Les cellules NK sont des lymphocytes ayant un rôle majeur dans les réponses immunes innées, particulièrement contre les cellules tumorales ou infectées par un agent pathogène. L'activation des cellules NK déclenche leur cytotoxicité cellulaire et/ou sécrétion de cytokines, telle que l'IFN-gamma. L'activité des cellules NK est régulée par une variété de facteurs intrinsèques et extrinsèques qui assurent leur tolérance et efficacité. L'analyse de la signalisation NK permettrait de démontrer leur potentiel clinique. Parmi les protéines impliquées dans la signalisation NK, les protéines adaptatrices ont été très peu analysées. Dans ce projet, je décris les adaptateurs Dok-1/Dok-2 (Downstream of kinase), lesquels sont fortement exprimés dans des cellules hématopoïétiques, notamment dans le lignage myéloïde et les cellules NK. La structure de Dok-1 et Dok-2 est pourvue de différents domaines d'interaction protéine-protéine leur permettant de recruter différentes molécules de signalisation intracellulaire. Au cours de mon travail de thèse, je démontre que Dok-1 et Dok-2 sont phosphorylées sur tyrosine suite à l'activation des NK. La surexpression de Dok-1/Dok-2 dans les cellules NK induit un frein à leur activation déclenchée par des récepteurs activateurs. En revanche, l'invalidation d'expression de Dok1 et Dok2 chez la souris entraine un défaut de développement/maturation NK, mais également une augmentation de leur sécrétion d'IFN-gamma induite par l'engagement de récepteurs activateurs. Ces résultats dévoilent ainsi que Dok-l et Dok-2 sont impliquées dans une boucle de rétrocontrôle négatif en aval des récepteurs activateurs des cellules NK chez l'homme et chez la souris. / NK cells are an important component of innate immunity by virtue of their ability to recognize microbe-infected, transformed (tumors) and allogenic cells, while sparing most autologous healthy cell. NK cell activation can elicit two different effector functions: cytotoxicity of target cell and/or secretion of a large array of cytokines and chemokines. NK cell activation is regulated by intrinsic and extrinsic mechanisms that ensure NK tolerance and efficacy. Determining signaling events downstream of the NK receptors is in this line of establishing the clinical potential of NK cells. Among the proteins involved in NK signaling, the adaptor molecules are poorly understood. Here, I described two Downstream of tyrosine kinase (Dok) adaptors: Dok-1 and Dok-2; these two proteins are mainly expressed in hematopoietic cells, especially in myeloid lineage and NK cells. Dok-1 and Dok-2 adaptors contain a variety of protein-protein interaction motifs enabling them to recruit various intracellular signaling molecules. During my PhD work, I demonstrate that the cytoplasmic signaling molecules Dok1 and Dok2 are tyrosine phosphorylated upon NK cell activation. Overexpression of Dok proteins in human NK cells reduces cell activation induced by NK cell activating receptors. Dok1 and Dok2 gene ablation in mice induces an NK cell developmental/maturation defect and leads to increased IFN-gamma production induced by activating receptors. Taken together, these results reveal that Dok-1 and Dok-2 adaptors are involved in an intrinsic negative feedback loop downstream of NK cell activating receptors in mouse and human.

La leptospirose est une zoonose causée par les bactéries du genre Leptospira. Elle touche près de 1 million d'individus par an dans le monde entier et sévit à l'état endémique dans les pays au climat tropical tel que La Réunion. Les manifestations habituelles sont variables d'un individu à l'autre et englobent une simple fièvre jusqu'aux défaillances poly-viscérales avec mortalité dans 5 à 10% des cas. Sa physiopathologie est encore mal comprise, en particulier la part que joue une réponse immunitaire inappropriée dans la genèse des manifestations graves qui surviennent en quelques heures, et avant la mise en place d'une réponse immunitaire adaptative propre à éliminer le microorganisme. Si l'échappement de la bactérie au système du complément est bien documenté, le rôle des acteurs cellulaires du système immunitaire inné reste à étayer. Notre étude avait donc pour objectif d'explorer l'immunopathologie de la leptospirose humaine dans la phase initiale de l’infection. Notre méthodologie s'est appuyée principalement sur des analyses quantitatives et qualitatives des acteurs cellulaires du système immunitaire inné à partir de prélèvements sanguins en phase précoce de la maladie, et comparaison avec la phase de convalescence et des sujets contrôles. Dans un premier temps nous avons montré qu'une population particulière de lymphocytes T impliquée dans la réponse immune innée, les lymphocytes Tγδ, avaient un taux abaissé et que cette baisse était corrélée à la charge bactérienne ainsi qu'à l’intensité de l'atteinte hépatique classiquement retrouvée lors de la leptospirose. Dans un deuxième temps, nous avons analysé les polynucléaires neutrophiles circulants dont le taux augmente d’autant plus que la maladie est sévère, mais sans pour autant présenter de modification de certains marqueurs d’activation ou de recrutement tissulaire (CD15, CD11b, CD182). Une des principales chimiokines des neutrophiles, l'interleukine 8, était à taux peu élevés. Les derniers travaux concernent les principales formes solubles issues des molécules membranaires impliquées dans le processus de recrutement/diapédèse leucocytaire. Nous retrouvons de manière isolée une forte élévation des formes solubles d'E-sélectine et ICAM-1 qui sont notamment exprimées par les cellules endothéliales. Ces augmentations n'étaient pas corrélées aux marqueurs de gravité de la maladie. La signification biologique de cette élévation n’est pas encore connue lors de la leptospirose. L'ensemble de nos données permet d’apporter des informations nouvelles sur des acteurs du système immunitaire inné présents dans le compartiment vasculaire lors de la leptospirose humaine. Cette réponse immunitaire semble inadaptée pour permettre une clairance du pathogène au stade de dissémination hématogène. / Leptospirosis is a bacterial zoonosis caused by Leptospira and affecting 1 million people each year worldwide and mainly in tropical areas such as Reunion Island. Usual presentations encompass flu-like syndrome to multiorgan failure with mortality rate between 5 to 10%. To date, pathophysiology in humans is poorly understood, notably the capacity of innateimmunity to mount a robust response to clear pathogen or to induce tissue damages and contributing to disease severity. Our study aimed at assessing the role of innate immune cells and molecules within the first days of leptospiral infection.Using blood samples, we performed quantitative and qualitative assessment of circulating innate immune cells from leptospirosis cases and healthy controls. The first study explored the levels of gamma-delta T-cells (γδT-cells), a subset of unconventional T cells with innate immune functions. Gamma-delta T cells were found deeply decreased and levels wereinversely correlated to bacterial burden and liver damage. The second study focused on membrane bound receptors indicative of activation and tissue migration ability of neutrophil polymorphonuclear cells: CD15, CD11b, and CD182. Although neutrophil rates were high in leptospirosis cases, the levels of studied receptors were either lower (CD15) or identical to healthy controls (CD11b, CD182). In addition, only low levels of interleukin-8, a key chemokine for neutrophils, was detected in patients. Lastly, we ascertained the plasmatic levels of several shed cell adhesion molecules notably expressed by endothelial cells. The levels of soluble E-selectin and ICAM-1 were significantly increased compared to controls, while P-selectin level was lower. We did not find any correlation with disease severity or organ failure. This finding indicates that endothelial cell may be activated but further experiments are warranted to explain the functional impact of our findings. Altogether, our results add to the field of knowledge of leptospirosis pathophysiology, and in particular the implication of key innate immune cells at the stage of plasmatic bacterial dissemination. Our findings will support the view that there is an inappropriate immune response to Leptospira.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes sont les productrices majeures d’IFN de type I dans l’organisme humain. Durant les infections virales chroniques, telles que l’infection par le Virus de l’Hépatite C, les pDCs sont fonctionnellement altérées. L’efficacité dans plus de 50% des cas du traitement par IFN-α, utilisé jusqu’à récemment, suggère que la modulation de la fonction des pDCs serait une cible intéressante pour le traitement HCV. Les pDCs reconnaissent l’ARN du HCV par les récepteurs Toll-like, et disposent de plus d’un set de récepteurs dits régulateurs qui régulent la production d’IFN-I. L’activation de ces RR inhibe la production d’IFN-I par les pDCs stimulées par les agonistes de TLR7/9. Nous montrons ici que la glycoprotéine d’enveloppe E2 du HCV est un nouveau ligand des RR BDCA2 et DCIR des pDCs, et que cette liaison est responsable de l’inhibition d’IFN-I via l’activation de la voie de signalisation BCR-like. Nous avons ensuite voulu restaurer la production d’IFN-I dans les pDCs en ciblant les kinases décrites de la voie BCR-like, Syk et Mek. En inhibant Syk, l’IFN-I n’a été que partiellement restauré par les concentrations subliminales de l’inhibiteur; les concentrations élevées de cet inhibiteur ont bloqué la production d’IFN-I, suggérant l’implication de Syk dans la voie TLR7/9 comme montré pour l’activation des TLR dans les macrophages. En inhibant MEK, la restauration d’IFN-I est efficace. Les mécanismes de cette restauration sont explorés. Le ciblage pharmacologique de la signalisation BCR-like constituerait une nouvelle approche intéressante pour étudier les mécanismes de modulation de l’activation des pDCs dans les conditions physiopathologiques. / Plasmacytoid dendritic cells are major producers of type I IFN in human organism. During chronic viral infections, such as Hepatitis C Virus infection, pDCs are functionally impaired. More than 50% efficiency of IFN-α treatment, until recently used, suggested that modulation of pDC function could be an important target for HCV treatment. pDCs recognize HCV RNA by Toll-like receptors, and dispose of a set of so-called regulatory receptors that regulate IFN-I production. Crosslinking of these RR such as BDCA-2 and ILT7 has been shown to inhibit IFN-I production by pDCs stimulated with TLR7/9 agonists. In this work we show that HCV envelope glycoprotein E2 is a novel ligand of pDC RR, BDCA-2 and DCIR, and that this binding is responsible for IFN-I inhibition via the activation of the BCR-like pathway. Then we assayed to restore IFN-I in pDCs with crosslinked RR by targeting well-known kinases of BCR-like pathway, Syk and Mek. When inhibiting Syk, IFN-I was only partially restored by subliminal concentrations of Syk inhibitor; high concentrations of Syk inhibitor effectively blocked IFN-I production, suggesting involvement of Syk in the TLR7/9 pathway as it was already demonstrated in TLR activation in macrophages. When inhibiting MEK, the restoration of type I IFN was effective. The underlying mechanisms leading to the restoration are further explored. Pharmacological targeting of BCR-like signaling may constitute an attractive new approach to study mechanisms of modulation of pDC activation in pathophysiological conditions.

Dans les patients infectés par HBV, les thérapies avec les analogues de nucléos(t)ides (NAs) ou l'interféron α (IFNα) restent inefficaces pour éradiquer l'infection, à cause d'une forme persistante d'HBV, appelée l'ADN circulaire covalent clos (ADNccc), organisé comme un mini-chromosome. Notre but a été de revisiter l'activité anti-HBV d'un panel de cytokines in vitro en utilisant des hépatocytes non transformés, afin d'identifier de nouvelles options immunothérapeutiques. Parmi toutes les molécules testées, l'IFNβ, l'IFNγ, les IFNλ, le TNFα, l'IL-6, l'IL-1β et le ténofovir (ce dernier utilisé comme contrôle positif) ont montré un effet suppresseur sur la réplication d'HBV aussi fort et parfois plus fort que l'IFNα. La cytokine ayant l'effet le plus élevé sur l'ADN total d'HBV (EC50 ≈ 25 pg/mL), sans cytotoxicité, était l'interleukine-1β (IL-1β), qui est naturellement produite par les cellules de Kupffer (KC), les macrophages du foie. De façon importante, les ARNs totaux d'HBV et l'antigène sécrété HBeAg, mais pas HBsAg, ni l'ADNccc, sont fortement diminués par l'IL-1β. Nous avons donc émis l'hypothèse selon laquelle des promoteurs viraux spécifiques su l'ADNccc pourraient être inhibés, même si l'ADNccc n'est pas dégradé. Ensuite, nous avons étudié le mécanisme de l'activité antivirale de l'IL-1β. Nous avons montré que tous les promoteurs d'HBV sembleraient être inhibés par l'IL-1β. En parallèle, nous avons vérifié que l'IL-1β pouvait activer le promoteur de NF-κB, dont la fonction de transcription a été confirmée. Grâce à cette étude, l'IL-1β a été montré comme ayant un effet antiviral très efficace contre HBV in vitro, par l'intermédiaire de la fixation de NF-κB sur l'ADNccc / In HBV-infected patients, therapies with nucleos(t)ide analogues (NAs) or interferon α (IFNα) remain ineffective in eradicating the infection, because of a persistent form of HBV DNA, namely the covalently closed circular DNA (cccDNA), which is organized as a minichromosome. Our aim was to revisit the anti-HBV activity of a panel of IFNs and pro-inflammatory cytokines in vitro using nontransformed cultured hepatocytes of HBV infection, to identify new immunotherapeutic options. Amongst all molecules tested, IFNβ, IFNγ, IFNλ, TNFα, IL-6, IL-1β and tenofovir showed a suppressive effect on HBV replication at least as strong as, but sometimes stronger than IFNα. The cytokine showing the highest effect on intracellular total HBV DNA without any cytotoxicity, was interleukin-1β (IL-1β), which is naturally produced by Kupffer cells (KC), representing the macrophages of the liver. Importantly, total HBV RNAs and secreted HBeAg, but nor HBsAg, neither cccDNA, were strongly decreased. Thus, we hypothesized that even if cccDNA was not degraded, specific viral promoters on cccDNA could be silenced. Then, we investigated the mechanism of IL-1β antiviral activity. We have shown that all HBV promoters were early inhibited by IL-1β. In the meantime, we have verified that IL-1β can induce nuclear Translocation and expression of NF-κB. We also checked NF-κB functionality. Thanks to this study, IL-1β has been found to have very potent antiviral effect against HBV in vitro, through the binding of NF-κB on cccDNA

La voie des RLR (RIG-I like Receptors) joue un rôle essentiel dans la détection des virus à ARN, déclenchant une réponse immunitaire antivirale grâce au recrutement de la protéine adaptatrice mitochondriale MAVS (Mitochondrial AntiViral Signaling protein). Nous avons mis en évidence que les souris déficientes pour la protéine MAVS (MAVS KO) présentaient un phénotype proallergénique dans un modèle d'inflammation stérile d'hypersensibilité retardée de contact (HSRC) qui reproduit la dermatite allergique de contact (DAC) chez l'homme. Nous avons caractérisé le système immunitaire des souris MAVS KO en condition d'équilibre et durant la réponse d'HSRC. Nous avons identifié un rôle du microbiote intestinal des souris MAVS KO dans l'exacerbation de réponse d'HSRC et mis en évidence une dysbiose du microbiote bactérien. Nous avons démontré que la dysbiose était responsable du phénotype inflammatoire observé, phénotype transmissible à des souris sauvages par des expériences de cohébergement et de transplantation fécale. Cette dysbiose induit une augmentation de la perméabilité intestinale chez les souris MAVS KO lors de la réponse d'HSRC, aboutissant à une translocation bactérienne dans les organes lymphoïdes et à la modulation des réponses immunitaires à l'origine de l'exacerbation de réponse d'hypersensibilité. La 2ème partie de ma thèse vise à étudier les conséquences de la déficience en MAVS sur le métabolisme glucidique. Nos expériences ont démontré que les souris MAVS KO développaient une surcharge pondérale et une insulino-résistance sous régime riche en lipides et sucrose, dépendants de la dysbiose intestinale. Au niveau cellulaire, une altération des interactions aux points de contact entre la mitochondrie et le réticulum endoplasmique a été observée. Nos résultats permettent d'envisager le développement de nouvelles approches thérapeutiques des pathologies allergiques et métaboliques humaines par la modulation du microbiote intestinal / RIG-I like receptors (RLRs) play a major role in response to cytosolic viral RNAs by initiating an antiviral immune response through the recruitment of the mitochondrial adaptor protein MAVS (Mitochondrial AntiViral Signaling protein). We showed that MAVS-deficient mice developed an exacerbated response in a sterile inflammatory model of Contact Hypersensitivity (CHS), that reproduces the pathophysiology of allergic contact dermatitis (ACD) in human. We characterized the immune system of MAVS KO mice at steady state and during CHS response. We found that MAVS deficiency leads to changes in the gut bacterial composition suggesting an unexpected role of the RLR pathway in the regulation of intestinal homeostasis. We demonstrated that intestinal dysbiosis is responsible for the increased CHS response, and showed that the inflammatory phenotype of MAVS KO mice can be transferred to WT mice by cohousing and fecal transplantation. We demonstrated that the dysbiotic gut microbiota exerts its effect due to an increased intestinal permeability during DTH sensitization. The ensuing bacterial translocation within lymphoid organs enhances characteristic cytokines production that increases CHS response. The 2nd part of my thesis aimed to study the consequences of MAVS deficiency on glucose metabolism. Our experiments showed that MAVS KO mice exhibit disorders of glucose homeostasis during high fat diet (HFD) associated with the development of overweight and insulin resistance. We also observed alterations of MAM (Mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes), contact poins between mitochondria and endoplasmic reticulum. Recent preliminary data suggested that the metabolic disorders associated with MAVS deficiency are due to intestinal dysbiosis. Our results highlight a new role for the RLR pathway and allow to consider the development of new therapeutic approaches to human allergic and metabolic diseases by modulation of the intestinal microbiota

Le but de ce travail a été d’étudier l’implication de la réponse immunitaire innée au cours du lupus érythémateux systémique (LES) et de la polyarthrite rhumatoïde (PR). Dans le LES humain, nous montrons que les plaquettes sont activées par les complexes immuns circulants (CICs) et que le CD154 dérivé des plaquettes activées participe avec les CICs à la sécrétion aberrante par les cellules dendritiques d’interféron alpha, cytokine fondamentale dans la physiopathologie du LES. Dans deux modèles murins nous démontrons qu’inhiber l’activation plaquettaire améliore significativement les paramètres lupiques et la survie suggérant que l’activation plaquettaire pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique. Les cytokines inflammatoires tiennent un rôle central dans la physiopathologie de la PR mais les déterminants de leur production restent mal connus. Des polymorphismes du facteur de transcription interferon regulatory factor 5 (IRF5) sont associés au risque de développer une PR. Dans un modèle murin, nous montrons que l’inactivation du gène codant pour IRF5 améliore la maladie. IRF5 étant impliqué dans la signalisation des TLRs, nous mettons alors en évidence in vivo que l’inactivation des voies de signalisation des Toll-like récepteurs (TLRs) TLR3 et TLR7, récepteurs pour les ARN, améliore la maladie. Nous démontrons in vitro un effet synergique dépendant d’IRF5 de ces TLRs pour la production de cytokines inflammatoires. Enfin les souris invalidées pour la signalisation combinée des TLR3 et TLR7 sont spectaculairement épargnées par la maladie suggérant ainsi un rôle clé pour les ligands ARN endogènes dans la pathogénie de la PR. Ces données démontrent l’importance des mécanismes immunitaires innés dans la physiopathologie des maladies auto-immunes systémiques, apportant ainsi de nouvelles voies de recherche thérapeutiques. / The aim of the present sudy was to investigate the involvement of the innate immune system in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus (SLE) and rheumatoid arthritis (RA), two models of systemic autoimmune diseases. We show that in SLE patients, platelets are activated by circulating immune complexes. Activated platelet derived CD154 enhances interferon alpha production by immune complex-stimulated dendritic cells in a CD154/CD40 dependent manner. In lupus prone mice, we show that targeting platelet activation improves all measures of disease and overall survival suggesting that this process may provide a new therapeutic target. Proinflammatory cytokines play a central role in the pathogenesis of RA. Gain-of-function polymorphisms in the transcription factor interferon regulatory factor 5 (IRF5) are associated with an increased of developping RA. We now show that IRF5 deficiency substantially reduces disease in a mouse model of RA. As IRF5 participates in TLR signaling, we evaluated TLR requirements in this model and found a significant réduction in disease severity in mice deficient in signaling through the RNA-sensing TLR3 and TLR7. In vitro studies show that TLR3 and TLR7 synergize for proinflammatory cytokine production and that this synergy is markedly diminished in the absence of IRF5. Notably, mice with combined deficiency of TLR3 and TLR7 signaling developed minimal disease indicating an important role for endogenous RNA ligands in disease pathogenesis. Our results bring new elements in the comprehension of the role of innate immunity in the pathogenesis of systemic autoimmune diseases and provide new therapeutic targets.

Le SDRPv est responsable de pertes économiques mondiales et son contrôle est un enjeu majeur pour la production porcine. La vaccination, principale mesure de contrôle, ne permet pas d'éradiquer l'infection et confère seulement une protection partielle de l'hôte. Ce manque d'efficacité est principalement due à grande variabilité de virulence des souches du SDRPv, induisant des dynamiques intra-hôte très variables. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les interactions entre le virus et la réponse immunitaire, dans l'optique d'améliorer le contrôle de cette maladie. Pour cela, une approche de modélisation dynamique et déterministe a été choisie. Nous avons développé un modèle immunitaire original qui consiste en une représentation intégrative de la dynamique intra-hôte. Il décrit les mécanismes immunitaires à l'échelle inter-cellulaire, incluant la réponse innée, l'activation et l'orientation de la réponse adaptative, ainsi que leurs régulations complexes par les principales cytokines. Nos premiers résultats montrent que des durées d'infection similaires mais associées à des dynamiques immunitaires contrastées s'expliquent par la prise en compte des mécanismes immunitaires impactés par la virulence. Cela apporte de nouvelles pistes pour expliquer les incohérences apparentes entre résultats expérimentaux. Nous avons ensuite montré que l'exposition, dont l'effet est souvent négligé, a un impact sur la dynamique intra-hôte qui varie en fonction de la virulence. Finalement, nous avons exploré la dynamique intra-hôte induite par l'infection d'animaux vaccinés, ouvrant des pistes pour améliorer l'efficacité des vaccins. Cette thèse apporte également de nouvelles pistes pour guider les approches futures, aussi bien expérimentales que par modélisation, ainsi que des perspectives prometteuses pour le contrôle du SDRPv à l'échelle du troupeau. / PRRSv is responsible for significant worldwide production losses and its control is a major challenge for the swine industry. Vaccination, the main control measure, does not allow to eradicate the infection and only confers a partial protection to the host. This lack of efficiency is mainly due to the strong variability in PRRSv strain virulence, which induces highly variable within-host dynamics. This thesis aims at better understanding the interactions between the virus and the immune response in order to improve PRRSv control. To tackle this issue, a dynamic and deterministic modelling approach was chosen. We developed an original immunological model consisting in an integrative representation of the within-host dynamics. It describes the immune mechanisms at the between-cell scale, including the innate response, the activation and orientation of the adaptive response and their complex regulations by the major cytokines. Our first results show that similar infection durations associated with contrasted immune dynamics are explained by the consideration of the immune mechanisms affected by the strain virulence. They provide new insights to explain apparent inconsistencies between experimental data. We then showed that the exposure, whose effect is often neglected, has an impact on the within-host dynamics, which varies depending on the virulence level. Finally, the within-host dynamics induced by the infection of a vaccinated pig was explored, providing new insights to improve vaccine efficiency. This thesis also provides new insights to guide further experimental and modelling approaches and promising prospects for PRRSv control at the herd level.

Les maladies inflammatoires intestinales (MII), maladie de Crohn (MC) et colite ulcéreuse (CU), représentent un problème de santé publique majeur en raison de leur prévalence, de leur chronicité et de l’absence de traitement curatif disponible. La physiopathologie de ces maladies implique des facteurs de prédisposition génétique, des facteurs environnementaux et une réponse anormale du système immunitaire. De par leur position à l’interface entre les facteurs environnementaux, les cellules épithéliales et les cellules de l’immunité adaptative, les cellules de l’immunité innée (phagocytes monocucléés (MNPs) et granulocytes) sont des acteurs importants dans l’initiation et le maintien de l’inflammation intestinale. Largement étudiés chez la souris, leur investigation chez l’humain restait parcellaire, souvent contradictoire dans le colon et rarement étudiée dans le ganglion mésentérique (MLN). Nous avons caractérisé par des méthodes de cytométrie de flux multi-couleurs, de cytométrie de masse (CyTOF) et de séquencage de l’ARN (total et à l’échelon de la cellule unique), les MNPs de la muqueuse colique et des ganglions mésentériques chez les patients atteints de MC et de CU. Nous avons également évalué la fonction des MNPs et des basophiles sur les réponses mémoires T CD4+ autologues tissulaires. Notre travail a mis en évidence des similitudes et des différences entre la MC et la CU, dans la distribution des MNPs et le profil de la réponse mémoire T CD4+ dans le colon et le ganglion. La sous-population de MNPs HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163- qualifiée de monocytes inflammatoires, et non les macrophages HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163+, s’accumule dans la muqueuse inflammatoire des patients atteints de MC et de CU, et promeut les réponses mémoires de type Th17 et Th17/Th1 d’une manière dépendante de l’IL-1β. La fréquence de cette population corrèle avec le score de sévérité endoscopique en MC. Cependant, la distribution des MNPs ganglionnaires diffère entre la MC et la CU. Nous montrons que, dans les ganglions des patients atteints de CU, les MNPs HLADR+SIRPα+CD14+CD64+ sont enrichis en cellules CD163+, qui incluent principalement des cellules ‘monocyte-like’ HLA-DRdim en plus de macrophages HLA-DRhi. Parmi les cellules dendritiques (DCs) HLADR+SIRPα+CD14-CD64-, les DCs plasmocytoides prédominent dans les deux MII, avec une fréquence supérieure en MC qu’en CU. Par ailleurs, l’IL-1β dans la MC et l’IL-12 dans la CU favorisent un profil pathogénique dans les lymphocytes T CD4+ (IFN-γ, TNF-α, GM-CSF, IL-6) de la muqueuse colique. Par sérendipité, nous avons aussi mis en évidence que l’IL-12 et les monocytes inflammatoires tissulaires induisent la production d’IL-8 par les lymphocytes T CD4+ mémoires de la muqueuse intestinale et des MLNs dans la CU mais pas dans la MC. Au cours de cette étude, nous avons également observé l’accumulation de basophiles, mais pas de mastocytes, dans la muqueuse colique et le MLN en MC et en CU, et montré qu’ils favorisaient également les réponses Th17 et Th17/Th1 et non Th1 dans les lymphocytes T CD4+ mémoires exprimant CCR7. En conclusion, la caractérisation des MNPs de la muqueuse intestinale et des MLNs dans les maladies inflammatoires intestinales (MII) permet de mieux appréhender la physiopathologie de la maladie, dans l’espoir d’optimiser la stratification des MII et de permettre ainsi une prise en charge thérapeutique personnalisée. / Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC), two common forms of inflammatory bowel disease (IBD), represent a major public health problem because of their prevalence, chronicity and lack of available curative treatment. The pathophysiology of these diseases involves predisposing genetic factors, environmental triggers, and a dysfunctional immune response. Innate immune cells, including mononuclear phagocytes (MNPs) and granulocytes, are important players in the initiation and maintenance of intestinal inflammation due to their position at the interface between the external environment, epithelium and adaptive immune cells. Although widely studied in mice, their investigation in humans remains fragmentary, often with contradictory findings reported in the colon, and they are rarely studied in the mesenteric lymph nodes (MLNs). MNPs from the colon and MLNs of patients with CD and UC were characterized by multi-color flow cytometry, mass cytometry (CyTOF) and RNA sequencing (bulk and single cell). The function of MNPs and basophils on autologous memory CD4+ T cell responses was also assessed. The results presented here highlight similarities and differences in the distribution of MNPs between CD and UC, and the profile of memory CD4+ T cell response in colon and MLNs. HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163- MNPs, defined as inflammatory monocytes, but not HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163+ macrophages, accumulated in the inflammatory mucosa of CD and UC patients, and promoted Th17 and Th17/Th1 memory responses in an IL-1β dependent manner. The frequency of this subpopulation correlated with endoscopic severity in CD. In contrast, the distribution of these two MNP populations in the MLNs differs between CD and UC. HLADR+SIRPα+CD14+CD64+ MNPs were enriched in CD163+ cells that predominantly included HLA-DRdim monocytes-like cells over HLA-DRhi macrophages in UC patients only. Among HLADR+SIRPα+CD14-CD64- dendritic cells (DCs), plasmocytoid DCs predominated in both UC and CD, with higher frequency in CD versus UC. IL-1β in CD and IL-12 in UC favor a pathogenic CD4+ T cell profile (IFN-γ, TNF-α, GM-CSF, IL-6 expression/production) in the colonic mucosa. It was also demonstrated that IL-12 and inflammatory tissue monocytes induced IL-8 production by memory CD4+ T cells in intestinal mucosa and MLNs of UC but not CD. In this study, it was also observed that basophils and not mast cells accumulated, in the colonic mucosa and MLNs of CD and UC patients, and favored Th17 and Th17/Th1, but not Th1, responses in CCR7+ memory CD4+ T cells. In conclusion, characterization of MNPs in the intestinal mucosa and MLNs of IBD patients contributes to a better understanding of IBD pathophysiology and opens avenues to optimize patient stratification, and thus, personalized treatment of IBD patients.

Le surpoids et l’obésité touchent plus de 1,9 milliard d’adultes à travers le monde et pourraient atteindre 3,3 milliards de personnes dans une dizaine d’année. L’obésité est associée à une inflammation tissulaire et systémique chronique de bas grade, qui contribuent à l’apparition de la résistance à l’insuline. Récemment, notre laboratoire a mis en évidence des anomalies d’une nouvelle population de lymphocytes T innés, les cellules MAIT (Mucosal Associated Invariant T) chez des patients obèses et/ou ayant un diabète de type 2 (T2D). Les cellules MAIT sont des lymphocytes T non conventionnels, qui expriment un récepteur des cellules T (TCR) avec une chaîne alpha invariante. Leur TCR reconnait la molécule d’histocompatibilité de classe 1 non classique MR1, présentant des métabolites dérivés de la voie de biosynthèse des vitamines B, notamment les vitamines B2 et B9. Dans cette étude, nous utilisons les modèles murins pour analyser le rôle des cellules MAIT dans le developpement du T2D. Au cours de l’obésité induite par un régime riche en graisse, les cellules MAIT du tissu adipeux viscéral (TA) et de l’iléon sont activées de façon précoce et anormale et produisent plus de cytokines pro-inflammatoires (i.e. IL-17, TNFa et l’IFN?). De plus, l’augmentation de la fréquence tissulaire des MAIT chez des souris Va19 transgéniques conduit à l’apparition de la résistance à l’insuline et à une intolérance au glucose, au cours de l’obésité. A l’inverse, les souris obèses déficientes en MAIT, MR1-/-, sont protégées contre ces anomalies métaboliques. Une fréquence élevée de MAIT est associée au changement de macrophages M2 (anti-inflammatoires) en M1 (inflammatoires) et à une infiltration des cellules NK et des LTaß-CD8 au niveau du TA. Par ailleurs, les MAIT contrôlent la fréquence des Treg, ILC2 et ILC3 dans l’iléon et des Treg, ILC2 et éosinophiles dans le tissu adipeux. La modification de la fréquence des ILC2 et ILC3 est associée à la production intestinale d’IL-33 et d’IL-25. De plus, nous montrons que le rôle délétère des MAIT dans le développement du T2D est associé à une dysbiose intestinale. Finalement, des expériences de transfert de flores intestinales montrent que cette dysbiose intestinale est en partie responsable des anomalies immunitaires et métaboliques. / Obesity and type 2 diabetes are associated with low-grade chronic inflammation. Immune cells are recruited and activated in several tissues, including adipose tissue, thereby contributing to insulin-resistance and diabetes. Recent studies described gut microbiota dysbiosis as a consequence as well as a driver of obesity and type 2 diabetes. Mucosaassociated invariant T cells (MAIT) are innate-like T cells expressing a semi-invariant T-cell receptor restricted by the non-classical MHC class I molecule MR1 presenting bacterial ligands. In obese/T2D patients MAIT cells in blood and adipose tissue exhibit a pro-inflammatory profile. In the present study, we show that during high fat diet-induced obesity MAIT cells produce inflammatory cytokines in adipose tissue and the ileum and induce inflammation in these tissues by modifying other immune cell populations (i.e. macrophages, CD8 Taß cells, NK cells, LTreg, eosinophils and ILC2 in the adipose tissue and ILC2, ILC3 and LTreg in the ileum). These changes impair the function of both tissues leading to insulin resistance, glucose intolerance, impaired lipid metabolism and increased gut permeability. MAIT cells also impact gut microbiota dysbiosis during obesity and microbiota transfer experiments highlight a bidirectional crosstalk between MAIT cells and the gut microbiota leading to inflammation and gut leakage. Altogether these results reveal the major role of MAIT cells in promoting the development of type 2 diabetes during obesity.

Le récepteur D de l'interleukine-17 (IL-17RD), également connu sous le nom d'expression similaire aux gènes FGF (SEF), est un membre de la famille des récepteurs de l'IL-17 et une protéine carrefour qui régule principalement négativement les voies de signalisation mitogènes, comme la voie des MAP kinases ERK1/2 et la signalisation immunitaire innée. Au vu du nombre grandissant d’évidences montrant que l'expression d’IL-17RD est régulée à la baisse dans une variété de tumeurs solides, nous et d'autres équipes avons émis l'hypothèse qu'elle pourrait exercer des fonctions de suppression de tumeur. Cependant, le rôle d’IL-17RD dans la biologie tumorale reste à étudier in vivo. Dans une première étude, en combinant l’analyse d’une cohorte longitudinale de vieillissement et d’un modèle de cancer colorectal associé à la colite, nous avons découvert qu’IL-17RD est un véritable gène suppresseur de tumeur in vivo. Nous avons constaté que la perturbation génétique d’Il17rd entraîne une augmentation de la formation de tumeurs dans les deux modèles. De manière intéressante, le développement d'une tumeur dans le modèle de cancer colorectal associé à la colite a été associé à une réponse inflammatoire exacerbée. Parce qu'il est désormais généralement admis que l'inflammation et le cancer sont liés et que nous n’avons observé aucun changement dans la prolifération et l'activation de la voie des MAP kinases ERK1/2 dans les cellules épithéliales intestinales normales ou tumorales lors de l'inactivation génétique de l'IL-17RD, nos résultats établissent l'IL-17RD comme suppresseur de tumeur qui exerce sa fonction en limitant l'étendue et la durée de l'inflammation. Nous avons en outre montré que la perte d’IL-17RD accroît les signalisations du récepteur de type Toll et de l'IL-17A dans les cellules d'adénocarcinome du côlon. Dans une deuxième étude, nous avons évalué l'étendue du potentiel régulateur d'IL-17RD dans l'inflammation. Notre étude révèle qu'IL-17RD régule non seulement l'immunité innée médiée par le TLR et l'IL-17, mais inhibe également l'immunité innée antivirale médiée par les capteurs d'acide nucléique, à savoir la signalisation induite par RIG-I. Ces résultats établissent IL-17RD comme un nouveau régulateur de la réponse immunitaire innée antivirale. En conclusion, nos études sur le rôle d'IL-17RD dans la cancérogenèse et la signalisation immunitaire innée ont établi une fonction suppresseur de tumeur liée à une inflammation accrue in vivo et ont étendu sa fonction inhibitrice à la réponse cytoplasmique antivirale. / Interleukin-17 receptor D (IL-17RD), also known as Similar expression to FGF genes (SEF) is a member of the IL-17 receptor family and a signaling hub that negatively regulates mitogenic signaling pathways, such as the ERK1/2 MAP kinase pathway, and innate immune signaling. With the growing evidence that IL-17RD expression is down-regulated in a variety of solid tumors, we and others hypothesized that it may exert tumor suppressor functions. However, the role of IL-17RD in tumor biology remained to be studied in vivo. In a first study, combining analysis of a longitudinal aging cohort and a colitisassociated colorectal cancer model, we uncovered that IL-17RD is as a bona fide tumor suppressor gene in vivo. We found that genetic disruption of Il17rd leads to increased tumor formation in both models. Interestingly, tumor development in the model of colitisassociated colorectal cancer was associated with an exacerbated inflammatory response. Because it is now generally accepted that inflammation and cancer are linked, and because no change in the proliferation and ERK1/2 MAP kinase activation of normal or tumor intestinal epithelial cells was observed upon genetic inactivation of IL-17RD, our findings establish IL-17RD as a tumor suppressor that exerts its function by limiting the extent and duration of inflammation. We further showed that depletion of IL-17RD enhances Toll-like receptor and IL-17A signaling in colon adenocarcinoma cells. In a second study, we have evaluated the extent of the regulatory potential of IL-17RD in inflammation. Our study reveals that IL-17RD not only regulates TLR and IL-17 mediated innate immunity but also inhibits antiviral innate immunity mediated by nucleic acid sensors, namely RIG-I signaling. Our findings establish IL-17RD as a new regulator of antiviral innate immune response mediated by RIG-I. Altogether, our studies on the role of IL-17RD in carcinogenesis and innate immune signaling have uncovered a tumor suppressor function linked to increased inflammation in vivo and extended its inhibitory function to the antiviral cytoplasmic response.