A la suite des catastrophes nucléaires d’importantes quantités de radionucléides ont été rejetés dans l’environnement. Le Strontium 90 (90Sr) fait partie de ces rejets. Du fait de sa demi-vie de 29 ans, c’est un polluant persistant qui conduit à la contamination des populations vivant autour des territoires contaminés via l’ingestion chronique de faibles quantités de ce radionucléide. Les études épidémiologiques ont mis en évidence des effets au niveau du système immunitaire, du système hématopoïétique et de la physiologie osseuse chez l’homme. Le 90Sr qui s’incorpore principalement dans l’os pourrait contribuer à l’apparition de ces effets. Le but de ce travail a été de comprendre quels sont les mécanismes d’action du 90Sr qui permettent d’expliquer de tels effets. Un premier modèle in vitro utilisant une lignée de cellules stromales murines (MS5) contaminées par le milieu de culture à 1 ou 10 kBq.ml-1 a été utilisé. Il a permis de montrer que le 90Sr était capable d’induire des cassures double-brin de l’ADN dès 30 minutes d’exposition avec une induction de la senescence et une altération de la fonction de support aux progéniteurs hématopoïétiques. Dans le deuxième modèle in vivo d’effet dose, des souris Balb/c ont été contaminées durant 24 semaines à des concentrations de 90Sr de 4, 20 et 100 kBq.l-1 dans l’eau de boisson. Cette expérience a permis d’observer une augmentation des marqueurs de la résorption osseuse en fonction de la contamination au 90Sr ainsi et une augmentation de l’expression génique des enzymes impliquées dans la défense antioxydante. Une augmentation de p21, marqueur de la senescence et une diminution d’IL-6 ont également été observées. Les implications de ces résultats sur la physiologie osseuse, le système immunitaire et hématopoïétiques sont discutées. Globalement, l’ensemble de ce travail complète les données déjà existantes sur le 90Sr et permet de mieux comprendre les mécanismes d’action du 90Sr sur les cellules stromales médullaires qui sont au centre de la régulation immuno-hématopoïétique. / Abstract : After nuclear disasters, large amounts of radionuclides were released into the environment. Strontium 90 (90Sr) is part of these wastes. Because of its half-life of 29 years, it is a persistent pollutant which leads to the contamination of surrounding populations through the chronic ingestion of low quantities of this radioelement. Epidemiologic studies have demonstrated some effects on immune system, hematopoietic system and bone physiology in humans. 90Sr accumulates mostly in bones and could contribute to the appearance of such effects. The aim of this work is to understand the action mechanisms which could explain the previous observations. In the first in vitro model, a murine stromal cell line (MS5) contaminated through the culture medium with 1 or 10 kBq.ml-1 of 90Sr was used. Thank to this model, an increased number of DNA double-strand breaks in cells after 30 minutes of exposure, a senescence induction and a modification in the support of hematopoietic progenitors were observed. In the second model, Balb/c mice were contaminated during 24 weeks through drinking water containing 90Sr at 4, 20 and 100 kBq.l-1. Both an increase in genic expression of bone resorption markers and in antioxydative enzymes were observed. An increase in p21 expression, marker of senescence, and a decrease in IL-6 were also seen. The implications of these results on bone physiology, immune and hematopoietic systems are discussed. As a whole, all this work completed the preexistent data about 90Sr and contributes to a better understanding of the action mechanisms of 90Sr on marrow stromal cells which have a pivotal function in the regulation of the immune and hematopoietic system.

Le mélanome métastatique reste un enjeu majeur de santé publique. Les avancées fulgurantes de ces dernières années ont permis d’améliorer la prise en charge thérapeutique, notamment avec l’arrivée des anticorps bloquant ou agonistiques ciblant les molécules de co-inhibition ou de co-stimulation. Cependant, certains patients sont réfractaires à tout traitement. Il est donc nécessaire de mettre en évidence l’importance de certains paramètres immunologiques permettant d’améliorer le suivi des patients de stade III à haut risque de récidive. De plus, il est primordial de découvrir des marqueurs prédictifs associés à la réponse à ces différents traitements immunomodulateurs. Nous avons identifié une association entre une fréquence élevée de CD45RA+CD4+ et de CD3-CD56- au sein des métastases ganglionnaires avec la survenue d’une récidive anticipée.Une forte expression de NKG2D à la surface des lymphocytes T CD8+, une faible proportion de Tregs ou une faible expression de PD-L1 à la surface des T circulants sont associées à une meilleure survie. Aussi, la mise en place d’un test in-vitro étudiant les réactivités fonctionnelles des lymphocytes infiltrant les tumeurs a permis de dégager l’importance de l’expression de CD95/Fas sur les T CD4+ circulants et de CD137/4-1BB sur les T CD8+ circulants dans la prédiction de la réponse à l’ipilimumab (anti-CTLA-4) et à la combinaison ipilimumab + nivolumab (anti-PD-1). Par ailleurs, le pattern d’expression des récepteurs de chimiokines à la surface des lymphocytes T périphériques permet de détecter les localisations métastatiques de mélanome. Cette étude a révélé également l’importance biologique de l’axe CCR9/CCL25 dans l’immunosurveillance naturelle anti-tumorale. / Metastatic melanoma (MM) is an unmet medical need. The development of immune checkpoint blockers (ICB) improved patient’s clinical outcomes. However, some patients still do not respond to these therapies. To adress these issues, we must find some immunological parameters which predict the relapse of high risk resected stage III melanoma patients. Moreover, it is an urgent need to identify some predicting parameters to these ICB. In our studies, high frequencies of CD45RA+CD4+ and CD3-CD56- in metastatic lymph nodes are associated with a short relapse-free survival. Higher expression of NKG2D on CD8 T cells, low Tregs and low PD-L1 expression on circulating T cells are associated with a prolonged overall survival.Furthermore, we designed an in-vitro test to assess intratumor lymphocytes reactivities to ICB and cytokines (IL-2 and IFNα2a). Low expression of CD95/Fas on CD4+ circulating T cells and high expression of CD137/4-1BB on circulating CD8+ T cells are associated with the response to ipilimumab (anti-CTLA-4) and to the combination ipilimumab + nivolumab (anti-PD-1), respectively. In addition, the chemokine receptor pattern expressed at the surface of circulating lymphocytes could predict the metastatic spreading of melanoma. In this last study, we demonstrated the critical role of CCR9/CCL25 pathway in the natural anti-cancer immune surveillance.

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la deuxième cause de mortalité par cancer dans le monde. Plusieurs études attestent du rôle du microenvironnement tumoral (MET) comme acteur fondamental de la carcinogenèse. A l’aide de modèles murins mimant un sous groupe de CHC fréquent, notre équipe avait identifié la molécule LECT2 comme un effecteur moléculaire important du MET dans le contrôle de l’agressivité tumorale.L'objectif de ma thèse a été d’adresser le rôle fonctionnel de LECT2 dans le microenvironnement immunitaire au cours du CHC.A l’aide de modèles murins, nous observons que l’absence de LECT2 entraine une accumulation importante de cellules myéloïdes dans le MET. Nous montrons que ces cellules myéloïdes sont immatures, arborent des capacités immunosuppressives puissantes vis-à-vis des lymphocytes T et ont un programme transcriptionnel permettant une action promotrice de tumeurs. De façon intéressante, l’accumulation de ces acteurs dans le microenvironnement est associée à l’émergence de nodules tumoraux indifférenciés exprimant des marqueurs de transition épithélio-mésenchymateuse/cellules progénitrices/métastases.D’un point de vue mécanistique, nous avons démontré une perte de différenciation plus importante des hépatocytes en absence de LECT2 dans des conditions d’activation de la signalisation β-caténine. Nous montrons également par des expériences de co-culture que les cellules myéloïdes infiltrant les tumeurs en absence de LECT2 ont une forte capacité à induire une perte de différenciation des hépatocytes.Enfin, nous avons analysé l'expression de LECT2 dans une vaste cohorte d’échantillons humains de CHC. Nous montrons que la diminution d’expression de LECT2 corrèle fortement avec 1)- la présence d’invasion vasculaire, 2)- la perte de différenciation des hépatocytes tumoraux et 3)- la présence d’infiltrats inflammatoires.L’ensemble de ces données démontre que LECT2 agit comme un régulateur essentiel dans la cancérogénèse hépatique à travers son action double sur les hépatocytes et sur la fonction des cellules myéloïdes infiltrant les tumeurs. Ainsi, ces travaux identifient LECT2 comme un biomarqueur potentiel ouvrant de nouvelles perspectives de traitement du CHC. / Hepatocellular carcinoma (HCC) is the second cause of cancer-rel ated death worldwide. Several studies highlighted the tumor microenvironment (TEM) as a key player in cancer from initiation to progression steps of tumorigenesis. Using relevant HCC mouse models, our team identified the chemokine-like LECT2 as a critical actor of liver TEM in the control of tumor aggressiveness.The aim of my thesis was to address functionally the role of LECT2 in the immune microenvironment during HCC.Using mouse models, we observed that the absence of LECT2 induces a significant accumulation of myeloid cells in the TEM. We showed that these myeloid cells were immature, harbored strong immunosuppressive capabilities on T cells and expressed a transcriptional program sustaining tumor progression. Interestingly, the accumulation of these actors in the microenvironment is associated with the emergence of poorly differentiated tumor nodules expressing epithelial-to-mesenchymal transition / progenitor / metastasis markers.Mechanistically, we demonstrated that LECT2-deficient hepatocytes in the context of β-catenin activation were able to perform EMT like WT hepatocytes do after TGF-β1 challenge. In co-culture experiments, we demonstrated that tumor-infiltrating myeloid cells in the absence of LECT2 have a strong ability to induce hepatocyte EMT.Finally, we analyzed the expression of LECT2 in a vast cohort of HCC liver samples and found that downregulation of LECT2 expression strongly correlates with 1) - the presence of vascular invasion, 2) – histological grade and 3) - the presence of inflammatory infiltrates.Altogether, our data demonstrate that LECT2 acts as a strong regulator of liver tumor aggressiveness through its dual action on hepatocytes and impact on the function of tumor infiltrating myeloid cells. This work identifies LECT2 as a new biomarker for HCC and pave the way to new therapeutic strategies.

Les modèles animaux jouent un rôle crucial dans les recherches précliniques, mais il existe plusieurs limites. Les états physiologiques et immunologiques chez les murins et les primates non humains sont radicalement différents à ceux de l'homme, en particulier la restriction du CMH, qui ne peut éliminer l'influence de la spécificité de l'espèce dans les expériences précliniques. Le but du travail était de générer un niveau plus élevé de souris transgéniques «HLA humanisées» qui pourraient imiter les réponses immunitaires humaines avec plus de précision et de fiabilité; à viser d’appliquer pour l'évaluation préclinique de la transplantation humaine, à l'identification de nouveaux épitopes et à l'évaluation des vaccins et des médicaments candidats. Dans la première partie. Nous rapportons d’une nouvelles souris transgéniques HLA immunodéficientes «HUMAMICE». Des souris HLA-A2+/+/DR1+/+/H-2-β2m-/-/IAβ-/-/Rag2-/-/IL-2rγ-/-/Perf-/- ont été établies, lesquelles exprimaient des molécules HLA humaines au lieu de H-2 murines et ne présentaient pas de lymphocytes murins. Ce statut immunodéficient a été inversé en transférant les cellules hPBMC HLA appariées fonctionnelles pour produisant ensuite des souris ayant un statut immuno-compétent avec un système immunitaire humain fonctionnel. L'immunisation du vaccin HBsAg a permis d'obtenir une production robuste et reproductible d'anticorpsspécifiques. En conclusion, ces résultats indiquent que le modèle hPBMC-HUMAMICE représente un modèle prometteur pour disséquer les réponses immunitaires humaines aux maladies humaines. Dans la seconde partie de cette étude, les souris HLA-A11+/+/DR1+/+/H-2-β2m-/-/IAβ-/- ont été établies. Cette nouvelle souche de souris possède une caractéristique restreinte par HLA-A11 et une capacité normale à répondre aux antigènes. L'immunisation de souris avec un vaccin recombinant HBsAg contre le VHB ou une protéine recombinante du VIH-1 a entraîné la génération de lymphocytes T cytotoxiques producteurs d'IFN-y et d'anticorps spécifiques. En outre, nous avons identifié deux épitopes restreints par HLA-A11 de la protéine GP EBOV et quatre de la protéine MERS-CoV S. En fin, ce modèle de souris HLA-A11/DR1 pourra faciliter l'identification des épitopes de lymphocytes cytotoxiques et auxiliaires restreints par le HLA-A11 dominants en Chine. Le modèle constituer un nouvel outil technique prometteur pour comprendre les mécanismes immunologiques et les nouveaux vaccins pour les populations d’Asie de l’Est. Durant cette thèse, nous avons créé deux modèles de souris humanisées novateurs et prometteurs portant une restriction HLA humaine qui pourraient servir de modèles d'infection pathogène et étudier les tumeurs, les mécanismes de transplantation et l'invention et l'évaluation des vaccins et des médicaments. / Animal models play critical roles in pre-clinical researches, while there are still several limitations. The physiological and immunological states in murine and non-human primates are radically district from those of mankind, especially the MHC restriction, which cannot eliminate the influence of species specificity in pre-clinical experiments.The aim of our work was to generate a higher level of “humanized” transgenic mice which could mimic human immune responses with more accuracy and reliability; furthermore, to apply the novel models in the evaluation of human transplantation, the identification of new epitopes, and the evaluation of candidate vaccines and drugs.In the first part of the study, novel immuno-deficient HLA transgenic mice "HUMAMICE" (HLA-A2+/+/DR1+/+/ H-2-β2m-/-/IAβ-/-/Rag2-/-/IL-2rγ-/-/Perf-/- mice) were established, which expressed human HLA molecules instead of murine H-2 and present no murine lymphocytes. This immuno-deficient status was reversed by transferring the functional HLA-matched hPBMCs and then producing mice with an immuno-competent status with a functional human immune system, led to high lymphocytes engraftment rates without GvHD. Immunization of HBsAg vaccine resulted in robust and reproducible production of specific antibodies. Inconclusion, these results indicated that the hPBMCs-HUMAMICE model represents a promising model to dissect human immune responses towards human diseases.In the second part of this study, the Chinese/East Asian HLA dominated HLA-A11/DR1(HLA-A11+/+/DR1+/+/H-2-β2m-/-/IAβ-/-) transgenic mouse strain was established. This novel mouse strain possesses HLA-restricted characteristic and a normal ability to respond to antigens. Immunization of mice with a recombinant HBV vaccine or a recombinant HIV-1 protein resulted in the generation of IFN-γ-producing cytotoxic T lymphocytes and specific antibodies. Furthermore, we identified two HLA-A11 restricted epitopes of EBOV GP protein and four of MERS-CoV S protein. Above all, HLA-A11/DR1 mice could facilitate the identification of Chinese dominant HLA-restricted CTL and Th epitopes and provide a new promising technical tool to understand immunological mechanisms and new vaccines.Taken together, we created two novel and promising humanize mouse models carrying human HLA restriction which could apply as pathogen infection models, and study tumors, transplantation mechanism, and the invention and evaluation of vaccines and drugs.

L’implication du microbiote intestinal dans le développement du cancer colorectal (CCR) et dans la réponse aux traitements anti-cancéreux est de plus en plus évidente. Plusieurs études indépendantes ont montré que la muqueuse intestinale de patients atteints de CCR est anormalement colonisée par des souches d’Escherichia coli pouvant présenter des propriétés invasives et ayant acquis des facteurs de virulence. Plus de la moitié de ces souches sont porteuses de l’îlot pks responsable de la synthèse d’une génotoxine : la colibactine, qui peut interférer directement avec l’ADN ou avec le cycle cellulaire des cellules de l’hôte, et générer des mutations. Plusieurs études indépendantes sur différents modèles animaux de CCR ou sur lignées cellulaires ont décrit d’autres mécanismes d’action de ces bactéries qui pourraient jouer un rôle dans la carcinogenèse colique : interactions avec le système immunitaire et l’inflammation et induction de la sénescence cellulaire qui s’accompagne de la libération de facteurs de croissance ayant un effet pro-tumoral sur les cellules épithéliales. Cependant, faute de lien entre ces études physiopathologiques parcellaires, l’étude de l’association des bactéries E. coli avec le CCR doit être poursuivie. Le but de ces travaux de thèse était de préciser l’effet d’une infection chronique par E. coli colibactine-positive, notamment sur le micro-environnement immunitaire colique et son implication sur la carcinogenèse colique, et sur l’efficacité anti-tumorale d’une stratégie d’immunothérapie ciblant le checkpoint immunologique PD-1. Afin d’étudier les interactions microbiote-système immunitaire-hôte, nous avons choisi de travailler sur le modèle APCMin/+, modèle murin de référence du CCR. Dans un premier temps, nous avons développé et validé une nouvelle méthode pour quantifier les cellules immunitaires dans le côlon de ce modèle. Cette méthode, basée sur des marquages immunofluorescents et une analyse numérique d’image dotée d’un apprentissage automatique (dit « machine learning »), nous a permis de distinguer, quantifier et localiser ces cellules dans trois compartiments d’intérêt d’une section colique entière : la muqueuse, les follicules lymphoïdes et les tumeurs. Après validation, cette méthode d’imagerie nous a permis d’obtenir une analyse précise de l’environnement immunitaire colique dans le modèle de souris APCMin/+ chroniquement infectées par une souche E. coli colibactine positive isolée d’une muqueuse de patients CCR. Nous avons montré in vivo que cette bactérie induit un environnement pro-carcinogène dépendant de la présence de la colibactine, avec une augmentation de populations pro-inflammatoires telles que les neutrophiles et d’enzyme pro-inflammatoire (myéloperoxydase), accompagnée de la diminution de cytokines antiinflammatoires. Ce contexte procarcinogène est renforcé par la diminution des Lymphocytes T (LT) anti-tumoraux dans la muqueuse et la tumeur. Cet effet a également été observé chez les patients atteints de CCR porteurs de souches E. coli colibactine-positives avec une baisse de la population des LT CD3+. Enfin, nous avons démontré qu’une infection par E. coli colibactine-positives induit une résistance à une immunothérapie anti-tumorale ciblant le checkpoint immunologique PD-1. Ces résultats suggèrent que la diminution des LT induite par l’infection chronique du tube digestif par des E. coli colibactine-positives pourrait être liée à cette résistance au traitement. Ainsi, les travaux effectués lors de cette thèse permettent de confirmer le rôle clé de certaines bactéries du microbiote intestinal et du dialogue complexe de celui-ci avec le système immunitaire, dans la carcinogenèse colique et la réponse aux traitements anti-cancéreux. (...) / Multiple evidences show the role of microbiota in colorectal cancer (CRC) development and anti-tumor drug responses. Various independent studies demonstrated that Escherichia coli strains with specific invasive properties and virulence factors abnormally colonize CRC patient mucosa. More than half of these strains harboring the pks pathogenic island coding for the synthesis of a genotoxin named colibactin. This genotoxin can impair directly DNA synthesis or cellular cycle and provokes genomic instability. Many different studies highlighted others bacteria-associated mechanisms leading to colorectal carcinogenesis as crosstalk between immune responses, inflammatory events, and/or cell senescence induction. However, the mechanisms by which CRC-associated E. coli promote colorectal carcinogenesis are diverse and some-what specific to the animal models and the microbial status of the animals (germ-free or Specific Pathogen Free). However, modulation of immune response and inflammation seems to play a central role in these mechanisms.The aim of this work was to evaluate the impact of chronic infection by colibactin-positive E. coli in a CRC reference model, the APCMin/+ mice colon focusing on inflammation and immune cells. First, we developed and validated an innovative method to quantify immune cells in APCMin/+ mice, based on immunostainings and digital image analysis. Thanks to the machine learning approach, we succeeded to precisely discriminate, quantify and localize these cells in three regions of interest: mucosa, lymphoid follicle and tumor. After the complete validation of this new method, we accurately examined the impact of a chronic infection with a colibactin-positive E. coli strain isolated from a CRC patient, on the APCMin/+ colon immune microenvironment. Particularly, we demonstrated the induction of a pro-carcinogenic environment by these bacteria in vivo, in a colibactin dependent manner, with both an increase of the pro-inflammatory neutrophil enzyme (myeloperoxydase) and cells, and a decrease of anti-inflammatory cytokines. This carcinogenesis-associated context is emphasized by the decrease of anti-tumor T cells in colon mucosa and tumor. This phenomenon is equally observed in CRC patients, with a decrease of T cells in patient tumors, which are harboring the colibactin-positive E. coli. Finally, we demonstrated for the first time that colibactin-positive E. coli infection induce resistance to an anti-tumor immunotherapy treatment based on PD-1 immune checkpoint blockade. Our results suggest that the decrease of T cells induce by colibactin-positive E. coli chronic infection could lead to the impairment of an immunotherapy response. To conclude, this thesis work confirms the crosstalk between some specific bacteria from intestine microbiota and the immune system in carcinogenesis and anti-tumor drug efficacy. In longer term, these results suggest that the colibactin-positive E. coli presence could be used as a poor prognosis biomarker in CRC and particularly to predict response to anti-PD-1 immunotherapy.

Des biomolécules telles que les protéines et les acides nucléiques sont d'un grand intérêt dans l'immunothérapie, la thérapie génique tels que des cancers, le traitement de SIDA, les troubles auto-immuns liés à la déficience immunitaire sévère et combinés à autres maladies. Afin de cibler ces objectifs, l'encapsulation et le ciblage sont incontestablement nécessaires pour protéger les biomolécules contre la dégradation rapide et aussi pour éviter les effets secondaires. Ainsi, dans le cadre de cette thèse, l'encapsulation de protéines et de l'ADN en utilisant le procédé basé sur la double émulsion évaporation de solvant a été étudiée. Mais avant de conduire l’étude expérimentale, l'état de l'art des procédés d'encapsulation a été effectué et une attention particulière a été consacrée à l’encapsulation de l'ADN et les protéines et aux procédés d’encapsulations basés sur la formulation des polymères biodégradables. En ce qui concerne l’étude expérimentale, une étude systématique des paramètres pertinents sur les propriétés physico-chimique et colloïdales des particules a été examinée. Cette étude a permis de mettre en évidence les facteurs clés capables d’affecter non seulement le procédé mais aussi les propriétés colloïdales des particules élaborées (taille, distribution en taille, propriétés électrocinétiques et stabilité colloïdale…). En second lieu, la formulation optimisée permettant l’obtention de tailles submicroniques a été utilisée pour l’encapsulation de l'ADN et les protéines. L'encapsulation de l'ADN a été étudiée en fonction de la concentration de l'ADN (sperme de saumon) et une encapsulation totale d'ADN a été observée sans modification ou altération des propriétés colloïdales des particules finales. L'encapsulation de protéines a été également examinée en utilisant HAS et une autre protéine fluorescente comme modèles. L'efficacité de l'encapsulation a été déterminée et trouvée de l’ordre de 100%. L'utilisation de la protéine fluorescente indique l'encapsulation totale avec une bonne répartition dans les cavités de la matrice polymère. En conclusion, le procédé de la double émulsion – évaporation de solvant est efficace pour l’encapsulation de l'ADN et des protéines sans modification des propriétés colloïdales des particules finales qui restent bien submicroniques / Biomolecules such as proteins and nucleic acids are of great interest in immunotherapy and gene therapy such as cancers, AIDS, autoimmune disorders, X-linked severe combined immune deficiency and many other diseases. In order to target such objectives, the encapsulation and the targeting are incontestably necessary principally to protect biomolecules against rapid degradation and also to avoid side effects. Then, in this thesis, the encapsulation of proteins and DNA using double emulsion solvent evaporation technique was performed. But before the encapsulation, the state of the art of the encapsulation processes was performed and special attention has been dedicated to DNA and proteins encapsulation. Firstly, systematic study of double emulsion solvent evaporation process was investigated in order to point out the key parameters controlling the particles size and the colloidal stability. Secondly, the optimized formulation conditions leading to submicron colloidal was used for DNA and Proteins encapsulation. The DNA encapsulation was investigated as a function of DNA concentration and it was found total encapsulation of DNA without any modification of the colloidal properties. The protein encapsulation was examined using HAS and fluorescent proteins as model. The encapsulation efficiency was found to be high and reaches 100%. The use of fluorescent protein shows the total encapsulation and good distribution of proteins in polymer matrix. As a general conclusion, the high encapsulation efficiency of DNA and protein, reveled the compatibility of the used process to encapsulated hydrophilic biomolecules even in submicron size biodegradable colloidal submicron particles

Le dysfonctionnement mitochondrial est associé à de nombreuses maladies neurodégénératives. En effet, plusieurs protéines impliquées dans ces maladies, telles que les protéines PINK1 et Parkin dans la maladie de Parkinson, interviennent dans le recrutement de protéines nécessaires à l’homéostasie mitochondriale. En absence de ces protéines, un nouveau mécanisme se met en place : la formation de vésicules dérivées des mitochondries (MDVs). Notre équipe a démontré que ce mécanisme est responsable de la présentation antigénique mitochondriale (MitAP) et que les protéines PINK1 et Parkin ont un rôle répresseur sur cette voie et que cette nouvelle voie de présentation était capable d’activer des lymphocytes T CD8+ in vivo. Ces découvertes font entrer le système immunitaire comme nouvel acteur des maladies neurodégénératives. Cependant, les protéines impliquées dans MitAP restent à être identifiées. Deux projets ont été initiés afin de pouvoir mieux caractériser MitAP. La première a consisté à mettre au point un protocole d’isolation mitochondrial afin d’identifier de nouveaux partenaires moléculaires à la formation des MDVs au niveau des mitochondries. Le deuxième projet initie l’étude de l’immunopeptidome de cellules présentatrices d’antigène afin d’identifier les peptides mitochondriaux présentés à la surface des cellules. L’identification de protéines par l’isolation des mitochondries et celles générant les peptides mitochondriaux présentés à la surface des cellules sont essentielles pour comprendre le mécanisme des MDVs et le fonctionnement de la MitAP impliquée dans la maladie de Parkinson. Les protéines partenaires de cette voie moléculaire pourraient avoir un rôle dans les maladies neurodégénératives et être des cibles thérapeutiques ou des biomarqueurs. / Mitochondrial dysfunction is associated with many neurodegenerative diseases. Indeed, several proteins involved in these diseases, such as PINK1 and Parkin proteins in Parkinson's disease, are involved in the protein recruitment required for mitochondrial homoeostasis. In the absence of these proteins, a new mechanism is set up: the formation of vesicles derived from mitochondria (MDVs). Our team has demonstrated that this mechanism is responsible for the mitochondrial antigen presentation (MitAP) and that the PINK1 and Parkin proteins play a repressor role on this pathway and that this new presentation pathway is capable of activating CD8 + T cells in vivo. These discoveries bring the immune system as a new player in neurodegenerative diseases. However, the proteins involved in MitAP remain to be identified. Two projects have been initiated to better characterize MitAP. The first was to develop a mitochondrial isolation protocol to identify new molecular partners for MDV formation at the mitochondrial level. The second project initiates the study of the immunopeptidoma of antigen presenting cells to identify the mitochondrial peptides presented on the cell surface. The identification of these proteins is essential to understand the mechanism of MDVs and the functioning of MitAP involved in Parkinson's disease. The protein partners of this molecular pathway may have a role in neurodegenerative diseases and may be therapeutic targets or biomarkers.

Streptococcus suis, l'une des principales bactéries pathogènes présentes chez les porcelets sevrés, est responsable d’importantes pertes économiques dans l'industrie porcine. Aujourd'hui, les vaccins autogènes composés de bactéries tuées (bactérines) sont principalement utilisés mais les études ayant mesuré leur effet chez les porcs sont rares et controversées. Cette étude a évalué la réponse immunitaire induite par ces vaccins sur le terrain en comparant la vaccination des truies (immunité passive transférée aux porcelets) et des porcelets (immunité active). L’étude utilisait une ferme ayant des problèmes récurrents à S. suis et était divisée en deux parties : I) Les porcelets de truies non vaccinées ont reçu 2 doses d'une bactérine autogène. II) Les truies ont reçu 2 doses du même vaccin durant la gestation. Les réponses en anticorps ont été analysées par ELISA et leur effet protecteur par un test d'opsonophagocytose (OPA). La vaccination des porcelets n'a pas induit de réponse immunitaire active même après deux doses. Dans la deuxième partie, des taux élevés d'anticorps (principalement d'origine maternelle) avec une importante activité OPA ont été observés chez les porcelets âgés d’environ 1 semaine, indépendamment de la vaccination des truies. Ils diminuaient à 3 semaines d’âge, période la plus à risque. Malgré une légère augmentation des anticorps chez les truies vaccinées, le transfert d'immunité maternelle aux porcelets restait identique. Globalement, un programme de vaccination actif ou passif de porcelet avec la bactérine autogène utilisée ici n'a pas induit de protection durable chez les porcelets post-sevrés. Une amélioration de la formulation du vaccin est requise. / Streptococcus suis, one of the most important bacterial pathogen in weaned piglets, is responsible for serious economic losses in the swine industry. Today, mostly autogenous vaccines composed of killed bacteria (bacterins) are used but studies that assessed their protective effect on pigs are missing and their ability to protect is controversial. This comparative field study evaluated the immunological response induced by these vaccines comparing vaccination of sows (passive immunity transferred to piglets) or piglets (active immunity). Using a sow herd with recurrent S. suis problems, the study was divided in two parts: I) Piglets from non-vaccinated sows received 2 doses of an autogenous bacterin. II) Sows received 2 doses of the same vaccine during gestation. Antibody responses were analyzed by ELISA and their protective effect was evaluated by an opsonophagocytosis assay (OPA). Piglet vaccination failed to induce an active immune response even after two vaccine doses. In the 2nd part of the study, high levels of antibodies (mainly maternal-derived) with marked OPA activity were observed in piglets at 1 week old approximately, independently of sow vaccination. These antibodies decreased at 3 weeks of age, in the post-weaning high-risk period. In spite of a slight increase of antibodies in vaccinated sows, maternal immunity transfer to piglets did not increase. Overall, an active or passive piglet vaccination program with the autogenous bacterin used herein failed to induce lasting protection in post-weaned piglets. An improvement of vaccine formulation may be required.

L'opinion générale est que les ulcères sont rares pendant l'enfance, les lésions provoquées par Helicobacter pylori (H. pylori) ne se produisant que des décennies après l'acquisition de l'infection. L’infection par cette bactérie est en outre moins fréquente chez les enfants dans les pays développés par rapport aux adultes. Par ailleurs, l’usage chronique de médicaments gastro-toxiques est peu fréquent dans cette tranche d’âge. Cependant, plusieurs études ont montré qu’environ 1/10 des enfants référés pour des symptômes de dyspepsie en Europe et infectés par H. pylori présentent un ulcère gastrique ou duodénal, mais aussi que la fréquence de ces lésions chez les enfants non infectés n’est pas nulle.<p>Afin de déterminer la fréquence des ulcères gastriques et duodénaux et des érosions, nous avons commencé par réaliser une étude prospective avec la participation de 19 centres répartis dans 14 pays d'Europe. Tous les enfants référés pour une endoscopie haute ont été recrutés durant une brève période de 1 mois. Parmi les 694 enfants inclus, 56 (8,1%) avaient soit des ulcères (ulcère gastrique 17/56, 30% - ulcère duodénal 7/56, 13%) soit des érosions (érosions gastriques 21/56, 37% - érosions duodénales 9/56, 16% - érosions gastriques et duodénales 2/56, 4%). Cette étude a permis de confirmer que la fréquence des lésions augmente avec l’âge, les enfants atteints de lésions étant significativement plus âgés que les témoins. En effet, les lésions ont surtout été observées chez les enfants dans la deuxième décade de vie. Une infection par H. pylori était présente seulement chez 15 des 56 enfants (27%), un médicament gastro-toxique avait été utilisé chez 13/56 (23%), une maladie inflammatoire chronique de l’intestin était présente chez 7/56 (13%) et une polyarthrite juvénile chez 2/56 (4%, plus d'un facteur de risque présent dans la plupart des cas). Aucun facteur de risque n’a pu être démontré chez 24/56 enfants (43%), une proportion beaucoup plus élevée que celle initialement attendue.<p>Nous avons ensuite réalisé une étude cas-témoins prospective et multicentrique (12 centres participants). Tous les patients avec une lésion érosive ou ulcérée de la muqueuse gastroduodénale ont été inclus avec deux témoins appariés pour l’âge, le centre et la période. Sept cent trente-deux patients (244 cas dont 153 avec seulement des érosions et 91 avec un ou des ulcères, 488 témoins) ont été inclus. Les enfants qui avaient reçu un antibiotique, un inhibiteur de la pompe à proton ou un anti-H2 durant les 4 semaines précédant l’endoscopie ont été exclus de l’analyse statistique parce que ces médicaments influencent la détermination<p>7<p>du statut H. pylori et la gravité des lésions (42 cas et 98 témoins). Nos résultats montrent que, chez les enfants, l'infection à H. pylori est un facteur de risque pour les ulcères duodénaux et les érosions duodénales, mais pas pour les lésions gastriques. Le sexe masculin, la consommation d'AINS, les maladies rénales chroniques et le tabagisme sont d'autres facteurs de risque indépendants de lésions érosives ou d’ulcères gastroduodénaux. Cependant, aucun facteur de risque identifiable n’a été retrouvé dans une grande proportion d'enfants (97/202, 48.0%) ce qui confirme les résultats de notre première étude.<p>Chez les adultes également la proportion d’ulcères sans infection à H. pylori et sans prise d’AINS est en augmentation ces dernières années tout en restant plus faible que chez l’enfant. La fréquence des ulcères gastriques et duodénaux avec un diamètre d’au moins 5 mm a été comparée, dans notre centre et dans un centre d’endoscopie adulte situé dans la même région de Bruxelles, sur une période de deux ans. Ces données montrent que les ulcères sont moins fréquents chez les enfants que chez les adultes (20/1279 enfants avec endoscopie haute - 1,6% vs adultes 58/1010 - 5,7%, OR 0,30, 95%CI 0,10-0.86, p = 0,02) et surtout moins fréquemment associés à une infection par H. pylori (8/20 vs 40/58, OR 0,26, 95%CI 0,16- 0.78, p <0,0001).<p>Comme l’activation de la réponse immunitaire locale est inefficace pour éliminer l’infection par H. pylori et serait plutôt impliquée dans la pathogenèse des lésions de la muqueuse, nous avons comparé la réponse immunitaire muqueuse des lymphocytes T et les réponses naïves chez les enfants et chez les adultes infectés par H. pylori ainsi que chez des témoins non infectés appariés pour l’âge.<p>Dans une première étude, nous avons obtenu des biopsies de la muqueuse antrale chez 43 patients dyspeptiques (12 enfants, 31 adultes). Les concentrations de cytokines libérées dans le milieu de culture et la densité de cellules CD3+, CD25+ et CD69+ ont été évaluées par cytométrie en flux. Le nombre de cellules sécrétant de l’interféron-γ (IFN-γ), de l’interleukine-4 (IL-4) et de l’IL-10 a été mesuré par ELISPOT. Les données obtenues montrent que l’augmentation de la sécrétion d'IFN-γ et l’élévation du nombre de cellules secrétant de l’IFN-γ au niveau de la muqueuse antrale lors d’une infection par H. pylori sont plus faibles chez les enfants que chez les adultes.<p>8<p>Dans une seconde étude, nous avons comparé l’infiltrat inflammatoire de la muqueuse antrale dans différents groupes d’âge (moins de 8 ans, 8 à 17 ans, 18 à 55 ans) de patients successifs infectés par H. pylori et des témoins appariés pour l’âge. Nous avons montré une corrélation entre l'âge et la densité de neutrophiles, de cellules CD3+ et de CD8+, mais pas de cellules CD20+. Le recrutement des neutrophiles dans la muqueuse antrale est plus faible chez les enfants et apparaît corrélé avec une plus faible activation du facteur de transcription NF-kB (déterminé par immunohistochimie et par EMSA) dans cette même muqueuse. L’infiltrat inflammatoire et l’activation du NF-kB sont légèrement (mais non significativement) plus intenses en cas d’infection par une souche plus virulente (facteur de virulence cagA). Ces souches cagA+ sont retrouvées en proportion équivalente dans les différents groupes d’âge. Par contre, la charge bactérienne, mesurée par un score semi-quantitatif en histologie, n’influence pas l’intensité de l’infiltrat inflammatoire.<p>En conclusion :H. pylori reste un facteur étiologique majeur pour les ulcères et les érosions duodénales chez l’enfant, mais pas pour les lésions gastriques dans les pays à faible prévalence de l'infection et la proportion de lésions associées à une infection est plus faible que chez les adultes. Aucun facteur d’exposition connu ne peut être associé aux lésions endoscopiques dans la moitié des cas, ce qui justifiera des études ultérieures pour identifier d’autres causes exogènes ou endogènes à ces lésions.<p>La réponse immunitaire de l’hôte est impliquée dans la pathogenèse des lésions gastroduodénales associées à une infection par H. pylori. Or il a été démontré dans les travaux faisant l’objet de cette thèse que cette réponse immunitaire est plus faible chez l’enfant que chez l’adulte pour certains facteurs (cytokines Th1, immunité humorale, recrutement des polynucléaires et des lymphocytes au niveau muqueux, activation du facteur de transcription NF-κB). D’autres études confirment la plus faible réponse humorale et Th1, mais également Th17 ainsi qu’une activation plus intense des Treg. Les cytokines ou les voies de signalisation responsables de cette réponse immunitaire plus faible restent inconnues, ce qui ouvre la voie à d’autres investigations. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les gens infectés par la rougeole subissent une suppression immunitaire. Ce mémoire porte sur l’influence de cette caractéristique de la rougeole sur un autre pathogène, ici la grippe. Il s’agit donc de modéliser la réponse immunitaire d’une interaction virus-virus, problème d’une grande pertinence durant la pandémie causée par le SRAS-CoV-2 alors que les interactions de celui-ci avec le virus de l’influenza demeurent à déterminer. Nous avons également que la grippe augmente la production d’autres pathogènes. Un modèle de chaque pathogène va être développé et analysé. On cherchera les points fixes, leurs conditions de stabilité et on observera quelques résultats numériques pour constater leurs évolutions dans le temps. Ensuite un modèle suivant l’évolution des deux pathogènes ayant infecté un individu au même moment sera conçu. Dans ce modèle nous inclurons les interactions d’un pathogène l’un sur l’autre pour déterminer théoriquement les effets chez les individus infectés à la fois par la grippe et la rougeole. On pourra par la suite comparer entre les différentes populations lorsqu’il n’y a aucune interaction et avec les différentes interactions entre les deux pathogènes. / People infected with measles experience immune suppression. This work focuses on the influence of this characteristic of measles on another pathogen, here the flu. We also have that the flu will increase the production of other pathogens in a co-infection model. Modeling the immune response to such virus-virus interaction is currently of signficant relevance, given the limited knowledge on SARS-CoV-2/influenza interactions. A model of each pathogen will be developed and analysed. We will look for the fixed points, conditions for their stability and we will observe some numerical results of their evolution over time. Then a model following the evolution of the two pathogens having simultaneously infected an individual will be designed. In this model we will include the interactions of the pathogens on each other to theoretically determine the effects in individuals infected with both influenza and measles. Then we can compare between the different populations when there is no interaction and with the different interactions between the two pathogens.