Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Les récents développements de la recherche ont permis de caractériser le tissu adipeux en tant qu’organe endocrine majeur et à associer l’obésité à un phénotype d’inflammation chronique, surnommé métaflammation. Cette thèse de doctorat s’attarde spécifiquement à une adipokine et son récepteur, la protéine stimulant l’acylation (ASP) et le récepteur C5L2, ainsi qu’à leur relation avec le métabolisme énergétique et la métaflammation. L’ASP dérive du système du complément et ses principaux effets sont liés à la stimulation de l’absorption des acides gras et du glucose par les adipocytes, avec comme résultat net l’entreposage accentué de lipides. L’invalidation génétique de la voie ASP–C5L2 crée un phénotype de résistance à l’obésité et d’hyperphagie, lui conférant un potentiel thérapeutique intéressant. Les travaux décrits dans cette thèse évaluent premièrement chez la souris, de manière successive, (i) les conséquences d’une stimulation aigüe par l’ASP, (ii) le métabolisme des animaux déficients en C5L2 lorsque soumis à une diète diabétogène, (iii) ainsi que la dynamique de signalisation de la voie ASP–C5L2 dans le développement de l’obésité. L’ASP agit de manière aigüe en tant qu’hormone anabolique, stimulant l’absorption de glucose dans les tissus à transport actif. De manière paradoxale, l’ASP crée aussi un état pro-inflammatoire ponctuel, stimulant la synthèse de cytokines ainsi que la migration et l’activation classique des macrophages. La délétion du récepteur C5L2 dans un modèle murin sous diète diabétogène induit des effets énergétiques contraires, poussant le développement de l’insulinorésistance et redirigeant le glucose vers le foie. Un phénotype exacerbé de métaflammation est aussi mesurable, probablement lié à la perte de la seconde fonction du récepteur C5L2, celle de la séquestration de l’anaphylatoxine C5a. Par la suite, dans un modèle d’obésité induite par la diète, le développement d’une résistance à l’ASP est démontré et semble être lié à la diminution de l’expression du récepteur C5L2. L’étude finale de cette thèse (iv) évalue la contribution clinique de l’ASP et du système du complément dans une intervention visant à moduler l’interaction entre le métabolisme énergétique et l’inflammation dans le cadre d’une chirurgie de résection hépatique. Les résultats avancés dans cette thèse permettent de mieux situer la voie ASP–C5L2 à la frontière du métabolisme énergétique et de l’immunité et de clarifier son potentiel thérapeutique. / Recent research findings have characterized adipose tissue as en endocrine organ and have shown that obesity triggers the development of low-grade inflammation, termed metaflammation. This thesis focuses on one adipokine and its receptor, acylation stimulating protein (ASP) and C5L2 receptor, and their relationship with energy metabolism and metaflammation. ASP derives from the complement system and acts on adipocytes by upregulating fatty acid and glucose absorption, resulting in a net increase in lipid storage. Mice genetically deficient in components of the ASP–C5L2 pathway are obesity-resistant but hyperphagic, suggesting that the disruption of this pathway could hold a therapeutical value. This thesis sequentially evaluates in mouse models (i) the consequences of an acute ASP stimulation, (ii) metabolism in C5L2-deficient animals treated with a diabetogenic diet, (iii) and the dynamics of the ASP–C5L2 pathway in diet-induced obesity. ASP acts acutely as an anabolic hormone, stimulating glucose absorption in tissues with active glucose transport. Paradoxically, ASP also generates an acute proinflammatory response with increased cytokine release, macrophage migration and classical activation. The disruption of C5L2 receptor in a murine model treated with a diabetogenic diet induced the opposite effects on energy metabolism, aggravating the development of insulin resistance and rerouting glucose to the liver. A more pronounced phenotype of metaflammation is also measurable in C5L2 knockout mice, probably linked to the second function of the C5L2 receptor, the sequestration of the anaphylatoxin C5a. In a model of diet-induced obesity, the proof-of-concept of ASP resistance is demonstrated and possibly linked with a reduction in C5L2 expression. The final study in this thesis (iv) evaluates the clinical contribution of ASP and the complement system in the outcome of an intervention designed to modulate the interaction between metabolism and immunity in a surgical context of hepatic resection. The results shown in the present work clarify the role and the therapeutical potential of the ASP–C5L2 pathway and describe it as a bridge between inflammation and metabolic homeostasis.

Le peptide bactérien chimiotactique fMLP active les fonctions du neutrophile dont la production de radicaux libres oxygénés, tels que l'anion superoxide (O2") essentiel à la réponse anti-microbienne. Cependant, au cours de l'inflammation, notamment chronique, ces radicaux peuvent participer au processus des lésions tissulaires, en particulier si leur production persiste. D'autre part, divers facteurs présents au foyer inflammatoire activent également les neutrophiles tout en retardant leur apoptose constitutive. L'objectif de cette étude est de caractériser les mécanismes de régulation jouant un rôle dans les réponses du neutrophile humain au fMLP, et plus particulièrement son métabolisme oxydatif dans des conditions pro-inflammatoires prolongées, favorisant sa survie.

La neuroinflammation est présente dans la vaste majorité des maladies neurologiques et est soupçonnée de contribuer de façon importante à un éventail de pathologies causées, entre autres, par une dégénérescence neuronale. Que les événements neuroinflammatoires surviennent en période développementale ou au sein du cerveau mature, plusieurs composantes de la réponse inflammatoire sont susceptibles de participer à la dégénérescence neuronale, lesquelles varient selon le contexte pathologique. Cette thèse porte sur l'identification de nouveaux acteurs potentiels contribuant aux dommages neuronaux dans différents contextes, en plus de porter une attention sur le rôle de ces acteurs en conditions physiologiques. En premier lieu, il est question de la contribution des voies dépendantes du myeloid differentiation primary response gene 88 (MyD88) - une protéine adaptative cruciale à la signalisation de la majorité des récepteurs toll-like et aux interleukines-1 et -18 - à la dégénérescence des neurones dopaminergiques des systèmes nerveux centraux et entériques. Les résultats de ces études démontrent une contribution importante de ces voies à la dégénérescence des neurones dopaminergiques du plexus myentérique, par opposition à une absence d'implication de ces mêmes voies au niveau du cerveau. De plus, nous rapportons une participation potentielle des voies dépendantes de MyD88 aux fonctions cognitives et motrices. En second lieu, la contribution de la réponse neuroinflammatoire a été examinée dans un contexte de dégénérescence neuronale induite par une lésion excitotoxique durant une période critique du développement cérébral. Les résultats de cette étude démontrent que le blocage de la neuroinflammation prévient l'apparition de signes pathologiques tels la mort neuronale ainsi que les déficits comportementaux. Cette étude identifie également une nouvelle cible thérapeutique anti-inflammatoire potentielle, soit le récepteur métabotropique du glutamate de type 5 (mGluR5) exprimé sur la microglie activée. Dans son ensemble, cette thèse présente des évidences du rôle critique de la réponse inflammatoire à la dégénérescence neuronale dans deux contextes expérimentaux pathologiques différents, en plus de mettre en évidence le potentiel des voies dépendantes de MyD88 et le mGluR5 dans le développement de stratégies thérapeutiques pour des maladies telles que le Parkinson et la schizophrénie.

L'interféron-y est une cytokine produite entre autres par les lymphocytes T effecteurs et est impliquée dans la réponse immunitaire ainsi que dans les maladies inflammatoires de type Thl. Les intégrines liant le collagène ont été récemment impliquées dans les maladies inflammatoires de type Thl. Puisque les lymphocytes T effecteurs expriment ces intégrines, nous avons émis l'hypothèse que l'adhésion des lymphocytes T au collagène peut être impliquée dans la régulation de l'expression de l'interféron-y. Nous avons déterminé que le collagène de type I, par l'intermédiaire de son récepteur, l'intégrine oc2pi, augmentait significativement l'expression et la production de l'interféron-y induite par le TCR. Des expériences d'inhibition ont démontré que les MAP kinases ERK et JNK, mais pas p38 sont nécessaires pour la production d'interféron-y et que le collagène de type I augmentait significativement l'activation de ces deux MAP kinases. Le collagène de type I augmente également l'activation de la voie PI-3 kinase/AKT qui est aussi nécessaire à l'expression de l'interféron-y. Par contre, le collagène de type IV, liant l'intégrine al pi, n'augmente pas l'expression d'interféron-y, probablement dû au fait qu'il n'augmente pas l'activation de JNK induite par le TCR. Nos résultats suggèrent que l'intégrine oc2pi exprimée chez les lymphocytes T effecteurs peut contribuer au développement des maladies Thl en augmentant l'expression de l'interféron-y. Ainsi l'intégrine a2pi pourrait être une cible thérapeutique potentielle dans le traitement des maladies inflammatoires de type Thl. / Interferon-y is a cytokine produced by Thl cells and is involved in cell-mediated immune response and Thl inflammatory diseases. Collagen binding integrins have recently been involved in the development of Thl inflammatory diseases. Since Thl cells express these integrins, we hypothesized that adhesion of T cells to collagens could be involved in regulating the expression of interferon-y. We demonstrated that collagen type I, through its receptor the integrin a2pi, augmented significantly the expression and production of interferon-y induced by the T cell receptor (TCR). Inhibition studies demonstrated that the MAP kinases ERK and JNK but not p38 were necessary for interferon-y production and that collagen type I augmented significantly the TCR-dependant activation of these two MAP kinases. Similarly, collagen type I also augmented the activation of the PI-3 kinase/AKT pathway which is also required for the expression of interferon-y. Our results indicate that the a2|31 integrin expressed on effector T cells can participate in development of Thl diseases by augmenting the expression of interferon-y through the ERK, JNK and PI-3 kinase/AKT pathways. In contrast, collagen type IV, which binds to a l (31 integrin, does not increase interferon-y expression probably because it does not increase TCR-dependant activation of JNK. Our study suggests that a2(31 integrin could contribute to Thl diseases by increasing the production of interferon-y and therefore could be a potential target in the treatment of Thl inflammatory diseases.

La réaction inflammatoire est un mécanisme de défense de l’hôte, toutefois, dans certaines circonstances, il arrive que cette réaction se retourne contre l’organisme. Il est donc important de comprendre l’origine de ce problème afin d’y trouver des solutions. Une étape majeure de la réaction inflammatoire est la migration des leucocytes du sang vers la région affectée. De ces cellules, le neutrophile est le premier à se rendre au site inflammatoire. Outre son rôle de défense de première ligne, le neutrophile a également la capacité de libérer divers médiateurs qui lui permettent d’orchestrer la réponse immunitaire. Le neutrophile est un réservoir majeur de protéines S100A8, S100A9 et S100A12. Depuis une vingtaine d’années, ces protéines ne cessent d’être associées à diverses pathologies infectieuses ou inflammatoires. Elles sont en effet détectées à de fortes concentrations dans le sérum de patients atteints d’arthrites, de maladies inflammatoires de l’intestin, de tuberculose, etc. Elles sont au demeurant des marqueurs sensibles de l’activité de ces maladies. Des études indiquent que ces protéines sont sécrétées dans des conditions inflammatoires et qu’elles exercent dans le milieu extracellulaire des fonctions pro-inflammatoires. Plus particulièrement, elles sont associées à la migration des leucocytes. Toutefois, les mécanismes d’action précis de ces protéines restent à élucider. Dans ces travaux de thèse, nous nous sommes intéressés aux rôles des protéines S100 dans la migration transendothéliale et tissulaire des neutrophiles. Nous avons observé que l’ajout de la protéine S100A9, dans des modèles in vitro, favorise l’adhésion des neutrophiles d’une part à l’endothélium et d’autre part à la fibronectine par l’activation des intégrines β2 et favorise ainsi la migration de ces cellules au site inflammatoire. S100A9 joue donc un rôle d’amplificateur de la réponse inflammatoire. Ces travaux nous aident à mieux comprendre le rôle des protéines S100 dans l’inflammation et plus particulièrement dans la migration des neutrophiles. Ces protéines constituant des cibles thérapeutiques potentielles, il est donc important de détailler leurs rôles dans le contexte inflammatoire. / Inflammation is one of the body’s defence mechanisms. In some cases, this reaction can be detrimental to the host it is supposed to protect. It is thus important to understand the origin of such reactions in order to find solutions. A key step of inflammatory reactions is leukocyte migration from blood to the injured area. Among leukocytes, neutrophils are the first to reach the inflammatory site. In addition to their role as the body’s first line of defence, neutrophils also help orchestrate the immune response through the release of inflammatory mediators. The neutrophils are a major reservoir of S100A8, S100A9, and S100A12 proteins. In the past 20 years, these proteins have been increasingly associated with various infectious and inflammatory diseases as they were detected at high concentrations in the serum of patients suffering from arthritis, inflammatory bowel diseases and tuberculosis to name a few. Moreover, they were shown to be sensitive markers of these diseases’ activity. Some studies have indicated that these proteins are secreted in inflammatory conditions and that they have pro-inflammatory activities in the extracellular space. Specifically, they were associated with leukocyte migration. However, the precise mechanisms through which these proteins affect the inflammatory response remain to be elucidated. In this work, we investigated the roles of S100 proteins in neutrophil transendothelial and tissue migration. We observed that S100A9 protein increased neutrophil adhesion to the endothelium and fibronectin by activating β2 integrins which led to the stimulation of cell migration to the inflammatory site in in vitro models. This work provided insight on the roles of S100 proteins in inflammation and more specifically in neutrophil migration. As these proteins represent potential therapeutic targets, it remains important to further understand their roles in inflammatory conditions.

La prééclampsie (PE), une complication de la grossesse caractérisée par la présence d’hypertension et de protéinurie, est associée à une mortalité et une morbidité maternelle et néonatale significatives à travers le monde. Les études récentes suggèrent que les femmes ayant souffert de PE ont également un risque accru de maladies cardiovasculaires (MCV) à long terme et que le lien entre ces deux entités pourrait possiblement être expliqué via le syndrome métabolique (SM). Comme l’inflammation semble être un élément majeur impliqué tant au niveau de la PE qu’au niveau du SM et des MCV, nos travaux de recherche visaient à investiguer l’association potentielle entre des variations génétiques de gènes candidats impliqués dans le processus inflammatoire et le risque de PE chez 307 femmes ayant souffert de PE et 603 témoins appariés. À cet égard, nous avons donc analysé des polymorphismes connus des gènes de l’interleukine-1α (IL-1α; 4845G> T), de l’interleukine-6 (IL-6; -174C> G), de l’interleukine-10 (IL-10; -1082A> G, -2849G> A), de TNF-α (TNF-α; -308G> A, -857C> T) et des récepteurs de TNF-α (TNFRІ 36A> G, TNFRІІ 676T> G). Nos résultats suggèrent la présence d’un « effet-dose » de la combinaison de gènes impliqués dans le processus inflammatoire sur le risque de PE. / Preeclampsia (PE), a pregnancy complication characterized by increased blood pressure and proteinuria, is associated with significant maternal and neonatal mortality and morbidity worldwide. Recent studies suggest that women who suffered from PE are at increased risk of long term cardiovascular diseases (CVD) and that the link between these two entities could be explained by the metabolic syndrome (MS). As inflammation appears to be a major element involved as much in PE than in MS and CVD, our research aimed to investigate the potential association between genetic variations in candidate genes involved in the inflammatory process and PE risk in a study sample that included 307 women who suffered from PE and 603 matched controls. In this regard, we analysed known polymorphisms of interleukin-1α (IL-1α; 4845G> T), interleukin-6 (IL-6; -174C> G), interleukin-10 (IL-10; -1082A> G, -2849G> A), TNF-α (TNF-α; -308G> A, -857C> T) and TNF-α receptors (TNFRІ 36A> G, TNFRІІ 676T> G) genes. Our results suggest the presence of a dose-effect of the combination of genes involved in the inflammatory process on the risk of PE.

Dans plusieurs conditions chroniques, l' inflammation systémique coexiste avec l'atrophie Inusculaire. La myostatine est une protéine anti-anabolique qu ' on croit pouvoir être responsable du développement de l' atrophie musculaire. II exi ste des preuves indirectes liant les mécanismes inflammatoires à la régulation de l' expression et l'activité de la myostatine. Dans ces travaux, un 1i en direct entre l' inflamlnation et la production de myostatine dans les myotubes L6 a été démontré. L' administration de LPS au milieu de culture des myotubes a mené à ges augmentions des niveaux de Inyostatine qui étaient dépendants de la dose et de la période d' étude. La coincubation du LPS avec un inhibiteur du ±tumor necrosis factor¿ (TNF) a bloqué l' augmentation des niveaux de la myostatine. Cependant, la stimulation des myotubes directement avec TNF n' a pas produit d' auglnentation similaire en Inyostatine. Par ail1eurs, aucun changelnent n' a été observe dans l' activité de la voie de l' ubiquitine-protéasolne ou dans le niveau de différentiation des Inyotubes suggérant que l'activité de la Inyostatine ne soit pas Inodiftée dans ces conditions expérilnentales. Finalelnent, lesmyotubes stimulés avec le LPS ont Inontré une augmentation de l' activité de la voie de l' insulin-Iike growth factor - Akt - 'mamlnalian target of rapamycin (lGF-Akt-mTOR), silnilaire a celui qui a été observé chez les patients ayant une MPOC et une atrophie musculaire. Ces résultats démontrent que le LPS peut réguler le niveau de Inyostatine si TNF est biologiquement actif. De plus, les données recueillies à partir de ce Inodèle sont sinlilaires à ceux observés dans certains modèles in vivo, suggérant que l' inflamlnation et la myostatine aient un rôle à jouer dans le développement de l' atroph ie musculaire dans certaines conditions pathologiques hUlnaines. Ces résultats soulèvent des questions intéressantes qui demanderont à être investiguées.

La sténose aortique (SA) est une maladie s'apparentant à l'athérosclérose caractérisée par la présence de lipoprotéines à l'intérieur de la valve, d'inflammation chronique, de remodelage et de calcification de la valve aortique. La SA est la première cause de remplacement valvulaire en Amérique du Nord et en Europe et il s'agit de la troisième maladie cardiovasculaire en importance après la maladie coronarienne et l'hypertension. Le seul traitement pour la SA sévère demeure le remplacement de la valve aortique. L'infiltration de lipoprotéines dans la valve aortique entraîne l'oxydation de ces lipoprotéines, qui sont alors à l'origine de la formation de cellules spumeuses et des processus d'inflammation chronique, de remodelage et de calcification. Les lipoprotéines, particulièrement des LDL oxydées (ox-LDL), peuvent être mesuré dans le plasma sanguin et ces ox-LDL sont en lien avec le remodelage de la valve et pourraient être un marqueur de ce processus dans la SA.

L'alvéolite allergique extrinsèque (AAE) est une maladie pulmonaire inflammatoire causée par l'inhalation répétée d'antigènes environnementaux. L'AAE se caractérise par une réponse immune exacerbée et une infiltration de lymphocytes dans les poumons. Seulement un faible pourcentage des individus exposés va développer la forme active de la maladie. Le rôle des cellules dendritiques (CD) dans le développement de cette maladie et dans la tolérance aux antigènes responsables est mal connu. Le but de cette étude était de vérifier si les fonctions des CD étaient altérées chez les sujets asymptomatiques. Pour ce faire, des souris ont été traitées pendant 12 semaines avec un agent responsable de l'AAE, Saccharopolyspora rectivirgula (SR), et les CD ont été isolées et caractérisées. Cette étude a permis de déterminer que les CD de souris exposées au SR étaient faiblement matures, n'induisaient pas la prolifération des lymphocytes T, exprimaient activement l'indoléamine 2,3-dioxygénase (IDO) et exprimaient moins de Toll-like receptors (TLRs), des caractéristiques reliées à l'induction de la tolérance. Les CD pourraient donc avoir un rôle important dans le phénomène de tolérance observé chez les sujets exposés asymptomatiques.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019 / Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de mortalité en insuffisance rénale chronique (IRC). De nombreuses études ont démontré des associations entre la rigidité aortique, un facteur de risque cardiovasculaire non traditionnel, et un risque élevé de mortalité en IRC. Traditionnellement, la rigidité aortique a toujours été considérée comme une maladie vasculaire d’origine non inflammatoire. Cependant, récemment, dans un modèle animal en IRC avec des calcifications vasculaires, nous avons observé une augmentation de l’expression de l’interleukine-1β (IL-1β), de l’interleukine-6 (IL-6) et du facteur de nécrose tumoral (TNF) dans les calcifications vasculaires de l’aorte. Or, nous proposons que l’inflammation joue un rôle clé dans la physiopathologie de la rigidité aortique en IRC. Les objectifs de ce mémoire sont 1) d’examiner l’impact de l’IL-1β, de l’IL-6 et du TNF sur la rigidité aortique chez des patients en IRC en dialyse, 2) d’évaluer l’effet de l’activation du système immunitaire sur l’évolution de la rigidité aortique après une greffe rénale (KTx) et 3) d’examiner l’impact de l’angiopoïétine-like-2 (ANGPTL2), un nouveau marqueur biologique de vieillissement vasculaire, sur la rigidité aortique après une greffe rénale. D’après nos travaux, l’activation du système immunitaire semble jouer un rôle clé dans la physiologie de la rigidité aortique. Plus spécifiquement, l’IL-6, une cytokine proinflammatoire, est associée à la rigidité aortique chez des patients en dialyse. Par ailleurs, des taux élevés d’IL-6 trois mois après la greffe rénale prédisent une évolution défavorable de la rigidité aortique, suggérant que l’IL-6 est possiblement impliqué dans le remodelage vasculaire des patients greffés. Finalement, l’ANGPTL2 est associé à la rigidité aortique et à la mortalité chez des patients greffés, suggérant que l’ANGPTL2 est impliqué dans le développement des maladies cardiovasculaires en IRC. Ces travaux suggèrent que l’inflammation est potentiellement une cible thérapeutique pour réduire la rigidité aortique menant à la mortalité cardiovasculaire en IRC. / Cardiovascular disease (CVD) is the leading cause of mortality in patients with chronic kidney disease (CKD). Studies have shown an association between aortic stiffness, a nontraditional risk factor, and high mortality rate in CKD patients. Aortic stiffness has always been considered as a non-inflammatory vascular disease. However, recently, using a CKD animal model with pure medial vascular calcification, we have shown an increase expression of interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6) and tumour necrosis factor (TNF) in calcified aortic wall. Therefore, we hypothesized that inflammation might be involved in the physiopathology of aortic stiffness in CKD patients. The aims of this master are 1) to study the impact of IL-1β, IL-6 and TNF on aortic stiffness in CKD patients undergoing dialysis, 2) to examine the effect of the activation of the immune system on the evolution of aortic stiffness after a kidney transplantation (KTx) and 3) to evaluate the impact of angiopoietin-like-2 (ANGPTL2), a novel inflammatory biomarker of vascular aging, on aortic stiffness after KTx. According to our results, the activation of the immune system seems to play a key role in the physiopathology of aortic stiffness. Indeed, IL-6, a pro-inflammatory cytokine, is associated with aortic stiffness in CKD patients undergoing dialysis. Also, increase levels of IL-6 three months after KTx is associated with an unfavourable evolution of aortic stiffness after KTx, suggesting that IL-6 is involved in arterial walls remodeling in kidney transplant recipients. In addition, ANGPTL2 is associated with aortic stiffness and mortality in kidney transplant recipients, suggesting that ANGPTL2 may play a biological role in CKD-related-CVD. Our results suggest that inflammation may represent a novel therapeutic target of CKD-related-CVD.