Chaque individu est exposé quotidiennement à des agents infectieux comme les bactéries, les champignons, les virus et les parasites sans pour autant développer une maladie. Cependant, certains vont développer des infections graves et récurrentes, causées par des microbes dont certains ont un faible pouvoir pathogène pour l’homme. Ceci suggère, qu’il existe entre les individus sensibles et résistants une variabilité au niveau du système immunitaire. Deux types de déficits immunitaires primitifs (DIP) de transmission mendélienne ont été décrits. Les DIP dit « classiques » sont monogéniques et prédisposent majoritairement à une susceptibilité infectieuse à large spectre d’agents pathogènes (un gène, plusieurs infections). Les seconds DIP sont également monogéniques mais sont responsables d’une susceptibilité infectieuse réduite à un groupe de pathogènes (un gène, un seul type d’infection). Chez de nombreux, patients, le défaut génétique responsable de DIP n’est pas identifié. Dans ce contexte, l’objectif de recherche de mon doctorat a été de caractériser deux DIP responsables d’une susceptibilité aux infections bactériennes. J’ai tout d’abord mis en évidence un nouveau mécanisme physiopathologique de la protéine NEMO, régulateur de la voie NF-κB, responsable d’un DIP associé à une dysplasie ectodermale anhidrotique (EDA). Ce mécanisme pathologique est caractérisé par une expression et une structure protéique conservées mais confère sélectivement un défaut de liaison de NEMO à l’ubiquitine, interaction essentielle dans l’activation de la voie NF-κB. Ceci démontre qu’une expression et une structure protéique normales n'excluent en rien un rôle pathologique de mutations dans le gène NEMO, dans un EDA-DIP. Dans un deuxième temps, j’ai mis en évidence un nouveau DIP affectant la voie de l’explosion oxydative spécifiquement dans les polymorphonucléaires et qui confère une susceptibilité sélective aux infections bactériennes de type pyogènes. Le patient étudié est né de parents consanguins et a présenté des infections récurrentes des voies respiratoires supérieures ainsi qu’une cellulite à Staphylococcus epidermidis. Par une approche génétique associant analyse de liaison et séquençage de l'exome, une mutation homozygote rare a été identifiée dans le gène codant NRAMP1. Cette mutation co-ségrège avec la maladie selon un mode de transmission autosomique récessif et altère spécifiquement l’expression de la protéine dans les granulocytes. Ce premier déficit en NRAMP1 décrit chez l’homme, compromet à la fois la voie de l’explosion oxydative et le contrôle de l’infection in vitro par Staphylococcus aureus dans les granulocytes. Cette étude implique NRAMP1 dans l'immunité contre les bactéries pyogènes via son rôle dans la production des espèces réactives de l’oxygène dans les granulocytes. Ce travail ouvre la voie vers un meilleur diagnostique et conseil génétique pour les patients souffrant de PID. / Human populations are exposed to infectious agents such as bacteria, fungi, viruses and parasites on a daily basis without developing any disease. However, a minority of individuals will suffer from infections to some microbes that are usually non-pathogenic to man, or will undergo severe and/or recurrent diseases usually easily treatable for others. This means that there is variability among individuals regarding their immune system, underlined by genetics between susceptible and resistant individuals. Two types of primary immuno deficiencies with a Mendelian mode of inheritance have been described. The first known as the classical primary immunodeficiency and is monogenic and predisposes in general to infections with a broad spectrum of infectious agents (one gene, multiple infections). The second type is also monogenic but predisposes generally to infections limited to a particular group of pathogens (one gene, one type of infection). The aim of my doctoral research was to characterize two new immunodeficiencies. First I highlighted a new physiopathological mechanism of the NEMO protein, a regulator of NF-κB pathway. This defect is characterized by normal protein expression and folding, but a specific defect of NEMO’s ubiquitin binding, which is an essential mechanism for the activation and regulation of the NF-κB pathway. This demonstrates that normal expression and structure of the protein do not exclude a pathological role of NEMO mutations in EDA-ID. I also described a new immune deficiency affecting the respiratory burst pathway in granulocytes which specifically confers a selective susceptibility to pyogenic bacterial infections. We studied a patient who was born from consanguineous parents, and who suffered from recurrent infections of the upper respiratory tract and cellulitis to S. epidermidis. By a genetic approach involving linkage analysis and exome sequencing, I identified a rare homozygous mutation (V484M) in the gene encoding for the NRAMP1 protein that co segregates with the disease with an autosomal recessive transmission. Specifically, this mutation impairs NRAMP1 protein expression in granulocytes, while expression remains normal in other phagocytic cells. NRAMP1 deficiency impairs both the respiratory burst and control of in vitro infection by S. aureus in granulocytes. Therefore, we identified the first NRAMP1 human deficiency. The mutation selectively affects granulocytes and is clinically responsible for pyogenic infections. This study helps to delineate the role of NRAMP1 in immunity against pyogenic bacteria through its involvement in reactive oxygen species production in granulocytes.

Les méthodes de criblage virtuel sont largement utilisées dans le processus de conception de médicaments afin de réduire le nombre de composés à tester expérimentalement. Cependant, les résultats obtenus par criblage virtuel ne sont que des prédictions et leur fiabilité n'est pas garantie. L'évaluation de ces méthodes est donc essentielle pour guider le bioinformaticien dans le choix de l'outil et du protocol adaptés dans les conditions de son expérience. Dans une première étude, nous avons développé une nouvelle métrique pour l'analyse des résultats de criblage : la Courbe de Prédictivité. Cette métrique permet une analyse fine de la pertinence des scores d'affinité pour la détection de composés actifs et complète les métriques existantes, permettant une meilleure compréhension des résultats de criblage. Lors de notre projet suivant, nous avons souhaité faciliter ce processus d'analyse en intégrant l'ensemble des métriques de criblage virtuel dans un outil web interactif : Screening Explorer. Une seconde partie de ma thèse a consisté en la recherche de nouveaux inhibiteurs du VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). L'équipe génomique de notre laboratoire a identifié plusieurs gènes dont l'expression influence le développement du SIDA, révèlant ainsi de potentielles cibles thérapeutiques. Une étude bibliographique a permis d'identifier plusieurs composés inhibiteurs de ces cibles. La société Peptinov, associée à notre laboratoire, va prochainement estimer le potentiel thérapeutique de ces composés dans des essais in vitro (i) d'infection par le VIH, (ii) de prolifération virale et (iii) de réactivation virale. / Virtual screening methods are widely used in drug discovery processes in order to reduce the number of compounds to test experimentally. However, virtual screening results are only predictions and their reliability is not guaranteed. Evaluating these methods is crucial to guide the bioinformatician in the choice of the right tool and protocol according to the conditions of his experiment. In a first study, we developed a new metric to analyze the results of virtual screening: the Predictiveness Curve. This metric allows to finely analyze the relevance of binding scores for the detection of active compounds and complete existing metrics, allowing a better comprehension of screening results. In a following project, we facilitated the analysis process by integrating all of the virtuel screening metrics in an interactive tool: Screening Explorer. The second part of my thesis consisted in the research of novel HIV inhibitors. The genomic team of our laboratory identified several genes whose expression influence the development of AIDS, therefore revealing potential therapeutic targets. A bibliographic study allowed to identify compounds that can inhibit those targets. The company Peptinov, associated to our laboratory, is currently estimating the therapeutic potential of the compounds in vitro in assays of (i) HIV infection, (ii) viral proliferation and (iii) viral reactivation.

L'évasion immunitaire tumorale joue un rôle central dans la progression tumorale et représente un obstacle majeur au succès des immunothérapies. Dans cette Thèse nous avons étudié le rôle du cytosquelette d’actine dans la résistance des cellules de cancer du sein à la lyse induite par les cellules "natural killers" (NKs). Nous avons trouvé que les cellules de cancer du sein résistantes échappent à l’attaques des cellules NKs par une accumulation importante et rapide d’actine près de la synapse immunologique, un processus que nous avons nommé "réponse actine". Nos analyses mécanistiques suggèrent que la réponse actine induit la polarisation d’autophagosomes vers la synapse immunologique et facilite ainsi la dégradation des molécules cytotoxiques sécrétées par les cellules NKs, tel que le ganzyme B, par autophagie. De plus, la réponse actine est associée au regroupement de ligands inhibiteurs à la synapse, suggérant qu’elle est au centre de plusieurs mécanismes de résistance. Dans leur ensemble, nos résultats constituent une base pour le développement d’approches thérapeutiques visant à interférer avec la réponse actine et à restaurer une réponse immunitaire anti tumorale efficace. / Tumor immune evasion plays a central role in cancer progression and is a major hurdle to effective immunotherapy. In this Thesis, we examine the role of the actin cytoskeleton in breast cancer cell resistance to natural killer (NK) cell-mediated cell lysis. We found that resistant breast cancer cells escape from NK-cell attack through a rapid and prominent accumulation of actin near the immunological synapse, a process we termed the “actin response”. Our mechanistic investigations suggest that the actin response drives autophagosome polarization toward the immunological synapse and thereby facilitates the autophagy-mediated degradation of NK cell-derived cytotoxic molecules such as granzyme B. In addition, the actin response was associated with inhibitory ligand clustering at the immunological synapse, suggesting that it is a common driver of different immune evasion mechanisms. Taken together, our data lays the groundwork for therapeutic approaches aimed at interfering with the actin response and restoring an effective anti-tumor immune response.

L’objectif général de cette thèse était d’étudier le rôle de la protéine soluble HLA-G (sHLA- G) dans la variabilité des réponses à l’infection par P. falciparum chez la femme enceinte et son nouveau-né pendant ses deux premières années de vie. Précisément, nous avons étudié, chez les mères pendant la grossesse et leurs nourrissons de la naissance à 2 ans, les relations entre les niveaux de sHLA-G et l’infection palustre au niveau périphérique et placentaire. Nous avons également étudié les polymorphismes génétiques situés dans la région 3’UTR du gène HLA- G chez les mères et leurs nourrissons par la détermination des fréquences alléliques, génotypiques et haplotypiques afin évaluer l’impact de ces polymorphismes sur la cinétique d’expression de sHLA-G dans un contexte d’infection palustre. Nos résultats ont montré une association entre le niveau élevé de sHLA-G chez les nourrissons et l’augmentation du risque d’infection palustre au cours du trimestre suivant. Ces niveaux élevés de sHLA-G dans le sang de cordon ont été également associés au faible poids de naissance du nouveau-né. De même, nous avons trouvé une forte corrélation entre les niveaux de sHLA-G maternels dans le sang périphérique à l’accouchement et ceux de l’enfant dans le sang du cordon à la naissance. Nous avons aussi montré l’existence de trois profils d’expression de sHLA-G chez les individus inclus dans l'étude. Certains individus expriment la protéine à chaque prélèvement (HLA-G ++) alors que d’autres l’expriment par intermittence (HLA-G +-) ou ne l’expriment pas (HLA-G --). Le risque de développer un accès palustre chez les mères était respectivement trois fois plus élevé (p=0,001, OR=3,47;p=0,008, OR=3,14) chez celles appartenant au groupe HLA-G (++) et HLA-G (+-) que le groupe HLA-G (--). L’analyse génétique de la région 3’UTR du gène nous a permis de mettre en évidence huit sites polymorphes dans cette région et de construire six haplotypes correspondant (UTR 1, 2, 3, 4, 5, 6). Nous avons aussi montré chez les mères une association entre l’allèle T en position +3001 (C/T) et une expression plus fréquente de sHLA-G tandis que l’allèle C en position +3003 (T/C) et l’haplotype UTR-4 ont été associés à une expression moins fréquente de la protéine. Ces associations n’ont pas été mises en évidence chez les enfants. L’ensemble de ces résultats suggère l'implication de sHLA-G dans la sensibilité à l'infection palustre. Cette sensibilité serait, en partie, corrélée à l’inhibition des réponses anticorps spécifiquement dirigées contre P. falciparum. sHLA-G pourrait donc à terme devenir un bio-marqueur de susceptibilité au paludisme chez la femme enceinte et chez le nouveau-né au cours des premières années de vie. / The general objective of this thesis was to study the role of soluble HLA-G protein (sHLA-G) in the variability of individual response to malaria during pregnancy and during the first 2 years of infant life. Actually, we assessed the relationships between sHLA-G and malaria infection in peripheral and placental blood. We also investigated the effect of polymorphisms in the 3’UTR region of HLA-G gene in 400 mothers and their infants on the kinetic of sHLA-G expression three times during pregnancy and at 6, 9, 12, 18, 24 months of life in a context of malaria infection. Our results showed that high levels of sHLA-G increased the risk of malaria at the subsequent trimester in infants and were associated with low birth weight. We also showed a strong correlation between the plasmatic sHLA-G level of the mothers at delivery and those of newborns in cord blood. We found that the risk of developing malaria in mothers was respectively three fold higher in the HLA-G (++) (OR=3.47; p=0.001) and HLA-G(+-)(OR=3.14, p=0.008) groups compared to HLA-G (--) group. Besides, we described eight polymorphic sites in the 3’UTR corresponding to six haplotypes (UTR 1, 2, 3, 4, 5, 6) and showed in mothers, an association between the allele T at position +3001 (C/T) and a higher frequency of sHLA-G expression. However, the allele C at position +3003 (T/C) and UTR-4 were associated to a lower frequency of sHLA-G expression. In infants, no association was observed between alleles or haplotypes and expression of the soluble protein. Overall, these results suggest that sHLA-G is implicated in malaria susceptibility. This could be partly, related to the inhibition of P. falciparum-specific antibody responses. Therefore, sHLA-G might be useful as a bio- marker of malaria susceptibility during pregnancy and during the first years of infancy.

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Depuis peu, un intérêt croissant est manifesté pour l’étude de la tuberculose pédiatrique ;les enfants constituent, en effet, une grande partie du réservoir des futurs cas de tuberculose active (TBA) maladie. Selon les estimations de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), ce réservoir est constitué par 2 milliards de personnes porteuses d’une forme latente de tuberculose (LTBI). La LTBI est définie par l’existence d’une réponse immunitaire adaptative aux antigènes de Mycobacterium tuberculosis (M.tuberculosis) en l’absence de signes cliniques de maladie. A partir de ce réservoir, 8,7 millions de nouveaux cas de TBA et 1,4 millions de décès liés à ces TBA ont été déclarés par l’OMS en 2011. On estime que la TBA pédiatrique, dont l’ampleur réelle est probablement sous-estimée, représente 9 à 12 % de tous les cas incidents. <p>Une meilleure coordination des efforts et leur augmentation à l’échelle mondiale, au cours de ces dernières années, a permis de réduire l’incidence de la TB en diagnostiquant, traitant rapidement et plus efficacement les TBA. Cette stratégie est insuffisante si l’objectif, comme défini par l’OMS à l’horizon de 2050, est d’éradiquer la TB. Il faudrait, pour cela, développer de nouvelles stratégies vaccinales pour améliorer l’efficacité du bacille Calmette et Guérin (BCG), mais également s’attaquer au réservoir de M. tuberculosis. <p>Le seul vaccin disponible, le BCG, confère une protection variable et souvent faible contre la TB pulmonaire. La stratégie, dans le développement de vaccins contre la tuberculose, est de mimer les réponses immunitaires naturelles développées par les sujets avec une LTBI puisque 90% d’entre eux sont définitivement protégés contre la maladie. Il apparaît donc important de caractériser ces réponses de l’immunité adaptative qui apparaissent lors d’une primo-infection par M. tuberculosis (avant l’état de latence) chez l’homme. L’étude de ces réponses immunitaires primaires est difficilement réalisable chez les adultes car, chez la majorité d’entre eux, les cas de TBA résultent soit d’une réactivation, soit d’une réinfection. Dans un pays à faible prévalence comme la Belgique où, par ailleurs, la vaccination par le BCG n’est pas administrée en routine, l’étude d’un « groupe modèle » constitué d’enfants exposés à M. tuberculosis est une opportunité inespérée pour caractériser la réponse immunitaire primaire spécifique. La comparaison des réponses immunitaires de primo-infection aux réponses immunitaires secondaires (enfants exposés à M. tuberculosis et précédemment vaccinés par le BCG) présente également un intérêt pour l’établissement de nouvelles stratégies vaccinales telles que le « prime-boost ». De plus, les approches vaccinales actuelles incluent préférentiellement les antigènes de la phase réplicative alors que l’ajout d’un antigène de latence pourrait induire une réponse immunitaire plus protectrice et plus complète.<p>Les réponses de l’immunité adaptative primaires ou secondaires des jeunes enfants dirigées contre les antigènes de M. tuberculosis sont relativement peu caractérisées si bien que les facteurs responsables de la grande susceptibilité des enfants à développer une infection sévère sont loin d’être complétement identifiés. Par ailleurs, au vu des difficultés diagnostiques de l’infection par M. tuberculosis chez l’enfant et, en particulier, de différentier les TBA des formes latentes, de nombreuses recherches sont menées pour tenter d’identifier des biomarqueurs qui pourraient aider à séparer ces deux phénotypes. En effet, la TBA pédiatrique est pauci-bacillaire, ce qui rend les moyens diagnostiques classiques comme la microbiologie et/ou la biologie moléculaire, tous deux dépendant de la charge mycobactérienne, peu sensibles. De plus, le diagnostic de la LTBI par le test cutané à la tuberculine (TCT)et les tests in vitro aujourd’hui commercialisés mesurant les sécrétions d’interféron-gamma (IFN-γ), les IGRA, ne sont pas suffisamment sensibles et spécifiques, surtout chez les enfants de moins de 5 ans.<p>L’étude des réponses immunitaires induites par la « Heparin-Binding Haemagglutinin » (HBHA) a été menée dans l’objectif d’améliorer la performance des techniques de laboratoire. La HBHA est une adhésine exprimée par le complexe M. tuberculosis. Elle est impliquée dans la dissémination extrapulmonaire du bacille et constitue donc un facteur de virulence. Par ailleurs, dans un modèle murin, le caractère protecteur d’une vaccination avec la HBHA contre l’infection par M. tuberculosis a également pu être démontré ;l’efficacité était comparable à celle du vaccin BCG. Si l’effet d’une telle vaccination n’a pas encore été évalué chez l’homme, l’immunogénicité de cet antigène a, par contre, pu être établie en clinique humaine. En effet, les lymphocytes circulants, isolés chez des adultes infectés par M. tuberculosis de façon latente, sécrètent plus d’IFN-γ en réponse à la HBHA que les lymphocytes des patients présen-tant une TBA non traitée. La HBHA est donc un antigène de latence puisqu’il induit une réponse immunitaire principalement pendant cette phase. De plus, la HBHA est une protéine méthylée et la méthylation s’avère essentielle pour garantir ses propriétés immuno-protectrices. <p>Nos travaux ont été orientés selon deux axes :d’une part, l’analyse des réponses immunitaires primaires et secondaires dirigées contre la HBHA comparées à celles induites par des antigènes spécifiques de M.tuberculosis connus et, d’autre part, l’exploitation de la réponse immunitaire à la HBHA ainsi qu’à d’autres antigènes spécifiques de M. tuberculosis dans le but de définir des biomarqueurs de susceptibilité et proposer de nouveaux moyens immuno-diagnostiques. <p>L’évaluation de la réponse immunitaire primaire, chez les enfants de moins de 5 ans et non vaccinés par le BCG, aux antigènes mycobactériens spécifiques démontre que la réponse IFN-γ primaire induite par la HBHA est peu élevée quantitativement chez les enfants infectés par M. tuberculosis contrairement aux réponses IFN-γ induites par les antigènes de la phase réplicative, l’ESAT-6 et le CFP-10. Cette faiblesse de la réponse immunitaire, de type TH1, vis–à-vis de la HBHA, n’est pas due à une immaturité du système immunitaire des jeunes enfants ni à un shift des réponses vers un profil cytokinique de type TH2. Elle reflète pro-bablement le phénotype clinique de l’infection affiché par ces jeunes enfants récemment infectés par M. tuberculosis qui ne sont pas encore parvenus au stade de latence. Cette faible réponse pourrait, néanmoins, constituer un biomarqueur de susceptibilité accrue à la TB des jeunes enfants. De plus, si la réponse primaire HBHA-spécifique n’est quantitativement pas différente de celle des enfants présentent une TBA ou une LTBI, elle l’est cependant qualitativement si l’on compare ces deux phénotypes cliniques. En effet, seuls les enfants «protégés» (avec une LTBI ou une TBA traitée) présentent des réponses envers des épitopes protecteurs de la forme méthylée de la HBHA. La mise en évidence de réponses contre ces épitopes de la forme méthylée pourrait donc être évaluée en tant que biomarqueur de protection. Parallèlement, l’absence ou la présence d’une telle réponse dirigée contre les épitopes de cette forme méthylée de la HBHA pourrait également permettre de différentier un enfant avec une TBA d’un enfant avec une LTBI. <p>La caractérisation de la réponse immunitaire se-condaire à la HBHA, chez les enfants infectés par M. tuberculosis et préalablement vaccinés par le BCG, a permis de démontrer que cette réponse est quantitativement plus importante si on la compare aux réponses de type primaire. <p>Puisque le caractère protecteur du BCG adminis-tré à la naissance est bien reconnu, il semblerait logique d’utiliser en priorité la HBHA dans une approche vaccinale «prime-boost », c’est-à-dire une amplification par la HBHA d’une immunité «protectrice» déjà acquise lors de l’administration du vaccin BCG dans l’enfance.<p>L’exploitation de l’analyse des réponses immuni-taires induites par les antigènes spécifiques de M. tuberculosis, l’ESAT-6, le CFP-10 et la HBHA, a ensuite permis d’établir que la réponse IFN-γ induite par la HBHA est faible chez l’enfant et non discriminante entre une TBA et une LTBI, ce qui limite l’intérêt diagnostique de la HBHA chez l’enfant contrairement à ce qui a pu être observé chez les adultes. Par contre, les résultats des tests IGRA à longue durée d’incubation utilisant l’ESAT-6 et surtout le CFP-10 comme antigènes, peuvent apporter des arguments en faveur d’une infection par M. tuberculosis chez l’enfant et être ainsi intégrés dans la triade diagnostique utilisée par les pédiatres. En effet, la mise en évidence d’une réponse IFN-γ induite par le CFP-10 très élevée est plus souvent associée à une TBA et, en combinaison avec le TCT ou la PPD-IGRA, elle a permis d’identifier, au sein du groupe d’enfants que nous avons étudié, ceux qui présentaient une TBA. <p>Les tests immuno-diagnostiques in vitro et in vivo manquent de sensibilité pour le diagnostic des TBA extra-pulmonaires. Dans ces cas particuliers, l’analyse de la réponse IFN-γ par les lymphocytes isolés directement au niveau du site d’infection apparait prometteuse chez l’enfant. Parmi les TB extra-pulmonaires, l’adénite tuberculeuse est une présentation fréquente difficile à différentier cliniquement ou radiologiquement d’une lymphadénopathie causée par une autre mycobactérie non tuberculeuse comme M.avium. Souvent, le recours à une technique d’investigation plus invasive (biopsie) est nécessaire. Nous avons développé au sein du laboratoire des tests in vitro comparant la réponse IFN-γ induite par la PPD-tuberculosis et la PPD-avium. Le ratio entre ces deux réponses permet d’orienter le clinicien dans le diagnostic différentiel entre des infections induites par l’une ou l’autre de ces deux mycobactéries et permettra peut-être à l’avenir de ne pas imposer aux patients la pratique de manœuvres chirurgicales.<p><p>En conclusion, ce travail confirme que la suscepti-bilité des jeunes enfants aux formes sévères de tuberculose n’est pas la conséquence d’un « état d’immunodéficience ». Par ailleurs, ils sont ca-pables de développer une réponse immunitaire contre la HBHA, candidat pour le développement d’un nouveau vaccin ou d’une nouvelle stratégie vaccinale contre la tuberculose. Enfin, nous avons identifié de nouveaux biomarqueurs susceptibles d’aider les pédiatres à diagnostiquer et à différencier les différentes formes que peut prendre l’infection tuberculeuse chez leurs jeunes patients. <p> / Doctorat en sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Pour lutter efficacement contre une attaque, l’organisme est doté d’un système immunitaire lui permettant de reconnaître le danger et de se défendre contre celui-ci. Les lymphocytes T jouent le rôle de chef d'orchestre de la réponse immunitaire, organisant l'activité des autres cellules nécessaires à la défense contre les infections. Pour accomplir ce rôle, les cellules T sont dotées d’une forte mobilité, leur permettant ainsi de circuler constamment dans diverses régions de l’organisme et d’y établir de nombreuses interactions.<p><p>Durant ce travail, nous nous sommes intéressé aux mécanismes moléculaires responsables de la motilité des cellules T. En particulier, nous avons investigué le rôle de la protéine S100A4, dont l’expression a été démontrée au sein de cellules T, dans la motilité de ces cellules ainsi que son implication dans l’inflammation. La protéine S100A4 est connue pour son implication dans la motilité de divers types cellulaires tels que les fibroblastes, les macrophages ou encore les cellules cancéreuses. En outre, S100A4 est capable d’interagir avec de nombreuses protéines cruciales pour la migration cellulaire telles que la myosine-IIA, l’actine, la tropomyosine, la rhotékine, les septines 2,6 et 7, CCN3 ou encore la transglutaminase 2.<p><p>Nous avons montré que des souris déficientes pour S100A4 ne présentent aucune modification majeure au niveau des cellules T situées dans le thymus ou en périphérie. Nous avons observé que la protéine S100A4 est principalement exprimée par les cellules T mémoires effectrices des populations de LT CD4+ ou CD8+. Cependant, la présence de la protéine ne semble pas requise pour la migration in vitro des LT mémoires. De plus, des expériences d’infections bactériennes par Listeria monocytogenes nous ont permis de démontrer que la réponse immunitaire mémoire des cellules T n’est pas affectée par l’absence de S100A4. En outre, la différenciation in vitro de cellules T CD4+ naïves en diverses sous-populations effectrices n’est pas modifiée suite à l’absence de la protéine dans les cellules. Finalement, nous avons étudié l’implication de la protéine S100A4 dans le développement de maladies immunitaires impliquant la migration de cellules T. Nos modèles d’intérêts ont été la colite et l’encéphalomyélite auto-immunitaire expérimentales. La protéine S100A4 n’est pas cruciale pour l’induction de ces deux pathologies, puisque son absence ne modifie pas leur développement.<p><p>Notre étude démontre clairement que la protéine S100A4 n’est pas requise pour la motilité des cellules T. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le diabète gestationnel (DG) est un trouble de la tolérance glucidique de gravité variable, survenant ou diagnostiqué pour la première fois pendant la grossesse, quel que soit le traitement nécessaire et son évolution après l’accouchement. Il est associé, à court et à long terme, à un ensemble de complications ou pathologies tant chez la mère que chez l’enfant. Nous avons étudié le rôle des cytokines, des adipokines, du statut anti-oxydant et des facteurs de croissance au cours du diabète gestationnel et de la macrosomie. Notre étude a montré que le diabète gestationnel et la macrosomie sont associés à une perturbation du métabolisme lipidique et une altération des statuts antioxydant et immunitaire. Le DG était lié à une diminution de l’adiponectine et des cytokines Th1 et une augmentation de la leptine et des cytokines inflammatoires alors que la macrosomie est associée à une augmentation des cytokines Th1 et une diminution de toutes ces hormones relatives à l’obésité (IL-6, TNF-α, leptine et adiponectine). Plusieurs altérations observées à la naissance dans le métabolisme des carbohydrates et des lipides chez les enfants issus de mères diabétiques persistent encore à l’âge adulte. Il semble que la programmation in utero au cours du diabète gestationnel crée une ‘‘mémoire métabolique’’ qui est responsable de l’obésité et des altérations chez les nouveau-nés macrosomiques. Selon les régressions linéaires multiples incrémentielles que nous avons établies, il semble que les facteurs de croissance qui influencent l’augmentation du poids fœtal sont : PDGF du côté maternel et FGF2 des deux côté maternel et fœtal. / Gestational diabetes mellitus (GDM) is defined as ‘carbohydrate intolerance of variable severity with onset or first recognition during pregnancy’, irrespective to necessary treatment and its evolution in the post partum. GDM is associated with a number of complications/ pathologies both in mother and in their newborns, with short and long-term. In this study, we investigated the role of cytokines, adipokines and antioxidant status during GDM and macrosomia. Our study has demonstrated that these pathologies are associated with a perturbation in lipid metabolism, and antioxidant and immune status. GDM is linked to the down-regulation of adiponectin along with Th1 cytokines and upregulation of leptin and inflammatory cytokines whereas macrosomia was associated with the up-regulation of Th1 cytokines and the down-regulation of the obesity-related agents (IL-6, TNF-α, leptin and adiponectin). Several alterations observed at birth in carbohydrates and lipids metabolism in the children born to diabetic mothers, still persist at the adulthood. It seems that in utero programming during diabetic pregnancy creates a ‘‘metabolic memory’’ which is responsible for the development of obesity and physiological anomalies in macrosomic offspring. According to multiple linear regressions incremental that we established, it appears that growth factors that influence the increase of foetal weight are: PDGF in mother's side and FGF2 in maternal and foetal side.

La grippe porcine est une infection enzootique touchant 50% du cheptel français. Elle passe parfois inaperçue, mais peut également induire une forte morbidité au sein des lots d’animaux touchés, entraînant une baisse des performances zootechniques et des pertes économiques importantes. La sévérité de l’infection à virus influenza A chez le porc peut dépendre de divers facteurs, comme les virus eux-mêmes, les pratiques d’élevage, le statut immunitaire des animaux, les infections concomitantes par d’autres pathogènes respiratoires, etc. De la même manière, diverses formes épidémiologiques de la grippe existent en élevage. Ainsi, des infections peuvent se répéter à un âge déterminé, sur toutes les bandes successives d’un élevage, notamment chez des jeunes présentant une immunité passive. Afin de mieux comprendre cette diversité clinique et épidémiologique de la grippe porcine, et aider à l’élaboration de stratégies d’intervention adéquates pour le contrôle de la maladie, nous avons cherché à apporter de nouvelles connaissances quant à certains facteurs pouvant favoriser l’exacerbation du syndrome grippal et/ou son caractère récurrent, et plus généralement aux mécanismes sous-jacents à la pathogenèse des virus influenza A chez le porc, en relation avec les réponses de l’hôte infecté. Nous avons d’abord comparé, suite à inoculations expérimentales de porcs exempts d’organismes pathogènes spécifiés, la pathogénicité des deux virus influenza porcins les plus fréquemment rencontrés chez le porc en France, l’un du lignage européen « avian-like swine H1N1 » (H1avN1), l’autre du lignage européen « human-like reassortant swine H1N2 » (H1huN2), seuls ou en association avec Mycoplasma hyopneumoniae (Mhp), autre pathogène respiratoire répandu en élevage. Nous avons montré que l’infection H1huN2 induit une pathologie plus marquée que l’infection H1avN1, et que la pré-infection des porcs par Mhp induit une exacerbation de l’infection H1avN1, mais pas H1huN2. Nous avons utilisé le modèle de co-infection Mhp/H1avN1 pour évaluer deux approches alternatives qui permettraient de diminuer l’impact des infections grippales et de leurs complications : l’apport de composés aux propriétés antioxydantes via l’alimentation ; et la restriction alimentaire de courte durée. Dans ces deux cas nous avons montré des effets bénéfiques sur les paramètres zootechniques pendant les jours suivant l’infection grippale. Ce travail a également apporté de nouvelles connaissances quant aux modifications des marqueurs plasmatiques de stress oxydant, ainsi que sur les modifications métaboliques faisant suite à la co-infection Mhp/H1avN1. La sévérité des manifestations cliniques de la grippe étant liée à la qualité de la réponse immunitaire mise en place chez l’hôte infecté, nous avons entrepris d‘étudier les réponses immunitaires du porc touché par la grippe et d’évaluer l’impact de facteurs tels que la présence de Mhp ou d’anticorps d’origine maternelle sur ces réponses. Nous avons ainsi montré que l’infection virale induit une inflammation et une réponse interféron. La pré-infection par Mhp exercerait un effet additif sur cette inflammation et pourrait favoriser la persistance du virus dans le poumon. Nous avons également montré que la présence d’immunité passive protège cliniquement le porcelet mais n’empêche pas l’excrétion du virus, retarde la réponse lymphocytaire T et inhibe la réponse humorale post-infectieuse. Malgré la réponse immunitaire humorale défaillante, les animaux étaient totalement protégés d’une seconde infection homologue lorsque les anticorps maternels avaient disparus. Ces travaux ont permis d’apporter de nouvelles connaissances sur les facteurs influençant l’infection grippale en élevage porcin ainsi que sur les mécanismes sous-jacents, ce qui est une prérequis pour l’amélioration des mesures de lutte et de maitrise de la maladie. Ils permettent, d’envisager d’améliorer la santé des animaux en agissant sur leur régime alimentaire. / Swine influenza is an enzootic infection affecting 50% of the French livestock. The infection can be unnoticed but can also induce high morbidity among batches of affected animals, resulting in lower production performance and significant economic losses. The severity of influenza A virus in pig is influenced by many factors such as the virus strain, husbandry practices, the immune status of animals, concomitant infections with other respiratory pathogens, etc. In the same way, various epidemiological forms of influenza exist in farms. Thus, infections can be repeated in all successive batches within a farm, especially among young animals with passive immunity. In order to better understand the clinical and epidemiological diversity of the swine flu, and help develop appropriate strategies to control the disease, we tried to bring new knowledge about factors that promote the exacerbation of the flu syndrome and/or its recurrence, and more generally to give new information about the mechanisms underlying the pathogenesis of influenza viruses in pigs, in relation to the response of the infected host. Firstly, we compared, through experimental infections of specific pathogen free pigs, the pathogenicity of the two swine influenza viruses mostly detected in pigs in France, i.e. one from the European “avian-like swine H1N1” lineage (H1avN1) and the other one from the European “human-like reassortant swine H1N2” lineage (H1huN2), each one alone or in co-infection with Mycoplasma hyopneumoniae (Mhp), another respiratory pathogen widespread in French farms. We showed that the H1huN2 infection induced a more marked pathology than the H1avN1 infection, and that Mhp pre-infection induced the exacerbation of the H1avN1, but not the H1huN2, infection. Then, we used the Mhp/H1avN1 co-infection model to evaluate alternative approaches that could reduce the impact of influenza infections and their complications: firstly, a supply of compounds with antioxidant properties in food; and secondly, a feed restriction of short duration. In both cases, we showed beneficial effects on zootechnical parameters the days following influenza infection. This work has also brought new knowledge on modulation of oxidative stress markers in plasma, as well as metabolic changes following the co-infection with Mhp and H1avN1 in pigs. The severity of flu clinical manifestations being related, among other, to the quality of the immune responses developed by the infected host, we studied these responses in pigs experimentally infected by H1avN1 and assessed the impact of factors such as the presence of Mhp or maternal derived antibodies on these responses. We showed that the viral infection induced inflammation and interferon response. The Mhp pre-infection exerted an additive effect on inflammation of lung tissue and may promote the virus persistence in the lung. Finally, we have shown that the presence of maternally-derived immunity protected the piglets clinically but did not prevent viral shedding, delayed the T cell response and strongly inhibited the post-infectious humoral response. However, despite the failed humoral immune response, animals were completely protected from a second infection occurring when maternal antibodies had disappeared. Therefore, this work have brought new knowledge on factors influencing influenza infection in pig as well as the underlying mechanisms, which is a prerequisite for improving disease control. They allow, between-other, to consider improving the health and welfare of animals by acting on their diet.

L’interleukine-4, cytokine clef du système immunitaire, est l’une des composantesprincipales de la réponse humorale. Un variant d’épissage de l’IL-4 humaine, nommé IL-4δ2est caractérisé par une délétion de l’exon 2. L’expression d’isoformes de cytokines peut êtrespécifique d’un tissu, d’un stimulus ou d’un état pathologique. Un intérêt particulier leur estaccordé car leur présence ou leur niveau d’expression peut en faire des biomarqueurspotentiels de certains stades pathologiques. Ainsi, ce projet a été consacré à l’étude del’expression et de la fonctionnalité de l’IL-4δ2 dans le but de mieux caractériser son rôle ausein de la réponse immunitaire.Une étude cinétique des niveaux d’expression de l’interleukine-4 et de son variant,réalisée chez des donneurs sains, montre une expression de ces deux variants dépendante dudonneur. L’étude a été poursuivie pour déterminer le type cellulaire capable de produire l’IL-4δ2. Ainsi, l’IL-4δ2 ne semble pas être exprimée par les cellules CD4+ et CD8+ à l’inversedes granulocytes.La fonction agoniste ou antagoniste à l’IL-4, de l’isoforme δ2, sujette à controverse, ajustifié une exploration de sa fonctionnalité. Nous avons ainsi évalué la capacité de l’IL-4δ2 àactiver les voies de signalisation de l’IL-4. Une absence d’activation de mécanismescellulaires similaires à l’IL-4 nous suggère un potentiel rôle inhibiteur de ce variant.Au cours du travail sur l’IL-4δ2, un nouveau variant d’épissage de l’IL-4 a étédécouvert chez l’homme. Par épissage alternatif, un nouvel exon est retenu dans l’ARNm dece variant. L’étude de celui-ci nous a permis de proposer, pour cet ARNm, une dégradationpar le mécanisme de Nonsens-Mediated Decay (NMD). Cette découverte apporte un niveausupplémentaire dans la compréhension du système de régulation de l’IL-4.Ce sujet d’étude apporte de nouveaux éléments quant à l’expression et la fonction del’IL-4δ2. De plus, l’identification d’un nouveau variant d’épissage enrichit la connaissancesur la régulation de l’expression du gène de l’Il4. D’une façon générale, la prise en comptedes variants d’épissage des cytokines devrait permettre de mieux caractériser la réponseimmunitaire, essentielle dans un contexte de vaccinologie. / Interleukin-4 (IL-4) is a key cytokine driving the humoral component of the immunesystem. An alternative splice variant of human IL-4, deleted of the second exon and so calledIL-4δ2 has been described. The expression of alternative splice variants is known to be tissuespecific,dependent of a particular stimulus or a pathological state. Their potential asbiomarkers is of increasing interest. Thus, this project was dedicated to the functionality ofIL-4δ2, improving characterization of the immune response.A kinetic study on the expression levels of IL-4 and its spliced variant, conducted onhealthy donors has shown to be donor-specific. The determination of the cell type able toproduce IL-4δ2 indicated that, CD4+ and CD8+ cells were not expressing the isoform, incontrast to granulocytes.The controversial agonist or antagonist function of IL-4δ2 was discussed throughfunctionality. The ability of IL-4δ2 to induce the signaling pathways of IL-4 was evaluated.An absence of similar profile of activation to IL-4 suggests a potential inhibitory role of IL-4δ2.During the study on IL-4δ2, a new alternatively spliced variant of IL-4 was discoveredin humans. Upon splicing, a new exon is retained in this variant. Its functional outcome as asubstrate for Nonsens-Mediated Decay (NMD) allowed bringing a new insight in thecomprehension of IL-4 regulatory system.Our work brought novel elements in the expression and functionality of IL-4δ2.Moreover, the discovery of a new alternatively spliced variant enriched the knowledge on theregulation pathways of Il4 gene expression. A focus on alternatively spliced variants ofcytokines is likely to clarify the complex regulation of the immune system.