La paratuberculose bovine, ou maladie de Johne, est une maladie inflammatoire intestinale chronique provoquant d’importantes pertes économiques chez les producteurs de ruminants du monde entier. Que ce soit chez la vache laitière ou de boucherie, ces pertes sont causées majoritairement par une diminution de la capacité de reproduction, la baisse de production laitière et l’amaigrissement des vaches qui perdent ainsi beaucoup de valeur à l’abattage, en plus d’être sujettes à une réforme précoce. Outre les pertes économiques, le potentiel de transmission à l’humain est un facteur non négligeable en plus d’un risque de contamination de la chaîne alimentaire. Cette maladie est causée par une bactérie intracellulaire obligatoire nommée Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP). II n’existe actuellement aucune stratégie efficace pour combattre l’infection chez les animaux atteints. L’évolution lente de la maladie fait en sorte que les signes cliniques apparaissent tardivement, soit plusieurs années (4 à 7 ans) après l’infection initiale. Au cours de cette progression, les animaux infectés commencent à excréter le pathogène dans leur environnement. Les animaux atteints deviennent infectieux et peuvent contaminer d’autres congénères, ainsi que leur propre veau. Afin de permettre aux producteurs d’éliminer les vaches atteintes avant qu’elles n’atteignent ce stade, il s’avère important d’établir un diagnostic précoce. Actuellement, ce n’est qu’en phase sous-clinique avancée que les tests diagnostiques sont plus sensibles, soit 2 à 3 ans après le début des excrétions fécales chez les animaux infectés. L'incompréhension du manque de sensibilité des tests de dépistage et de l'évolution de cette maladie justifient les efforts de recherche dans ce domaine en vue de mieux comprendre les réponses immunitaires impliquées dans cette maladie. En effet, une meilleure connaissance des processus d’inflammation chronique pourrait aider à développer des outils diagnostiques complémentaires. Nos résultats suggèrent une dérégulation de la réponse immunitaire. Ainsi, en étudiant les composantes et caractéristiques du sang provenant de vaches infectées, il nous a été possible d’observer que les niveaux de cytokines plasmatiques telles l’interleukine 17 et l'ostéopontine se trouvent sécrétées à différents niveaux chez les vaches atteintes de paratuberculose bovine. De plus, l'analyse de la capacité de leur sérum à soutenir efficacement la prolifération des cellules mononucléées du sang périphérique révèle que le sérum de vaches infectées interfère pour atténuer la prolifération cellulaire. II semble qu’un constituant du sérum provoque une diminution de la réponse immunitaire chez les vaches malades. Les résultats offrnt une appréciation des dérèglements immunitaires provoqués par la paratuberculose bovine.

La production porcine joue un rôle très important dans l'économie et l'alimentation de nombreux pays. En 2010, environ 1 billion de porcs ont été produits à une échelle mondiale. Cette intensification de l'élevage rend de plus en plus difficile le maintien d'une biosécurité optimale et démontre l'importance de développer des vaccins efficaces contre les pathogènes porcins. Les vaccins conventionnels sont à base d'organismes entiers vivants atténués ou inactivés par un processus chimique. Toutefois, un regain de la virulence pour les premiers types de vaccins, résultant alors en des maladies au lieu de la protection espérée, ou encore un processus inapproprié d'inactivation et une réponse immunitaire faible pour les deuxièmes sont d'autant d'inconvénients importants auxquels les intervenants en santé animale et les éleveurs sont confrontés. Le développement de nouvelles stratégies vaccinales est donc nécessaire afin de contrecarrer les inconvénients liés à l'utilisation des vaccins conventionnels. Parmi les virus affectant les troupeaux porcins, le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (« Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus », PRRSV) demeure celui qui représente le plus gros défi. En effet, bien que le PRRSV soit bien caractérisé et que des outils de contrôle aient été mis en place, les infections par le PRRSV sont répandues dans le monde entier et les éclosions sont récurrentes. Les vaccins disponibles actuellement sur le marché ne permettent pas d'assurer une protection optimale et sécuritaire. Dans la première partie de cette thèse, nous avons proposé une alternative aux procédures vaccinales utilisées jusqu'à maintenant. Cette procédure, basée sur l'induction d'une immunité mucosale et systémique, est totalement innovatrice pour le contrôle du PRRSV. Pour cela, des vaccins sous-unitaires à base d'adénovirus recombinant (rAdVs) réplicatifs mais non disséminatifs ont été générés afin d'exprimer des protéines d'intérêt du PRRSV. Ces protéines étaient la protéine de matrice M et la glycoprotéine d'enveloppe GP5 qui est porteuse des épitopes neutralisants majeures. Différentes mutations ont été également introduites dans la GP5 (GP5m) afin d'augmenter la réponse immunitaire induite. Une stratégie de vaccination combinatoire rAdV/protéine recombinante GP5 (rGP5) a aussi été testée. Nos différentes stratégies de vaccinations ont permis de générer une réponse immunitaire spécifique chez le porc, la stratégie combinatoire rAdV/rGP5 permettant d'induire la meilleure réponse en anticorps. Cependant, suite à une infection expérimentale, les animaux ayant reçu une vaccination à base de rAdVs co-exprimant les protéines M et GP5m sont ceux chez lesquels la virémie était la plus faible. La deuxième partie de cette thèse a consisté à développer des vaccins bivalents ciblant trois pathogènes impliqués dans une entité clinique appelée complexe respiratoire porcin. Ces trois pathogènes étaient le PRRSV, le circovirus porcin de type 2 (PCV2) associé principalement au syndrome de dépérissement post-sevrage (SDPS) et Mycoplasma (M.) hyopneumoniae qui est l'agent de la pneumonie enzootique. Des vaccins à base de rAdVs non réplicatifs ont été développés afin d'exprimer des protéines d'intérêt de chacun des pathogènes. Ces protéines sont la GP5 du PRRSV, la protéine de capside (Cap) du PCV2 et la portion C-terminale de la protéine d'adhésion P97 (P97c) de M. hyopneumoniae. L'immunisation de souris par voie intramusculaire a permis de démontrer la capacité de ces différents vaccins bivalents à générer une réponse en anticorps spécifiques à chacun des antigènes. De plus, la P97c, lorsque fusionnée avec les protéines Cap ou GP5, a permis d'augmenter la réponse en anticorps dirigés contre ces protéines virales suggérant un effet immunopotentiateur de la P97c. En conclusion, ces travaux ont permis de démontrer l'efficacité d'une nouvelle stratégie vaccinale pour lutter contre le PRRSV et l'immunogénicité de vaccins bivalents contre des pathogènes d'importance chez le porc. De plus, ils suggèrent que la protéine P97c de M. hyopneumoniae pourrait avoir un effet adjuvant. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin, Circovirus porcin, Mycoplasma hyopneumoniae, Adénovirus recombinant, Protéines M et GP5, Cap, P97c, Réponse immune, Porc, Souris.

Mémoire (M.Ress.Renouv.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1992. / Résumé disponible sur Internet. CaQCU Bibliogr.: f. 69-73. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (Ph.D.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. 63-84. Publié aussi en version électronique.

Th.--Pharm.--Paris 5, 1980. N°: 46.

Ma thèse porte sur l'étude des rôles régulateurs des GTPases Rho et de leurs effecteurs ROCK sur l'expression de ligands du système immunitaire, sur des cellules de mélanomes murins et humains ainsi que les conséquences sur le développement tumoral de modulateurs de la voie RhoA/ROCK. A l'heure actuelle, les traitements du mélanome métastatique ont une efficacité limitée, c'est pourquoi les nouvelles stratégies s'orientent vers l'immunothérapie notamment en recherchant de nouvelles molécules pharmacologiques capables d'amplifier les réponses immunes anti mélanome. Mon travail a porté sur l'étude de trois ligands de l'immunité modulés par la voie RhoA/ROCK : - Nous avons étudié la régulation du ligand MICA qui est exprimé sur des mélanomes humains, mais qui est reconnu par les cellules NK humaines et murines du système immun inné. En utilisant des statines, qui sont des inhibiteurs de l'activité des Rho, nous avons induit une surexpression membranaire de MICA sans toxicité cellulaire. Cette surexpression s'accompagne d'une sensibilisation des mélanomes à la lyse par les cellules NK. Elle induit également un ralentissement de leur croissance tumorale sous-cutanée en souris NMRI nu/nu et une diminution de l'implantation des métastases pulmonaires. Nous avons aussi montré que cette régulation de MICA induite par les statines ne dépendait pas de l'inhibition des GTPases Ras ou Rho mais de la voie de PPAR?. - Nous avons ensuite étudié la régulation de la molécule de costimulation CD70 par les GTPases Rho sur des mélanomes humains et son rôle dans ces tumeurs. Nous avons montré que les mélanomes primitifs expriment CD70, que cette expression diminue au cours de la maladie et que la GTPase RhoA et la voie des MAPK contrôlent positivement l'expression de CD70 sur nos lignées de mélanome humain. De façon surprenante, nous avons aussi montré que CD70 possède une fonction non immunologique dans ces tumeurs. En effet, la trimérisation de CD70 favorise l'invasion tumorale et l'apparition de métastases en activant la voie de signalisation BRAF/MEK/ERK/RhoE et en inhibant les fibres de stress d'actine et des points focaux d'adhésion. - Enfin, nous nous sommes intéressés aux conséquences de la modulation de FasL sur le développement tumoral du mélanome murin B16F10. Des travaux précédents de l'équipe ont montré que la protéine RhoA et ses effecteurs ROCK régulent de façon négative l'expression de FasL à la membrane des cellules B16F10. Nous avons étudié le rôle in vivo de la surexpression de FasL induite par l'inhibition de ROCK par le H1152. Nous avons mis en évidence un ralentissement de la croissance tumorale in vivo chez les souris immunocompétentes. Ce contrôle du développement tumoral est dépendant de la voie Fas/FasL et de l'activité des lymphocytes TCD8+ et de l'IFN-?. De plus, l'inhibition de ROCK réduit le nombre de métastases pulmonaires sans intervention de la réponse immune adaptative. L'ensemble de mes travaux montre que le ciblage de la voie des GTPases Rho et de leurs effecteurs ROCK constitue une approche nouvelle pour amplifier les réponses immunes protectrices innées et adaptatives anti mélanome, suggérant que des inhibiteurs de cette voie pourraient être envisagés dans de nouveaux protocoles d'immunothérapie du mélanome / My thesis focuses on the study of the regulatory roles of Rho GTPases and their effectors ROCK on the expression of immune system ligands in murine and human melanoma cell lines and the impact on tumor development of modulators of the RhoA/ROCK pathway. Current therapies for metastatic melanoma have poor efficiency. It is the reason why new immunotherapeutic strategies are developed for to find new pharmacological molecules that could improve anti-melanoma immune responses. My work is based on the study of three immune ligands: - We studied the regulation by Rho GTPases of MICA ligand expression in human melanoma cell lines and their recognition by NK cells. Using statins, inhibitors of Rho GTPases activity, we have induced MICA over-expression without any cell toxicity. This MICA over-expression enhanced melanoma cells sensitivity to NK cells lysis, then reduced subcutaneous tumor growth in NMRI nu/nu mice and also decreased pulmonary metastases implantation. We also showed that statins-induced MICA over-expression was not linked to Ras or Rho GTPases inhibition but to PPAR? pathway. - Then, we studied the expression and the function of a co-stimulatory molecule, CD70, and its regulation by the Rho pathway in human melanomas. We demonstrated that the RhoA GTPase and MAPK pathway positively regulate CD70 expression in our melanoma cell lines. Surprisingly, we observed a non-immunological function of CD70 in melanoma. Indeed, CD70 trimerization enhanced melanomas invasion and metastatic capacities through an activation of BRAF/MEK/ERK/RhoE pathway, which inhibited stress fibers and focal adhesions. - Finally, we analyzed the consequences of FasL over-expression on B16F10 murine melanoma development in vivo. Our previous studies have showed that RhoA/ROCK pathway negatively regulates membrane FasL expression on B16F10 cells. We studied in vivo the role of this FasL over-expression induced by ROCK inhibitor H1152, on melanoma cells. We showed tumor growth shrinkage in immunocompetent mice, when B16F10 cells were pretreated with H1152. The Fas/FasL pathway and the activity of TCD8+ cells and IFN- ? induced this tumor slowing down. Moreover, ROCK inhibition induced a reduction of pulmonary metastases implantation independently of T lymphocytes response. Altogether, my work showed that targeting Rho GTPases/ROCK pathway could be interesting in order to improve innate and adaptative anti melanoma immune responses, suggesting that inhibitors of this pathway could be envisaged in new melanoma immunotherapy protocols

La complexité de la prise en charge des hépatites B chroniques est en partie liée à la persistance virale. La clairance du virus est compliquée du fait du mode de réplication du virus et de l'interaction de HBV avec les acteurs de la réponse immunitaire innée. On distingue plusieurs stades d'infection chronique à HBV, qui se caractérisent par un équilibre variable entre réplication virale et réponse immunitaire de l'hôte. La définition clinique de ces différentes phases est insuffisante pour discriminer le risque évolutif des patients. Des études de cohorte sont nécessaires pour mieux appréhender les relations entre réplication virale et immunité lors des infections chroniques à HBV. Le premier travail est une étude de cohorte rétrospective s'intéressant aux relations entre marqueurs virologiques sériques et intrahépatiques et expression intrahépatique des gènes de l'immunité innée. Les gènes de l'immunité innée étudiés sont moins exprimés au cours des hépatites B chroniques en comparaison à des contrôles sains, sans influence de la réplication virale. Le taux d'AgHBs sérique pourrait refléter l'importance de la réponse immunitaire innée intrahépatique, notamment la réponse IFN de type I pour les patients négatifs pour l'AgHBe. Le deuxième travail est une étude de cohorte prospective, qui ne retrouve pas de bénéfice à l'addition d'un traitement par PEG-IFN chez des patients co-infectés HBV/HIV et répondant au traitement par NUCS. Cette étude souligne de façon intéressante que le taux d'AgHBs à l'initiation du traitement pourrait être prédictif de la réponse au traitement, des taux plus faibles d'AgHBs étant favorables. L'ensemble de ces résultats démontre l'importance de la relation entre réponse immunitaire et réplication virale pour expliquer les différentes phases de l'hépatite B chronique. Ces résultats pourraient se révéler intéressants pour le développement de nouvelles prises en charge thérapeutiques de patients infectés chroniquement par HBV / Chronic HBV infections (CHB) are difficult to treat diseases because of viral persistence. It’s explained by the particular replication of Hepatitis B Virus (HBV) and its interplays with host immunity. CHB is characterized by different stages, which reflect a balance between viral replication and immune response. However, our knowledge regarding the natural history of CHB is insufficient to allow us to predict patients’ prognosis. Further clinical studies are needed to improve our understanding of interplays between HBV replication and host immunity. The first study is a retrospective one about interplays between serological and intrahepatic viral markers and intrahepatic innate immunity genes expression. Immunity genes seem to be down-regulated during CHB in comparison to healthy controls, without impact of the level of viral replication. HBsAg levels in blood may reflect the intrahepatic innate immune response and especially the type I IFN response for HBeAg negative patients. The second part is a prospective study which shows any relevance of adding PEG-IFN to HIV/HBV co-infected responders to NUCS therapy patients. The results highlight the potential interest of baseline HBsAg level to predict PEG-IFN response (low HBsAg levels being more favorable). Finally, these results highlight the role of interplays between HBV replication and innate immune response during the natural history of CHB. They may be interesting in the context of the development of new antiviral strategies

Cette thèse étudie trois sujets relevant de la biologie structurale, de lagénétique et de l'immunologie.Premièrement, nous développons de nouveaux prédicteurs de l'affinité deliaison de complexes protéiques, produisant des résultats de niveau ``état del'art''. Nous calculons d'abord 12 variables modélisant diverses propriétésstructurales des complexes. Nous générons et évaluons des estimateursutilisant des sous ensembles de ces variables, de façon à identifier les plusperformants. Le logiciel associé est distribué dans la Structural BioinformaticsLibrary.Deuxièmement, nous proposons de nouvelles analyses de complexes Ig-Ag.D'une part nous concevons un classificateur distinguant les types de ligand desIg. D'autre part, nous montrons que le modèle précédent prédit fidèlementl'affinité de complexes Ig-Ag. Enfin, nous quantifions la contribution des CDR3de la chaine lourde à l'affinité de liaison, et montrons qu'il contribuesignificativement plus que les autres CDR.Enfin, nous nous intéressons à la modélisation de la diversité des répertoiresde chaîne lourde des Igs, à partir de données de séquençage de CDR3, dans unmodèle de vaccin chez le poisson. Nous analysons les répertoires dans troisconditions: naifs, vaccinés et vaccinés + infectés. Nous comparons lesrépertoires de deux individus en utilisant la « earth-mover distance », laquelleexploite la correspondance entre clonotypes de deux répertoires, révélant ainsides informations inaccessibles aux méthodes basées sur les indices dediversité.Dépôt de thèseDonnées complémentairesPour caractériser la notion de réponse immunitaire publique / privée, nousquantifions le chevauchement des clonotypes exprimés entre individus de lamême ou de différentes conditions / This thesis investigates three topics at the cross-roads of structural biology,genetics and immunology.First, we develop a pipeline to design and select binding affinity predictors forprotein complexes, yielding state-of-the art results. The first step is the designand computation of 12 different variables accounting for geometric andphysico-chemical properties of the complexes. The second step is thegeneration and evaluation of models using subsets of these variables, followedby the selection of the best performing ones. The corresponding software isdistributed within the Structural Bioinformatics Library.Second, we provide an analysis of the interface properties of Ig-Ag complexes.In particular, we design a classifier using two descriptors, which is able todistinguish ligand types. We also apply the previous binding affinity predictionmodel to Ig-Ag complexes and obtain accurate predictions. We then develop aquantitative model for the contribution of VH CDR3 to the binding affinity andinteraction specificity, and show that it contributes significantly more thanother CDRs.Third, we model the diversity of VH CDR3 repertoires from Ig RNA sequencingdata in a fish vaccination model. We analyze repertoires from three conditions:naive, vaccinated and vaccinated + infected fish. Comparison of the repertoiresof two individuals uses the earth-mover distance (EMD). By exploiting amapping between the clonotypes of the repertoires, we show that EMD revealsinformation beyond classical methods based on diversity indexes. Tocharacterize the notion of public / private immune response, we quantify theoverlap of clonotypes between individuals of the same or different conditions

La maladie d’Alzheimer (MA) est un désordre neurologique progressif et irréversible caractérisé par l’accumulation de peptides β-amyloïdes, de plaques amyloïdes et de dégénérescence neurofibrillaires. L’inflammation et des altérations du système immunitaire ont été reliées à la MA, suggérant que le système immunitaire périphérique pourrait jouer un rôle pendant la phase asymptomatique de la maladie. Les lymphocytes natural killer et les neutrophiles (PMN) participent à la surveillance immune innée et leurs rôles demeurent controversés dans la MA. Nous avons étudié les changements phénotypiques et fonctionnels des cellules NK et des PMN du sang périphérique dans une cohorte de patients composée de personnes âgées en bonne santé, de patients amnestic mild cognitive impairment (aMCI) et de personnes atteintes de la MA à un stade léger (mMA). L’analyse phénotypique des lymphocytes NK a révélé des différences d’expression de CD16 (augmenté chez les patients mMA), de NKG2A (diminué chez les patients aMCI), et des TLR2 et TLR9 (tous deux diminués chez les patients mMA). Les tests fonctionnels ont révélé que l’activité cytotoxique des lymphocytes NK ainsi que leur capacité de dégranulation étaient inchangés dans les 3 groupes de patients. Au contraire, l’expression du récepteur CD95 était augmentée chez les aMCI et mMA et l’expression de granzyme B et la production de cytokines telles que TNFα et IFNγ étaient augmentées chez les aMCI mais pas chez les patients mMA. Le chimiotactisme induit par la chimiokine CCL19 et non par CC21 était diminué chez les aMCI et mMA, malgré l’augmentation de l’expression du CCR7 chez les patients aMCI. L’analyse des PMN révèle une augmentation spécifique de l’expression de CD177 chez les patients mMA. La stimulation à l’IL-8 entraine l’augmentation attendue de l’intégrine CD11b à la surface des PMN des patients âgés contrôles, mais les patients aMCI et mMA ne répondent pas. La baisse de l’expression des récepteurs CD14 et CD16 a été observée sur les PMN des patients mMA uniquement. Au contraire, seul les PMN des patients aMCI présentent une baisse de l’expression du marqueur CD88 et du TLR2. La phagocytose est différentiellement diminuée dans les PMN des patients aMCI et mMA tandis que l’ingestion de particules de Dextran est absente uniquement chez les patients mMA. Le killing contre Candida albicans est sévèrement diminué dans les groupes aMCI et mMA, alors que la production de radicaux libres est seulement diminuée au stade mMA. La production de cytokines inflammatoires (TNFα, IL-6, IL-1β, IL-12p70) et de chimiokines (MIP-1α, MIP-1β, IL-8) en réponse à une stimulation au LPS est très basse chez les patients aMCI et absente chez les mMA. Ces résultats suggèrent un état d’activation des cellules NK chez les patients aMCI qui pourrait refléter une réponse immunitaire active dirigée contre une agression encore non identifiée. L’altération différentielle des capacités de réponse à des agressions pathologiques des PMN des patients aMCI et mMA pourrait se traduire par une baisse progressive de la réponse immune associée au développement de la MA.