Dans le cadre du diagnostic biologique des maladies auto-immunes, les autoanticorpssont généralement recherchés par des méthodes qui utilisent des antigènes(ou peptides) présélectionnés. De telles techniques ont des limites qui pourraient êtrecontournées par de nouvelles approches. Dans le premier temps de ce travail, nousrapportons l'intérêt d’évaluer les réactivités d'auto-anticorps vis-à-vis de ciblesmodifiées par des processus post traductionnels, comme la citrullination dans lecadre diagnostique de la polyarthrite rhumatoïde. Cette approche ne peut toutefoispas être transposée à toutes les pathologies auto-immunes, et notamment lasclérose en plaques. Dans un deuxième temps, notre démarche s’est élargie àl’analyse globale de la réactivité des immunoglobulines G sériques dirigée contredifférents extraits d’antigènes tissulaires, notamment issus du cerveau. Malgré lagrande hétérogénéité des réponses interindividuelles, il a été possible d’observer desprofils de réactivités distinguant les sujets sains de patients souffrant de différentespathologies à composantes auto-immunes. Cette signature sérologique permetégalement de distinguer les profils auto-immuns associés à différentes maladies etmême de distinguer leurs formes cliniques. Dans le modèle expérimental développéau laboratoire, nous avons observé que des modifications de ces profils apparaissentde façon précoce et peuvent être liés à une évolution péjorative ou favorable de lamaladie auto-immune. Ces résultats ont été confirmés dans la sclérose en plaques,où l’étude menée chez des patients ne présentant qu’un syndrome clinique isolé, amontré que les profils de réactivité sérique des IgG sont déjà marqués de l’empreintede la maladie qui se révèlera cliniquement en moyenne trois ans plus tard. De façonintéressante, d'autres travaux ont montré que le répertoire des IgM pouvaitégalement être perturbé au cours d’un processus auto-immun dont la pathogénierepose sur un dysfonctionnement des lymphocytes T (syndrome APECED). Cesrésultats suggèrent que des mécanismes T dépendants mais aussi T indépendantspèsent sur la constitution et l’entretien du répertoire auto-immun pathologique.Pour identifier les cibles des réactivités discriminantes révélées par cette premièreapproche, nous avons développé une technique de caractérisation moléculairefaisant appel à la technique immunoprotéomique. Alors que les pathologieshumaines et les modèles animaux étudiés sont principalement des pathologiesspécifiques d’organe, les antigènes tissulaires qui ont été identifiés comme cibles desréactivités spécifiquement associées à ces pathologies sont des antigènesubiquitaires, et non des antigènes spécifiques d’organe. Ces résultats posent laquestion de l’implication réelle de ces cibles dans la physiopathologie des maladiesauto-immunes. Ils illustrent également l’impérative nécessité de connaître les limitesdes résultats apportés par les méthodes d’immunoprotéomique.La caractérisation de la signature sérologique d’un processus pathologique, autravers de l’analyse des perturbations globales des réactivités sériques qui lui sontassociées, offre des perspectives intéressantes tant en termes de prise en charge dupatient qu’en termes de compréhension physiopathologique des maladies autoimmunes.Elle pourrait aboutir à d’utiles débouchés thérapeutiques. Ces attentesjustifient pleinement l’investissement qui a été mis en place par notre laboratoiredans le cadre de sa validation méthodologique. / In autoimmune diseases, specific autoantibodies detected in patients’ sera areusually investigated by techniques using purified self-antigens and/or relevantpeptides from preselected targets. Such a restrictive view may be overcome by usingnew biological techniques to improve the diagnostic procedure. In a first step, weevaluated the impact of slight changes in target self-antigens related to posttranslationalmodifications, such as citrullination. In view of the weak resultsobtained, we further focused on some properties of the humoral response. Westudied the global self-reactive IgG antibody patterns against a large panel ofantigens derived from different target tissue extracts, especially brain antigens.Despite inter-individual differences, some reactivities allowed us to discriminatebetween the immune profiles of healthy individuals and those of patients. The selfreactivefootprints can also differentiate distinct autoimmune diseases and theirclinical forms. When we induced experimental autoimmune diseases, dynamicchanges occurred at the early phases with significant patterns related to pathogenicor protective events. A pathological distortion of the self-reactive antibodyrepertoire was also found in clinically isolated syndromes predictive of multiplesclerosis. Despite the predominant organ-specific symptoms in the clinical andexperimental situations studied, discriminant self-IgG reactivities mostly involvedubiquitous antigens rather than organ specific targets. Interestingly, discriminantIgM reactivities targeting both tissue-specific and ubiquitous antigens were alsospecifically observed in a T-dependent autoimmune disease (autoimmunepolyendocrinopathy syndrome), suggesting that T-cell-dependent but also T-cellindependentmechanisms might be involved in pathological changes in the selfreactiverepertoire. Although these footprints have allowed the identification ofuseful new biomarkers, their pathophysiological relevance remains to be defined.The molecular characterization of specific antigenic targets in autoimmune disease isa critical step towards understanding the pathological mechanisms and developinguseful diagnostic and therapeutic tools. In this perspective, we emphasize the needfor accurate methodological approaches. Our analysis of self-reactive footprintshighlights the potent role of complementary events related to putative dysfunctionin the innate/natural immune response in autoimmune diseases.

Dans le cadre du diagnostic biologique des maladies auto-immunes, les autoanticorpssont généralement recherchés par des méthodes qui utilisent des antigènes(ou peptides) présélectionnés. De telles techniques ont des limites qui pourraient êtrecontournées par de nouvelles approches. Dans le premier temps de ce travail, nousrapportons l'intérêt d'évaluer les réactivités d'auto-anticorps vis-à-vis de ciblesmodifiées par des processus post traductionnels, comme la citrullination dans lecadre diagnostique de la polyarthrite rhumatoïde. Cette approche ne peut toutefoispas être transposée à toutes les pathologies auto-immunes, et notamment lasclérose en plaques. Dans un deuxième temps, notre démarche s'est élargie àl'analyse globale de la réactivité des immunoglobulines G sériques dirigée contredifférents extraits d'antigènes tissulaires, notamment issus du cerveau. Malgré lagrande hétérogénéité des réponses interindividuelles, il a été possible d'observer desprofils de réactivités distinguant les sujets sains de patients souffrant de différentespathologies à composantes auto-immunes. Cette signature sérologique permetégalement de distinguer les profils auto-immuns associés à différentes maladies etmême de distinguer leurs formes cliniques. Dans le modèle expérimental développéau laboratoire, nous avons observé que des modifications de ces profils apparaissentde façon précoce et peuvent être liés à une évolution péjorative ou favorable de lamaladie auto-immune. Ces résultats ont été confirmés dans la sclérose en plaques,où l'étude menée chez des patients ne présentant qu'un syndrome clinique isolé, amontré que les profils de réactivité sérique des IgG sont déjà marqués de l'empreintede la maladie qui se révèlera cliniquement en moyenne trois ans plus tard. De façonintéressante, d'autres travaux ont montré que le répertoire des IgM pouvaitégalement être perturbé au cours d'un processus auto-immun dont la pathogénierepose sur un dysfonctionnement des lymphocytes T (syndrome APECED). Cesrésultats suggèrent que des mécanismes T dépendants mais aussi T indépendantspèsent sur la constitution et l'entretien du répertoire auto-immun pathologique.Pour identifier les cibles des réactivités discriminantes révélées par cette premièreapproche, nous avons développé une technique de caractérisation moléculairefaisant appel à la technique immunoprotéomique. Alors que les pathologieshumaines et les modèles animaux étudiés sont principalement des pathologiesspécifiques d'organe, les antigènes tissulaires qui ont été identifiés comme cibles desréactivités spécifiquement associées à ces pathologies sont des antigènesubiquitaires, et non des antigènes spécifiques d'organe. Ces résultats posent laquestion de l'implication réelle de ces cibles dans la physiopathologie des maladiesauto-immunes. Ils illustrent également l'impérative nécessité de connaître les limitesdes résultats apportés par les méthodes d'immunoprotéomique.La caractérisation de la signature sérologique d'un processus pathologique, autravers de l'analyse des perturbations globales des réactivités sériques qui lui sontassociées, offre des perspectives intéressantes tant en termes de prise en charge dupatient qu'en termes de compréhension physiopathologique des maladies autoimmunes.Elle pourrait aboutir à d'utiles débouchés thérapeutiques. Ces attentesjustifient pleinement l'investissement qui a été mis en place par notre laboratoiredans le cadre de sa validation méthodologique.

Les pneumopathies d'hypersensibilité sont des maladies respiratoires liées à l'inhalation répétée de substances antigéniques. Le diagnostic nécessite la présence d'un ensemble d'arguments cliniques, radiologiques, fonctionnels et immunologiques car les symptômes sont peu spécifiques. La mise en évidence d'immunoglobulines G (IgG) spécifiques des agents étiologiques est un élément essentiel dans la prise en charge diagnostique et thérapeutique. L'objectif de ce travail de thèse était d'identifier des protéines bactériennes et fongiques reconnues par les IgG des patients atteints de la maladie du poumon de fermier (PDF) et du poumon de mécanicien (FDM), et de produire ces protéines de façon recombinante afin de développer des tests sérologiques standardisés de type ELISA. Deux micro-organismes impliqués dans le PDF (Saccharopolyspora rectivirgula et Eurotium amstelodami, un Aspergillus), et un micro-organisme impliqué dans le PDM (Mycobacterium immunogenum) ont été étudiés. L'approche immunoprotéomique développée a permis de sélectionner les protéines d'intérêt, puis de produire les antigènes recombinants correspondants par génie génétique. Des sérums de patients PDF, PDM et de témoins exposés ont été recueillis dans le cadre de protocoles cliniques multicentriques. Les performances (sensibilité, spécificité, aire sous la courbe) des tests ELISA-IgG utilisant les antigènes recombinants produits ont été évaluées par l'analyse en courbe ROV (Receiver operating characteristics). A partir des trois micro-organismes étudiés, 71 protéines immuno-réactives ont été identifiées et 28 protéines recombinantes ont été produites et testées en ELISA. Pour le diagnostic du PDM, deux antigènes recombinants, la dihydrolipoyl déshydrogénase and Facyl-CoA déshydrogénase, étaient particulièrement performants avec une sensibilité de 90% lorsqu'ils étaient utilisés en combinaison. Pour le diagnostic du PDF, deux antigènes recombinants à'Aspergillus, la Glu/Leu/Phe/Val déshydrogénase et la glucose-6-phosphate isomérase, ont permis d'obtenir une sensibilité de 89% et une spécificité de 84%. L'utilisation de trois antigènes recombinants de S. rectivirgula,SRl¥A (protéine de fonction inconnue), SRI? (catalase) et SR22 (kétol acide réducto-isomérase), ont permis d'obtenir une sensibilité et spécificité optimales de 83% et 77%. Les protéines identifiées étaient majoritairement des protéines enzymatiques, dont certaines ont été mis en évidence comme facteurs de virulence dans d'autres pathologies. Des études complémentaires, sur des modèles animaux et sur des modèles cellulaires, devront être mennées pour explorer l'implication de ces protéines dans l'induction de la maladie. Ce travail a permis d'améliorer les connaissances sur les protéines bactériennes et fongiques reconnues par les anticorps des patients atteints de PDF et de PDM, de développer des antigènes recombinants, et de mettre au point des tests sérologiques standardisés et performants. Ces tests pourront faire l'objet d'une valorisation vers l'industrie. En effet, les sérologies pour le diagnostic des PHS sont des demandes courantes dans les laboratoires d'analyse médicale. / The hypersensitivity pneumonitis is a pulmonary disease caused by repetitive inhalation of antigens. The diagnosis requires clinical, radiological, functional and immunological features because of unspecific symptoms. The identification of specifie antibodies to causative antigens is an essential way for the diagnosis and therapeutic management.The aims of this thesis work were to identify bacterial and fungal immunogenic proteins specifie to patient with farmer's lung (FL) and machine operator's lung (MOL) diseases, to synthesize specifie recombinant antigens for the development of a standardized ELISA. Two microorganisms involved in FL (Saccharopolyspora rectivirgula and Eurotium amstelodami (Aspergillus sp)), and one involved in MOL had been srudied. The immunoproteomics approach has permit to select interesting proteins and to synthesize recombinant antigens by genomics techniques. The sera from FL patients (n=52), MOL patients (n=16) and sera from exposed control subjects were recruited. ELISA-IgG using recombinant antigens efficacies were evaluated by Receiver operating characteristics analysis (sensitivity, specifïcity, area under the curve).From the three srudied microorganisms, 71 immunogenic proteins were identified and 28 recombinant antigens were produced and tested by ELISA. For the MOL diagnosis, the recombinants dihydrolipoyl dehydrogenase and acyl-CoA dehydrogenase were useful with a sensitivity of 90% when used in combination. For the FL diagnosis, two recombinant proteins from Aspergillus, Glu/Leu/Phe/Val dehydrogenase and glucose-6-phosphate isomerase had a sensitivity of 89% and a specifïcity of 84%. A combination of the three recombinant antigens from S. rectivirgula, SRI FA (unknown function), SRI 7 (catalase) and SR22 (ketol acid reductoisomerase) allowed to obtain a sensitivity of 83% and a specificity of 77%. The immunogenic proteins were mainly enzymes, and some of these have been implicated in important functions for survival or the virulence of others pathogens. Further studies are required to determine the role of these proteins in immunological or virulence processes by animal and cellular model application. This present work has improved our knowledge about bacterial and fungal proteins recognized by FL and MOL patient's antibodies, and to develop useful standardized serological tests with new recombinant antigens. These tests could be exported to the health management in industry. Indeed, hypersensitivity pneumonitis serodiagnosis tests are common requests in medical analysis laboratories