enfants, ruminants) sont particulièrement sensibles à l’infection intestinale par le parasite Cryptosporidium parvum car leur système immunitaire est encore en cours de développement. Peu de solutions de contrôle existent à ce jour. Il n’existe pas de vaccin et seule une molécule l’Halocur™ possède une AMM pour les veaux mais l’utilisation du traitement est contraignante et il peut présenter une toxicité pour l’animal. Le développement de nouvelles alternatives immunoprophylactiques requiert de mieux comprendre les mécanismes immunitaires mis en jeux lors de l’infection. L’immunité innée joue un rôle prépondérant pour le contrôle de la phase aigüe de l’infection et nous avions montré au laboratoire que les phagocytes mononucléés CD11c+ sont des acteurs déterminant dans le processus protection. Lors de cette thèse nous avons confirmé le rôle des cellules dendritiques (DC) CD103+ en utilisant des souriceaux BatF3-/- chez qui le développement des deux sous-populations CD103+CD11b+ et CD103+CD11b- est altéré au niveau intestinal ce qui rend les animaux beaucoup plus sensibles à l’infection. / Newborns (children, ruminants) are particularly susceptible to intestinal infection by the parasite Cryptosporidium parvum because their immune system is still developing. To date, parasite control methods are limited. There is no vaccine and the only molecule which possess a marketing authorization for calves, Halocur ™, presents toxicity at 2 times the therapeutic dose. The development of new immunoprophylactic methods requires better understanding of the immune mechanisms occurring during infection. Innate immunity plays a major role in controlling the acute phase of infection and we previously demonstrated in the laboratory that intestinal mononuclear phagocytes CD11c+ are key players in the protection process. In this thesis, we confirmed the role of dendritic cells (DC) CD103+ using mice BatF3-/- in which the development of the two DC subsets CD103+CD11b+ and CD103+CD11b- is altered in the intestine making these animals more susceptible to infection. This high susceptibility can be partially mitigated by preventive administration of IL-12 to Batf3-/- neonatal mice. Batf3-/- adult mice which are only deficient for the CD103+CD11b- DC subset were transiently susceptible to infection in contrast to conventional mice that are highly resistant.

L'élimination des cellules apoptotiques est un évènement critique pour le maintien de l'homéostasie tissulaire et pour le contrôle des réponses immunes orchestrées par les phagocytes. A l'heure actuelle, les acteurs et en particulier les signaux « eat-me » impliqués ne sont pas encore entièrement caractérisés. C1q, élément de reconnaissance du complément, participe à la reconnaissance des structures altérées du soi et est un acteur majeur de la tolérance immune. Le travail a porté sur l'identification des signaux exposés au cours de l'apoptose et responsables de la fixation de C1q. Dans un premier temps, l'utilisation de la résonance plasmonique de surface a permis de montrer que C1q se fixe de façon précoce après induction de l'apoptose et que cette reconnaissance implique un composant membranaire. Dans un deuxième temps, différentes approches (biologie cellulaire, biochimie et biologie structurale) ont permis d'identifier la phosphatidylsérine et le désoxyribose de l'ADN comme cibles de C1q à la surface des cellules apoptotiques. Enfin, le rôle respectif au cours de l'apoptose de partenaires connus de C1q (calréticuline et p33) a été précisé. Etant donné la versatilité des propriétés de reconnaissance de C1q, cette molécule aurait donc la capacité originale de détecter et de collecter différents signaux, qui pris ensemble fourniraient un signal fort permettant l'élimination efficace des cellules apoptotiques.

Dans le travail portant sur l'immunorégulation de la réponse immunitaire dans le modèle expérimental d'asthme, nous avons montré que les basophiles étaient activés par des ARN double brin poly(A:U) et que cette stimulation exacerbait les réponses d'asthme. Nous avons ensuite étudié la modulation de l'asthme en utilisant des agonistes de la voie TLR/IL1R. Les résultats obtenus ont montré que le R848, agoniste de TLR7 qui induit les réponses immunitaires antivirales de type Th1, et l'IL-33 qui favorise les réponses Th2, activaient les cellules NKT dont la production rapide et modulée des cytokines pourrait avoir un effet modulateur dans l'asthme. Nous avons montré que les cellules NKT avaient une fonction régulatrice sur le développement et l'activité des cellules Th17. Enfin, nous avons décrit les effets protecteurs et suppresseurs induits par le R848 dans le modèle d'asthme et montré que ces effets suppresseurs étaient dépendants des cellules T régulatrices et du TGF-β.

L'instillation intravésicale de bacilles de Calmette et Guérin (BCG) comme traitement adjuvant du cancer de la vessie non invasif du muscle est l'un des seuls exemples de réussite d'une immunothérapie à la clinique, avec des taux de réponse de 50-70 %. S'il est établi que le succès de la thérapie repose sur des injections répétées de BCG vivant, administré peu après la résection chirurgicale de la tumeur, ses mécanismes d'action n'ont pas été définis précisément. Au cours de ma thèse, j'ai établi un modèle expérimental de souris pour étudier la dynamique de la réponse immune induite par l'administration intravésicale de BCG. Au vu d'un certain nombre de travaux chez l'homme, j'ai concentré mon attention sur l'établissement du processus inflammatoire aigu, ainsi que sur l'activation et le recrutement des lymphocytes T. Je démontre qu'une seule instillation de BCG est suffisante pour induire la dissémination du BCG dans les ganglions lymphatiques drainant la vessie et l'activation de lymphocytes T produisant de l'interféron gamma. Cependant, des instillations répétées de BCG vivant sont nécessaires pour obtenir une robuste infiltration de lymphocytes T dans la vessie. Toutefois, je montre qu'une immunisation préalable des souris par voie sous-cutanée conduit à un processus inflammatoire aigu accentué dès la première instillation et accélère le recrutement des lymphocytes T dans la vessie, par rapport au protocole standard. En outre, l'immunisation préalable des souris par voie sous-cutanée améliore de façon substantielle leur réponse à la BCG-thérapie, dans un modèle d'implantation orthotopique de cellules tumorales. Enfin, l'analyse de données cliniques révèle un avantage statistiquement significatif pour les patients qui ont la signature d'une réponse immune au BCG préalablement à la thérapie intravésicale. Par ailleurs, utilisant des données cliniques et expérimentales, j'ai contribué à la construction et au paramétrage d'un modèle mathématique stochastique décrivant les interactions entre le BCG, le système immunitaire, la vessie et les cellules tumorales. Nous avons tout d'abord montré qu'il était très improbable que l'extinction tumorale puisse être médiée seulement par l'immunité innée, car cela exigerait une capacité de tuer par effet bystander bien plus élevée que celle observée expérimentalement chez les cellules effectrices de l'immunité innée. Nous avons ensuite raffiné notre modèle pour qu'il prenne aussi en compte l'immunité adaptative. Nous avons alors utilisé ce deuxième modèle pour évaluer les paramètres cliniques optimaux pour la BCG thérapie, et parmi eux (i) le délai entre la résection chirurgicale et la première instillation, (ii) la dose de BCG, (iii) le temps de contact du BCG avec la vessie et (iv) l'intervalle de temps entre deux injections répétées de BCG. Tous ces paramètres ont un impact sur la probabilité d'extinction tumorale, et, notablement, la multiplication par deux du délai entre deux instillations améliorerait très favorablement le taux de réponse au traitement. L'ensemble de ces données contribue à éclairer sous un jour nouveau une immunothérapie utilisée en clinique depuis longtemps et prédit des stratégies qui pourraient contribuer à améliorer le soin des patients. Notamment, je suggère que la pratique d'un test tuberculinique sur les patients préalablement à la thérapie intravésicale, suivie de l'immunisation parentérale par le BCG des patients négatifs pour le test, pourrait être une méthode sûre et efficace pour améliorer la réponse clinique induite par les instillations intravésicales de BCG.

Les virus du Chikungunya (CHIKV) et de la dengue (DENV) sont deux virus émergents qui sévissent dans les régions tropicales et subtropicales du monde entier et qui sont transmis par les moustiques du genre Aedes. Ces dernières années, leur transmission a surtout progressé dans les zones urbaines et périurbaines touchant des millions d'individus et faisant de ces deux pathogènes des sujets majeurs de préoccupation pour la santé publique. Le Chikungunya et la Dengue sont des infections dites aiguës entrainant une mise en place rapide de la réponse immunitaire innée qui joue un rôle majeur dans le contrôle et l'évolution de la maladie. Les cellules Natural Killer (NK) représentent une population cellulaire clé de la réponse innée et jouent un rôle crucial dans les mécanismes de défense mis en place. A travers une étude ex vivo et in vitro, nous nous sommes intéressées à la caractérisation des cellules NK à travers (i) une étude phénotypique et fonctionnelle des cellules NK chez des patients infectés en phase aiguë par le CHIKV, DENV-2 ou par les deux virus et (ii) à la caractérisation des interactions entre les cellules NK et les cellules cibles infectées par le virus. L'ensemble de ces données contribue à mieux identifier l'implication des cellules NK dans le contrôle des infections par le CHIKV et DENV-2 permettant ainsi de mieux comprendre les mécanismes à l'origine des dérèglements de la réponse immunitaire. Au cours des dernières épidémies, plusieurs cas de patients coinfectés par les deux virus ont été répertoriés. De plus, l'expansion géographique des moustiques Aedes pourrait amener à une augmentation du nombre de cas de coinfections sans que les mécanismes sous jacents aux coinfections ne soient étudiés. Afin de pouvoir réponse à certaines questions concernant ce phénomène, nous avons mis en place un modèle expérimental de coinfection par CHIKV et DENV-2 chez le macaque Rhésus.

L'invasion de l'hôte par un pathogène induit l'activation séquentielle des réponses immunitaires innées et adaptatives. La reconnaissance du pathogène par des récepteurs tels que les récepteurs de type Toll (TLRs) initie la réponse innée qui repose sur l'activation des lignées myéloïdes, la production de cytokines, de chémokines et de médiateurs pro-inflammatoires qui contribuent à l'éradication du pathogène. L'amplification incontrôlée de la réaction inflammatoire est délétère pour l'organisme. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation des réponses dépendant de TLR2, récepteur impliqué dans la reconnaissance de bactéries, parasites ou champignons, nous avons étudié la composition des complexes multimoléculaires d'activation au sein des radeaux lipidiques. En utilisant des approches protéomiques complémentaires, nous avons mis en évidence le rôle de la Src kinase Lyn et de la déshydrogénase IMPDHII après engagement des hétérodimères TLR2/TLR1 ou TLR2/TLR6. La tyrosine kinase Lyn est indispensable à l'activation de NF-kB après engagement de TLR2 et agit en phosphorylant la sous-unité p110 de la PI3-kinase (PI3-K). IMPDHII, cible de l'acide mycophénolique, est un régulateur négatif de la voie TLR2-NF-kB. IMPDHII interagit avec SHP1 pour inhiber la phosphorylation sur tyrosine de p85α, la sous-unité régulatrice de PI3-K, et prévenir la transactivation de NF-kB. Enfin, nous avons étudié le rôle d'un polymorphisme de IMPDHII dans la gravité du choc septique. Ces travaux affinent la compréhension de la régulation de la réponse dépendant de TLR2 et permettent d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour la prise en charge des infections graves.