Ce mémoire porte sur l’étude des mécanismes d’action de la neurotoxine MPTP et sur les processus menant à l’activation des cellules immunitaires innées. Dans un premier volet, une étude sur la chronologie des évènements immunitaires prenant place dans ce contexte expérimental a été menée grâce à l’utilisation des souris transgéniques cis-NF-ĸBeGFP, CX3CR1GFP et lysMeGFP montrant une activité inflammatoire très précoce dans ce tissu. Dans un deuxième volet, une étude mécanistique portant sur la capacité des cellules immunitaires à transporter la toxine a été réalisée en utilisant l’analogue fluorescent du MPP+, l’APP+. Les cellules immunitaires peuvent transporter cet analogue, et donc pourraient être modulables par la neurotoxine. Finalement, dans un troisième volet, un protocole de conditionnement in vitro avec des monocytes et des neurones dopaminergiques a permis de montrer l’importance d’une combinaison entre l’effet du MPP+ sur les neurones dopaminergiques et un environnement pro-inflammatoire pour engendrer des altérations de ces neurones. / This thesis focuses on the study of the mechanisms of action of the neurotoxin MPTP and the process leading to innate immune cells activation. In the first part, a study of the chronology of immune events taking place in this experimental context was performed using the transgenic mice cis-NF-ĸBeGFP, CX3CR1GFP and lysMeGFP showing very early inflammatory activities in the myenteric plexus. In a second phase, a mechanistic study on immune cells ability to carry the toxin was conducted using the fluorescent analog of MPP+, APP+. Immune cells can indeed carry this analog, and therefore may be modulated by the neurotoxin. Finally, in a third aspect, an in vitro conditioning assay with monocytes and dopaminergic neurons showed the importance of a combination of the effect of MPP+ on dopaminergic neurons and a pro-inflammatory environment to generate alterations in these neurons.

Les infections au virus herpès simplex I (VHS-1) sont souvent bénignes mais peuvent être responsables de pathologies sévères, telle que l'infection du système nerveux central, telle que l'encéphalite herpétique (EH). Cette dernière représente l'encéphalite virale sporadique la plus répandue dans les pays développés. Malgré la disponibilité des antiviraux, le taux de mortalité est de plus que 30%. De plus, la majorité des survivants souffrent des séquelles neurologiques. Le mécanisme par lequel l'encéphalite herpétique est létale n'est pas encore clairement établi. Bien que la réplication virale cause des dommages importants, de plus en plus d'évidences suggèrent que l'inflammation induite en réponse à l'infection joue également un rôle dans la pathogénèse de cette maladie. L'hypothèse principale de notre équipe est que la réponse immunitaire cérébrale innée induite au cours de cette infection est une arme à double tranchant car elle est critique pour contenir la réplication virale dans le cerveau durant la phase précoce de la maladie, mais si elle est incontrôlée, elle peut résulter en une réponse inflammatoire exacerbée qui peut être néfaste. Les microglies sont les seules cellules immunitaires résidentes du cerveau. Plusieurs études ont rapporté que ces cellules qui forment la première ligne de défense, jouaient un rôle clé dans le contrôle des infections du SNC. En revanche, la microglie réactive semblerait contribuer à la neuroinflammation. De plus, il est proposé que ces microglies réactives participent à la perturbation de la barrière hématoencéphalique au cours de l'EH, que nous avons également pu constater chez la souris BALB/c infectée par la voie intranasale, décrite dans la première partie de nos travaux. Cependant, le rôle exact des microglies dans l'EH n'a pas encore été élucidé. Alors, nous avons décidé de mener des travaux dans le but de comprendre l'implication des microglies dans le contrôle de l'EH et de caractériser les mécanismes exploités par ces cellules. Pour atteindre nos objectifs, nous avons d'abord évalué l'effet de l'activation des microglies par le « macrophage colony-stimulating factor » (M-CSF) administré avant l'infection. Ce traitement a significativement augmenté la survie des souris et diminué les titres viraux cérébraux au J6 p.i. En parallèle, l'augmentation du nombre de microglies CD68⁺ observée dans les cerveaux des souris traitées avec du M-CSF a mené à l'hypothèse que la microglie CSF1R⁺ était responsable de cette amélioration du pronostic de l'EH. Pour répondre à cette question, nous avons déplété la microglie chez des souris CSF1R-loxP-CX3CR1-cre/ERT2. Le taux de survie réduit et des titres viraux cérébraux plus élevés pour ces souris déplétées des microglies ont souligné l'importance de la réponse microgliale dans la phase précoce de l'infection. Suivant ces observations, les mécanismes impliqués dans la réponse immunitaire microgliale au cours de l'EH ont été étudiés à l'aide de la microscopie électronique et du séquençage d'ARNm sur une cellule unique. Dans cette partie, nous avons étudié uniquement les microglies situées dans le noyau postéro-ventral (VPL, pour « Ventral posterolateral nucleus »), qui a été identifié, à l'aide du VHS-1 recombinant neurovirulent que nous avons décrit dans la première partie des travaux, comme la région la plus infectée du cerveau chez des souris C57BL/6 au J6 p.i. Nos analyses ont confirmé que ces cellules limitaient l'infection à l'aide de la phagocytose et de la présentation d'antigènes. En outre, nous avons pu décrire une nouvelle réponse transcriptionnelle, associée à une population cellulaire rare, que nous avons appelées des microglies « en transition ». L'expression élevée des transcrits viraux par ces cellules pourrait correspondre à la réponse immunitaire antivirale intrinsèque des microglies infectées par le VHS-1 dans le VPL. Enfin, l'analyse de ce transcriptome révélant l'augmentation d'expression des gènes impliqués dans la production d'interleukine IL-1β médiée par l'inflammasome NLRP (pour « Nucleotide-binding oligomerization domain, Leucine rich Repeat and Pyrin domain containing ») 3, a suggéré que ces microglies « en transition » infectées favoriseraient l'exacerbation de l'inflammation au cours de l'EH L'ensemble de nos données montrent que les microglies sont nécessaires en phase précoce pour un meilleure contrôle de l'EH. Ceci peut évoluer vers un phénotype pro-inflammatoire et contribuer ensuite à l'exacerbation de l'inflammation. De plus, nos résultats suggèrent que l'infection de ces microglies du VPL par le VHS-1 pourrait ainsi induire l'acquisition de cette réponse transcriptionelle pro-inflammatoire. / Herpes simplex virus I (HSV-1) infections are often mild, but can be responsible for severe pathologies, such as the infection of the central nervous system, also called herpes simplex encephalitis (HSE). The latter is the most common sporadic viral encephalitis in developed countries. Despite available antivirals, the mortality rate is higher than 30%. In addition, most survivors suffer from neurological sequelae. The mechanism by which herpes encephalitis is lethal is not yet clearly established. Although viral replication causes significant neural damage, growing evidence suggests that the inflammatory response also plays a major role in the pathogenesis of HSE. The main hypothesis of our team is that the innate immune response induced by HSV-1 infection is a double-edged sword. We believe that this immune response, critical to limit viral replication in the brain during the early phase of the disease, become later uncontrolled, and result in an exacerbated inflammatory response which is deleterious. Microglia are the only resident immune cells in the brain. Several studies reported that these cells, which form the first line of defense, play a key role in controlling CNS infections. In contrast, reactive microglia appear to contribute to neuroinflammation. In addition, it is proposed that these reactive microglia participate in the disruption of the blood-brain barrier during HSE, which we have also been able to observe in intranasally-infected BALB/c mice, as described in the first part of our work. However, the exact role of microglia in HE has not yet been elucidated. So, we decided to conduct this research to understand the involvement of microglia in the control of HE and to characterize the mechanisms exploited by these cells. We first evaluated the effect of microglial activation by macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) administered prior to the infection. This treatment significantly increased survival rate and decreased brain viral titers at day 6 pi. In parallel, the increased number of CD68⁺ microglia found in the brains of M-CSF treated mice led the question whether CSF1R⁺ microglia were responsible for this improvement of HSE prognosis. To answer that question, we depleted microglia using CSF1R-loxP-CX3CR1-cre/ERT2 mice. The reduced survival rate and higher brain viral titers for these microglia-depleted mice highlighted the importance of the microglial response during the early phase of infection. Following these observations, the mechanisms involved in the microglial immune response during HSE have been investigated using electron microscopy and single cell mRNA sequencing. In this part, we studied only the microglia located at VPL, which was identified as the most infected region of the infected C57BL/6 brain on day 6 p.i. using a new neurovirulent recombinant HSV-1 that we described in the first part of our work. Our results confirmed that microglia limit the infection by phagocytosis and antigen presentation. Furthermore, we described a new transcriptional response, associated with a rare cell population in VPL (Ventral posterolateral nucleus), which we called "in transition" microglia. The high expression of viral transcripts by these cells suggested that this distinct transcriptome might correspond to the intrinsic antiviral immune response of HSV-1-infected microglia in the VPL. Finally, the analysis of this transcriptome revealing the increased expression of genes involved in the production of interleukin IL-1β mediated by the NLRP3 inflammasome, suggested that these infected "in transition" microglia would promote the exacerbation of the inflammation in HE. Altogether, our work shows that the microglia, necessary in the early phase for a better control of HSE, can evolve towards a pro-inflammatory phenotype and contribute to the exacerbation of inflammation. Moreover, our results suggest that the infection of microglia by HSV-1 in VPL could thus induce the acquisition of this pro-inflammatory transcriptional response.

À ce jour, malgré les traitements antirétroviraux efficaces permettant de contrôler la charge virale chez les personnes vivant avec le VIH-1, aucun vaccin ni traitement curatif n'est disponible. La recherche fondamentale est donc toujours de mise afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires permettant la persistance du virus. Les macrophages, l'une des cellules cibles du VIH-1, jouent un rôle important dans l'établissement de l'infection et la propagation du virus. Étant présentes dans les muqueuses, ces cellules sont parmi les premières à être exposées au VIH-1 lors de l'infection. En combinaison avec leur longue durée de vie et leur résistance à l'effet cytopathique du virus, les macrophages doivent être pris en considération dans le développement d'une stratégie de guérison. De plus, ces cellules font partie des réservoirs viraux, c'est-à-dire des cellules qui persistent chez la personne infectée malgré les thérapies antirétrovirales, et participent au rebond de la charge virale lors de l'arrêt des traitements. Les macrophages sont caractérisés par un faible taux d'infection in vitro. Afin d'identifier les facteurs de l'hôte associés à une susceptibilité ou une résistance à l'infection, nous avons fait une étude comparant le transcriptome de cellules infectées par le VIH-1 avec la population exposée ayant résisté à l'infection (population spectatrice), suivie d'un criblage d'ARN interférents envers une sélection de gènes modulés par le virus. Cette étude a permis de mettre en évidence plusieurs facteurs de régulation du VIH-1, dont la protéine MDM2. MDM2 est une ubiquitine ligase impliquée dans la réponse aux dommages à l'ADN et régulant le niveau de plusieurs protéines, sa cible principale étant le facteur de transcription p53. Les deux études présentées dans cette thèse de doctorat cherchent à mieux comprendre le rôle des protéines MDM2 et p53 dans l'infection des macrophages humains par le VIH-1. Nous démontrons d'abord que l'ubiquitine ligase MDM2 favorise l'infection productive des macrophages via le contrôle de p53. En effet, la stabilisation du facteur de transcription p53 induit l'expression de la protéine p21, qui à son tour empêche la phosphorylation de la protéine SAMHD1. SAMHD1 est un facteur de restriction efficace chez le macrophage, interférant avec l'étape de transcription inverse du virus, et est inactivé suivant sa phosphorylation. Un niveau plus élevé de p53 dans la cellule entraîne donc en une plus forte restriction de l'infection par le VIH-1. Cette première étude a mis en lumière un rôle antiviral de p53 et l'importance de son contrôle par MDM2 pour le VIH-1. Notre seconde étude découle directement des résultats obtenus lors de la première. Le gène TP53 exprime plusieurs isoformes de p53, chacune connue pour moduler l'activité de p53 pleine longueur. Nous démontrons que ces isoformes peuvent aussi moduler le cycle viral de manière distincte. Par exemple, l'interférence par ARN de l'isoforme p53β cause un effet similaire à l'ARN interférent ciblant toutes les isoformes, mais cette hausse de l'infection est seulement observée au niveau de la production de virions et n'affecte pas le taux d'infection. Cet effet serait aussi indépendant de l'action de SAMHD1. L'inhibition de l'expression des isoformes Δ133p53, quant à elle, diminue la susceptibilité des macrophages au VIH-1 et dépend du sentier p53/SAMHD1. Dans cette étude, nous montrons aussi que la protéine virale Nef protège le virus de l'action de p53. Enfin, nous avons observé une modulation de l'expression des isoformes de p53 suivant l'infection par le VIH-1, certaines isoformes étant modulées spécifiquement chez les macrophages productivement infectés. Ensemble, ces études mettent en lumière un rôle dans l'immunité innée antivirale pour le facteur de transcription p53, plutôt connu pour ses propriétés antitumorales. La mise en évidence d'un nouveau facteur de régulation du VIH-1 spécifique au macrophage et impliqué dans les étapes menant à l'intégration du VIH-1 dans ces cellules permet une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires menant à la formation et à la persistance de réservoirs viraux. Ces études permettront d'envisager de nouvelles voies thérapeutiques pour prévenir leur formation et mener à l'éradication du virus. Nos résultats permettent aussi de mieux comprendre l'implication de p53 dans l'immunité ainsi que l'importance de son contrôle par MDM2 et pourront aussi être transposées dans d'autres sphères de la virologie. Inversement, les connaissances actuelles en oncologie sur le facteur de transcription p53 pourront être transposées pour développer de nouvelles thérapies et, éventuellement, une guérison de l'infection par le VIH-1. / To date, despite effective antiretroviral therapies for viral load control in people living with HIV-1, no vaccine or cure against the virus is available. Basic science research is then still necessary to better understand the molecular mechanisms allowing the viral persistence. Macrophages, one of the cells targeted by HIV-1, play an important role in the establishment and propagation of HIV-1 infection. Being present in the mucous membranes, macrophages are among the first cells exposed to the virus upon infection. In combination with their long lifespan and their resistance to HIV-1-mediated cytopathogenic effects, macrophages must be considered for the development of a functional cure. In addition, these cells are part of the viral reservoirs, which are cells that persist in the infected person despite antiretroviral therapy and are responsible for the return of the viremia when treatments are stopped. Macrophages are characterized by their low infection rate in vitro. To identify host factors associated with the susceptibility or resistance to infection, we did a transcriptomic study comparing the infected cells with the bystander population (i.e., cells exposed to HIV-1 but uninfected), followed by a siRNAs screening of genes modulated by HIV-1 infection. This study revealed several positive and negative HIV-1 regulatory factors. One of these regulators was MDM2. MDM2 is a ubiquitin ligase involved in the DNA damage response and regulating the turnover of various proteins, including p53. The main goal of the two studies presented in this Ph.D. thesis is to better understand the role of MDM2 and p53 in the infection of macrophages by HIV-1. We demonstrate that the MDM2 ubiquitin ligase favors HIV-1 replication through the control of p53. Indeed, p53 stabilization induces the expression of p21, which in turn inhibits the phosphorylation of SAMHD1. SAMHD1 is an important restriction factor in macrophages, interfering with HIV-1 reverse transcription, and is inactivated by phosphorylation. A higher level of p53 thus results in a stronger restriction against HIV-1 mediated by SAMHD1. This first study highlights an antiviral role of p53 and the importance of its control by MDM2 for HIV-1infection. Our second study stems from the results obtained in our first one. The TP53 gene expresses multiple isoforms of p53, each known to modulate the full-length p53 activity. We demonstrate that these isoforms can also modulate the HIV-1 replication cycle in a distinct manner. For example, RNA interference of the p53β isoform cause a similar effect than the siRNA targeting all the isoforms, but the increase is only seen on the viral production and not on the infection rate. This effect also seems to be SAMHD1-independent. Knockdown of Δ133p53 isoforms, on the other hand, decreases the susceptibility of macrophages towards HIV-1 in a p53/SAMHD1-dependant manner. In this study, we also show that the viral protein Nef protects the virus from the antiviral activity of p53. Finally, we observe a change in the p53 isoforms expression pattern upon exposure to HIV-1, certain isoforms being modulated specifically in the productively infected macrophages. Together, these studies highlight an antiviral role for the transcription factor p53, better known for its antitumor functions. The demonstration of a new regulatory factor of HIV-1infection specific to the macrophages and involved in the replication steps leading to the viral genome integration allows a better understanding of the molecular mechanisms leading to the formation and persistence of HIV-1 reservoirs. These studies will open the way to new therapeutic routes to prevent their formation and lead to the eradication of the virus. Our results also provide a better understanding of the involvement of p53 in immunity and the importance of its control by MDM2 and may also be transposed into other areas of virology. Conversely, current knowledge in oncology on the p53 transcription factor could be used in the development of new therapies and, possibly, a cure against HIV-1.

La transplantation de myoblastes (TM) est une des thérapies potentielles des plus prometteuses pour la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Une des limites de cette approche est le rejet des myoblastes du donneur par le système immunitaire de l’hôte. L’induction d’une tolérance immunologique envers les myoblastes greffés permettrait de contourner les effets secondaires conséquents à une immunosuppression soutenue, aujourd’hui indispensable à la survie de la greffe. Notre objectif est donc d'induire une tolérance immunologique via l’établissement d’un chimérisme mixte par un protocole non-myéloablatif, chez des souris dystrophiques. Le protocole testé a permis d'induire une tolérance périphérique transitoire au donneur ainsi que l'établissement de taux variables de chimérisme mixte. Cependant, il n’a pas permis d’induire une tolérance à la TM. Bien que nous n’avons pas obtenu les résultats escomptés quant à la TM, des améliorations, telle qu’une association à court terme à la rapamycine, pourraient être envisagées en vue d'une application en clinique. / Myoblast transplantation (MT) is one of the most promising potential therapies for Duchenne muscular dystrophy (DMD). One limitation of this approach is the rejection of the donor myoblast by the host immune system. Induction of donor-specific immune tolerance would avoid the toxicities of chronic immunosuppressive therapy that is currently required to prevent graft rejection. Our objective is to induce immunological tolerance through the establishment of mixed-chimerism using a non-myeloablative protocol, into DMD mice. Our results show that the tested protocol permits the induction of transient peripheral tolerance status to the donor. It also allows the establishment of variable rate of mixed-chimerism. However, this protocol failed to induce tolerance to MT. Although we did not obtain the expected results on the MT, improvements, such as association with a short-term rapamycin treatment, may be considered to enhance the outcome of the proposed protocol in perspective of clinical application for DMD patients.

Le virus herpès simplex de type 1 (VHS-1) est la principale cause d'encéphalite virale sporadique dans les pays développés. L'incidence annuelle de l'encéphalite herpétique est de 2 à 4 cas par million d'individus. Cette infection dévastatrice peut atteindre des taux de mortalité de 30% malgré l'administration d'un traitement antiviral à base d'acyclovir. De plus, chez certains patients qui survivent à l'infection, cette maladie peut laisser des séquelles neurologiques graves et permanentes. Le VHS-1 induit une forte réponse inflammatoire cérébrale par l'activation des composantes de la réponse immunitaire innée qui, par la suite, met en place la voie de déclenchement de la réponse adaptative. Bien que cette réponse inflammatoire soit importante pour contrôler la replication du virus, elle peut, si elle est exacerbée, causer des dommages au niveau du système nerveux central (SNC). La compréhension du rôle joué par les microglies (macrophages résidents dans le SNC) et par les monocytes périphériques (dans le sang) recrutés au niveau du cerveau pour élaborer cette réponse immunitaire innée pourrait permettre d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Celles-ci pourraient ouvrir la porte au développement de nouvelles stratégies combinant un antiviral à un agent immunomodulateur pour contrôler à la fois la propagation du virus et l'état inflammatoire du SNC au cours de l'encéphalite herpétique. Les travaux présentés dans le cadre de ce mémoire portent sur l'étude de l'implication des microglies et des monocytes périphériques recrutés au niveau du cerveau dans la réponse immunitaire innée développée dans un modèle murin d'encéphalite herpétique. Pour atteindre nos objectifs, nous avons d'abord utilisé des souris chimériques dont les précurseurs myéloïdes périphériques dérivés de la moelle osseuse expriment la protéine fluorescente verte (GFP). Nous avons ensuite évalué l'impact de la déficience de deux récepteurs de chimiokines exprimés à la surface des monocytes/macrophages, CCR2 et CX3CR1, sur la survie des souris ainsi que sur le recrutement des deux sous-types de monocytes sanguins, les monocytes "inflammatoires" et "circulants", au cours de l'encéphalite herpétique.

La vaccination universelle contre la rougeole a permis de contrôler cette maladie et de l’éliminer dans la région des Amériques depuis 2002. Pour atteindre et maintenir l’élimination, une immunité de plus de 90% de la population est nécessaire. Outre la couverture vaccinale, une efficacité vaccinale élevée est primordiale pour assurer une telle immunité. L’âge à la première dose détermine la réponse immunitaire, mais cela semble être surtout important chez les enfants vaccinés avec une dose unique et nés de mères qui ont eu la rougeole. La deuxième dose a été ajoutée pour assurer la séroconversion de ceux qui n’auraient pas répondu à la première dose (échec primaire). Cependant, l’épidémie de 2011 au Québec a montré que le risque chez ceux ayant reçu deux doses augmentait avec un âge plus précoce à la première vaccination. D’autres études épidémiologiques ont documenté des échecs vaccinaux secondaires parmi les cas vaccinés avec deux doses; ils auraient développé une réponse immunitaire faible et transitoire. Par ailleurs, le vaccin contre la rougeole est généralement administré comme vaccin combiné trivalent, contre la rougeole, la rubéole et les oreillons (RRO), ou tétravalent, en incluant le vaccin contre la varicelle (RROV). Ce dernier induit plus d’anticorps contre la rougeole, mais aussi plus de fièvre que le RRO. Dans un contexte épidémiologique caractérisé par un calendrier à deux doses et des mères vaccinées, notre projet visait à évaluer l’impact de l’âge à la première dose, du type de vaccin combiné et des manifestations cliniques indésirables sur la réponse à une et deux doses du RRO ou RROV. Trois études ont été menées: 1. La première étude est une revue systématique avec méta-analyse qui a synthétisé les connaissances sur l’effet de l’âge à la première dose sur la protection et l’immunogénicité du vaccin contre la rougeole chez des enfants ayant reçu une ou deux doses. 2. La seconde étude avait pour objectif d’estimer l’effet de l’âge à la première dose du vaccin RRO ou RROV sur la réponse immunitaire, d’évaluer la corrélation entre le titre d’anticorps après la première et la deuxième dose et de décrire l’évolution des titres d’anticorps pendant un suivi de trois ans. 3. La troisième étude a évalué le rôle de la fièvre suivant la vaccination comme médiateur dans les associations entre l’âge, le type de vaccin et le titre d’anticorps. Les études 2 et 3 étaient des analyses secondaires des données immunologiques et de réactogénicité recueillies lors de cinq essais cliniques menés en Europe et aux États-Unis entre 2004 et 2010 avec 5542 enfants âgés de 11 à 22 mois. Pour évaluer les différentes associations, des modèles de régression linéaires et log-binomiaux ont été bâtis pour modéliser respectivement, la concentration d’anticorps et le risque de séronégativité. Une analyse de médiation a permis d’estimer la proportion de l’effet de l’âge et de l’effet du type de vaccin sur l’immunogénicité qui était expliquée par la fièvre. Nous avons montré que la séroconversion, la concentration d’anticorps et la protection augmentaient avec l’âge à la première vaccination et avec le vaccin RROV. Les titres après la première et la deuxième dose étaient fortement corrélés. Après la deuxième dose, la proportion séropositive était très élevée pour n’importe quel âge à la première vaccination. Cependant, les titres diminuaient progressivement pendant les trois années de suivi. La survenue de la fièvre était le meilleur prédicteur des titres d’anticorps. Cependant, la fièvre n’était pas un médiateur de l’effet de l’âge, mais expliquait 18% de l’effet total du type de vaccin sur la réponse immunitaire. En conclusion, une première dose du vaccin contre la rougeole à 15 mois et l’utilisation du RROV augmenteraient l’immunité de la population, même chez des enfants nés de mères vaccinées et avec un calendrier à deux doses. Dans les pays ayant éliminé ou avec une faible transmission de la rougeole, le calendrier vaccinal devrait considérer : l’immunogénicité accrue en fonction de l’âge et le type du vaccin, le risque des enfants de 12 à 15 mois et l’augmentation des manifestations cliniques indésirables lorsque le RROV est administré comme première dose. / Universal measles immunization has resulted in the control of the disease and its elimination in the Americas since 2002. To achieve and maintain elimination, population immunity needs to be higher than 90%. In addition to vaccination coverage, high vaccine efficacy is essential to ensure such immunity. The age at first dose determines the immune response, but this appeared to be especially important in children vaccinated with a single dose and born to mothers who had had measles. The second dose was added to seroconvert those who did not respond to the first dose (primary failures). However, the measles epidemic in Quebec in 2011 showed that the risk among two-dose recipients increased with an earlier age at first vaccination. Other epidemiological studies have documented secondary vaccine failures among those vaccinated with two doses; they had developed a weak and transient immune response. Moreover, the measles vaccine is usually given as a trivalent combined vaccine against measles, mumps and rubella (MMR), or tetravalent, including also varicella vaccine (MMRV). The latter induces more antibodies against measles, but also more fever than MMR. In an epidemiological context characterized by a two-dose schedule and children born to vaccinated mothers, our project aimed to evaluate the effect of the age at first dose, the type of combined vaccine and the adverse events on the response to one and two doses of MMR or MMRV. Three studies were conducted: 1. A systematic review with meta-analysis synthesized the current knowledge about the effect of the age at first dose on the protection and immunogenicity of the measles vaccine in children who received one or two doses. 2. An immunological study aimed to estimate the effect of age at the first dose of MMR or MMRV on the immune response, to assess the correlation between antibody titers after the first and the second dose and to describe the evolution of antibody titers during a three-year follow-up. 3. A third study evaluated the role of post-vaccination fever as a mediator in the associations between age, type of vaccine and antibody titer. Studies 2 and 3 performed a post-hoc analysis of data on immunogenicity and reactogenicity of MMR and MMRV vaccines from five clinical trials conducted in Europe and the United States between 2004 and 2010 with 5542 children aged 11 to 22 months. To evaluate the different associations, we constructed linear and log-binomial regression models to estimate, respectively, the antibody concentrations and the risk of seronegativity. The proportion of the effect of the age or the effect of the type of vaccine on the immunogenicity that was explained by the fever was estimated using a mediation analysis. We showed that seroconversion, antibody concentration, and protection increased with age at first vaccination and with MMRV vaccination. Titers after the first and the second doses were strongly correlated. After the second dose, the seropositive proportion was very high for any age at first vaccination. However, the titers gradually decreased during the three-year follow-up. Fever was not a mediator of the effect of age, but accounted for 18% of the total effect of the type of vaccine on the immune response. Finally, fever onset was the best predictor of antibody titers. In conclusion, a first dose of measles vaccine at 15 months and the use of MMRV appear to increase the immunity of the population, even in children born to vaccinated mothers and with a two-dose schedule. Countries that have eliminated or with low transmission of the disease may revisit their recommendations considering the increased immunogenicity by age and type of vaccine, the risk of disease among children aged 12 to 15 months, and the increased adverse clinical manifestations when MMRV is administered as a first dose.

Ce mémoire cherche à évaluer les effets du déoxynivalénol (DON) sur le système immunitaire systémique et mucosale de porcelets sevrés et d’évaluer la capacité de trois types d’antioxydants à rétablir le statut immunitaire de ces porcelets. Des porcelets ont été nourris avec l’une de six rations expérimentales : un témoin (< 0.8 mg/kg de DON); une ration contaminée au DON (3 mg/kg); un traitement contaminé par DON contenant des compléments de vitamines A, C et E; un traitement contaminé par DON contenant un complément de sélénium organique et de levures enrichies en glutathion (GSH); un traitement contaminé par DON contenant un complément de quercétine (provenant d’extrait d’oignons) et un traitement contaminé par DON contenant une combinaison des trois compléments précédents. Des prises de sang ont été effectuées afin de déterminer la concentration de cytokines, d’haptoglobine, la réponse anticorps à l’ovalbumine, les différentes populations de leucocytes et l’activité phagocytaire. Les porcelets ont été euthanasiés après 16 jours de traitements afin de récolter des échantillons de jéjunum et d’iléon. Ces échantillons ont été utilisés afin de mesurer l’expression de certains gènes ayant un rôle immunitaire. La contamination par DON a diminué le pourcentage de cellules de lignées monocytes/macrophages comparé au témoin (P< 0.05), a affecté les populations de lymphocytes T helper et de cellules NK ainsi que la concentration d’haptoglobine suggérant un effet immunosuppresseur. Pour les antioxydants, le traitement DON + vitamines a seulement permis de restaurer la concentration d’haptoglobine, le traitement de DON + sélénium-GSH a induit une réponse pro-inflammatoire, en augmentant la concentration d’interleukine 1 (IL-1) et d’interféron-γ (INF-γ) dans le sang tandis que le traitement DON + quercétine a réduit la réaction inflammatoire causée par DON et à partiellement restauré le statut immunitaire des porcelets. Dans l'ensemble, la contamination au DON et les compléments alimentaires en antioxydants ont modulé les fonctions immunitaires de porcelets sevrés alimentés avec des rations contaminées par DON. / This paper aimed to evaluate the effects of deoxynivalenol (DON) on systemic and mucosal immune systems of weanling pigs, and to evaluate the capacity of three antioxidant supplements to restore the immune status of these piglets. Piglets were fed with one of six dietary treatments: a control diet (< 0.8 mg/kg of DON), a DON contaminated diet (3 mg/kg); a DON contaminated diet supplemented with vitamins A, C, and E; a DON contaminated diet supplemented with organic selenium and a glutathione (GSH) enriched yeast; a DON contaminated diet supplemented with quercetin (from onion extract) and a DON contaminated diet supplemented with a combination of all three previous supplements. Blood samples were taken from the jugular vein to determine cytokines, haptoglobin, antibody response to ovalbumin, different leukocyte populations and phagocytosis activity. Piglets were euthanized after 16 days of treatment for jejunum and ileum sampling. These intestinal samples were used to measure the expression of genes involved in regulation of immune response. The DON contamination lowered the monocyte/macrophage lineage cell population percentage compared to control (P< 0.05), it also affected the lymphocyte T helper population, the NK cell population and the haptoglobin concentration suggesting an immunosuppressive effect. For the dietary antioxidant supplement, the DON + vitamin treatment only had an effect on restoring haptoglobin concentration; the DON + selenium-GSH treatment induced a pro-inflammatory reaction by increasing IL-1 and IFN-γ concentration in the peripheral blood and T memory lymphocyte populations while the DON + quercetin treatment reduced the inflammation effect of DON and partially restored the immune status of the piglets fed DON contaminated diet. Globally, DON contamination and dietary antioxidant supplementation did modulate immune function of pigs fed DON contaminated diet. However, further studies are required to determine their potential to mitigate the effect of DON on innate and acquired immunity.

La greffe rénale est le meilleur traitement de l’insuffisance rénale terminale. Par contre, la perte prématurée du greffon est un problème majeur chez les greffés qui est due majoritairement au rejet. La classification de Banff reconnait 2 catégories de rejets : une réaction médiée par les anticorps (ABMR) et/ou une réaction cellulaire (TCMR). L’ABMR est caractérisé par le développement de novo d’anticorps contre le donneur (DSA) en circulation et des dommages histologiques, comme la glomérulopathie du transplant. De novo, les DSA anti-HLA-II sont plus fréquemment associés à la glomérulopathie du transplant que les anti-HLA-I et sont associés à un moins bon pronostic clinique. Toutefois, le mécanisme par lequel les anti-HLA-II sont plus dommageables demeure mal connu. Mon hypothèse est que les anticorps anti-HLA sont suffisants pour perturber l’hémostase de l’endothélium glomérulaire. Plus particulièrement, nous croyons que les anticorps anti-HLA-II, diminuent l’expression de la thrombomoduline (TBM), ce qui pourrait mener aux lésions endothéliales glomérulaires associées à la glomérulopathie du transplant. Pour évaluer cette hypothèse, j’ai utilisé un modèle in vitro d’endothélium glomérulaire humain et du sérum de patients transplantés rénaux. Nous avons observé que l’expression membranaire de la TBM augmentait de manière dosedépendante en présence d‘anti-HLA-I, mais pas anti-HLA-II. Toutefois, lors de la mesure intracellulaire nous avons observé une accumulation cytosolique en réponse à une stimulation par les anti-HLA-II. De plus, nous avons observé une association significative entre la présence de DSA circulants anti-HLA-II dans les patients transplantés rénaux et un faible taux de TBM sérique. Ces résultats indiquent que la liaison des anticorps anti-HLA-I et II produit des effets différents sur l’expression endothéliale de la TBM. Les anticorps anti-HLA-II pourraient être associés à un état prothrombotique qui pourrait expliquer l’occurrence plus élevée de lésions microangiopathiques dans l’allogreffe et la moins bonne condition observée chez les patients ayant ces anticorps. / Kidney transplant is the best treatment for end-stage renal disease. However, premature graft loss is an important problem in kidney allograft, mostly caused by rejection. Banff classification recognizes two allograft rejection categories: antibody-mediated rejection (ABMR) and/or cellular rejection (TCMR). ABMR is characterized by: development of circulating de novo antibodies against the donor (DSA) and histological damages like transplant glomerulopathy. De novo, anti-HLA-II antibodies are more frequently associated with transplant glomerulopathy than anti-HLA-I antibodies. However, the mechanistic of how anti-HLA-II antibodies are more damaging is still not fully understood. My hypothesis is that anti-HLA antibodies are sufficient to disrupt surface hemostasis (process which causes bleeding to stop) of glomerular endothelium. More importantly, we think that anti-HLA-II antibodies could decrease expression of thrombomodulin (TBM), which could lead to glomerular endothelial lesions associated with transplant glomerulopathy. To evaluate this hypothesis, I used an in vitro model of human glomerular microvascular endothelium and sera from transplant recipients. We observed that membrane TBM expression is up-regulated in a dose-dependent manner with anti- HLA-I, but not anti-HLA-II. However, when we measured intracellular TBM, we observed a cytosolic accumulation in response to anti-HLA-II stimulation. Furthermore, we observed a significant association between anti-HLA-II DSA in renal transplant recipients and low serum levels of TBM. These results show that anti-HLA I or II antibodies binding produce differential effects on TBM endothelial expression and on TBM serum levels in transplant recipients. Anti-HLA-II antibodies could be associated with prothrombotic state, which could explain the higher occurrence of microangiopathic lesions in the allograft and the poor outcomes observed in patients with these antibodies.

Lors des interactions tri-trophiques impliquant une plante hôte, ses insectes phytophages et leurs ennemis naturels (parasitoïdes, prédateurs...), chaque niveau trophique est fortement dépendant des autres. La plante hôte peut influencer directement les traits d’histoire de vie des insectes phytophages et indirectement les ennemis naturels se développant aux dépens de ces insectes phytophages. Lorsque qu’un ennemi naturel comme un parasitoïde attaque l’insecte phytophage, son système immunitaire constitue sa dernière chance de survie. Une grande variation dans l’immunité des insectes est généralement observée dans les populations naturelles, suggérant que différentes pressions de sélection peuvent moduler et conduire à une adaptation des paramètres immunitaires. Ma thèse vise à déterminer les influences conjointes de la plante hôte et des parasitoïdes, sur les paramètres immunitaires des chenilles de deux ravageurs de la vigne, Cochylis (Eupoecilia ambiguella) et Eudémis (Lobesia botrana).Durant ces 3 années, nous avons mis en évidence une forte influence du cépage de vigne sur les effecteurs immunitaires des chenilles de vers de la grappe. De plus, le cépage de vigne semble être à l'origine d'un compromis entre les voies immunitaires constitutives et induites. La présence variable de bactéries à la surface des baies ne semble pas être à l'origine de ce compromis. Outre le cépage de vigne, nous avons démontré une forte action des parasitoïdes sur l'immunité des vers de la grappe. A l'échelle nationale, les populations d’Eudémis les plus immunocompétentes sont également les populations les plus parasitées. Cette corrélation positive entre le succès de parasitisme et les paramètres immunitaires des chenilles ne semble pas expliquée par une réponse plastique du système immunitaire des chenilles à la présence des parasitoïdes, mais plutôt par une sélection locale du système immunitaire, en réponse à la pression de parasitisme subie par ces chenilles sur plusieurs années. Les différentes études réalisées dans le cadre de ma thèse confirment la complexité des relations tri-trophiques entre la plante hôte, l’insecte phytophage et ses ennemis naturels. L’intégration du système immunitaire de l’insecte phytophage semble primordiale dans la compréhension des interactions unissant ces trois protagonistes. / In tritrophic interactions involving phytophagous insects, host plants and natural enemies, trophic levels are highly dependent on each other. Host plant may strongly affect directly phytophagous insect and indirectly natural enemies growing on these phytophagous insects. When a natural enemy attacks a phytophagous insect, the host immune system constitutes the last chance for the host to survive to an infection. A great variation of insect immune system is generally found in populations for susceptibility to pathogens, suggesting that variable selection pressures may have shaped and driven adaptation of immune traits. This project aims to determine the influence of both host plant and natural enemies on the larval immune system of grapevine moth pests, Lobesia botrana and Eupoecilia ambiguella.During these three years, we have demonstrated a strong influence of grape variety on immune effectors of grapevine moth larvae. In addition, the grape variety modulates a trade-off between the constitutive and induced immune pathways. The variable presence of microbes on the surface of grape berries does not explain the trade-off in immune function. Beyond the grape variety effect, we also demonstrated a strong influence of parasitoids on the immune parameters of the grapevine moth larvae. In France, the most immunocompetent populations of grapevine moth are also the most parasitized. This positive correlation between successful parasitism and larval immune parameters seems not explained by a plastic response of the larval immune system to parasitoids presence, but rather by a local selection of larval immune system in response to parasitism pressure suffered by larvae for several years.The different experiments realized in my thesis confirm the complexity of the tri-trophic interactions between host plant, phytophagous insects and natural enemies. The integration of phytophagous insect immune system seems essential in understanding the interactions linking these three protagonists.

Le système immunitaire nous protège contre les infections et les cancers. Cependant, des réponses immunitaires excessives ou incontrôlées peuvent causer des pathologies potentiellement mortelles comme le choc endotoxinique, des maladies auto-immunes, ou le rejet d’allogreffe. Une compréhension claire des mécanismes de régulation des réponses immunes permettrait d’envisager de nouvelles thérapeutiques plus ciblées. Dans ce travail réalisé chez la souris, la modulation de la réponse inflammatoire à une toxine bactérienne, le lipopolysaccharide (LPS), a été utilisée comme archétype de la régulation immunitaire. Ceci nous a permis de démontrer que la régulation de la prolifération homéostatique de lymphocytes T CD4+CD25- par des lymphocytes T régulateurs naturels tempère la réponse inflammatoire au LPS. Cet effet est notamment dépendant d’une diminution de la sécrétion d’IFN-γ par les lymphocytes activés par la prolifération induite par la lymphopénie. Nous avons aussi observé, que la désensibilisation du système immunitaire inné vis-à-vis du LPS, suite à des injections répétées d’endotoxine, induit le développement de cellules myéloïdes suppressives (myeloïd-derived suppressor cells MDSC) capables de réguler des réponses lymphocytaires T in vitro et in vivo. Nous avons pu mettre en évidence que l’effet suppresseur des MDSC est dépendant de leur expression de l’enzyme hème oxygénase-1 et de leur production d’IL-10. Le dialogue constant entre les cellules de l’immunité innée et de l’immunité acquise assure donc à la fois l’activation et la régulation du système immunitaire. Dans la majorité des cas, ceci permet aux réponses immunitaires d’être efficaces sans être excessives. La mise en évidence de ces processus identifie les lymphocytes T régulateurs et les cellules myéloïdes suppressives comme des éléments clefs de la régulation d’un processus inflammatoire. Les traitements immunosuppresseurs, les thérapies cellulaires et les greffes de moelle ont des effets variables et mal connu sur ces populations de cellules régulatrices. Tenir compte de ces interférences thérapeutiques avec les processus naturels de régulation de notre système immunitaire permettra certainement d’optimaliser l’utilisation de ce type de traitements. D’autre part, l’utilisation thérapeutique de ces deux types de cellules régulatrices pourrait être envisagé dans de nouvelles stratégies d’immuno-modulation plus « physiologique ».<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished