Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Depuis les années quatre-vingt-dix Cuba développe et commercialise des vaccins et méthodes en biotechnologies médicales dont certains sont des premières mondiales. L'île est alors encore considérée comme un pays en voie de développement et est la cible d’un embargo imposé par les États-Unis depuis plus de trente ans. Or les biotechnologies sont une science aussi coûteuse en matériel qu'en ressources humaines très spécialisées et elles sont de ce fait réservées aux pays de la sphère scientifique centrale. Ces réussites suggèrent la mise en place d'un potentiel scientifique et technique réel autant qu'elles peuvent constituer un artéfact dans un secteur moins développé ou moins pérenne qu'il n'y paraît. Quel est le vrai visage des biotechnologies cubaines au milieu des années deux-mille ? C'est à cette question que tente de répondre cette étude. Elle consiste dans un premier temps à retracer les paramètres du développement des institutions de recherche en biotechnologies dans un contexte qui connaît peu de répit depuis l'avènement de la Révolution : indicateurs socio-économiques bas, embargo, planification socialiste, isolement géopolitique, crises économiques mondiales, dissolution du bloc soviétique... Elle se poursuit avec une analyse bibliométrique permettant de donner un visage quantitatif des réalisations cubaines dans le domaine : au-delà des réalisations mises de l'avant, dans quelles revues et dans quels domaines les chercheurs cubains en biotechnologie publient-ils ? Avec quels pays collaborent-ils et par quels pays sont-ils cités ? Quelle est leur place dans le monde ? Nous exploiterons l'ensemble de ces indicateurs et de ces éléments historiques pour conclure, au tournant des années deux-mille, à l'existence d'un potentiel scientifique et technique développé mais d'une science aux ressources maigres constamment tenue de rapporter un certain capital économique aussi bien que politique. En cohérence avec la dialectique socialiste propre à l'île, les sciences cubaines, depuis 1959, ne constituent jamais une fin en soi mais restent un moyen politique et social. En 2006 elles le sont encore. Malgré leurs réalisations elles touchent aux limites de la planification et réclament leur indépendance face au politique afin d'exploiter pleinement leur potentiel, bien réel. / Since the 1990s, Cuba has developed and marketed vaccines and medical biotechnology methods of which some have been the first in the world. At that time, the island was considered a developing country and had been the target of an embargo imposed by the United States for more than thirty years, as it still is now. Yet biotechnology is a costly science both in terms of material resources and in terms of highly specialized human resources, and for this reason it is usually exclusive to the world’s leading scientific countries. These successes in Cuba thus suggest the creation of a real scientific and technical potential in country, as much as they constitute an artifact in a sector that is less developed or less established than might seem to be the case. What is the true face of Cuban biotechnologies at the turn of the millennium? This is the question that this study seeks to answer. The study first retraces the parameters of the development of Cuban research institutions in biotechnology in the context of the difficult circumstances that the country has experienced since the Revolution: low socio-economic indicators, the American embargo, socialist planning, geopolitical isolation, world economic crises, and the dissolution of the Soviet bloc. The study then presents a bibliometric analysis, which offers a quantitative vision of Cuban achievements in biotechnology. In which periodicals and in which domains have Cuban researchers in biotechnology published their results? To which countries do the researchers who have collaborated with them or cited them belong? What is their place in the world? We will use these indicators and historical elements to conclude that a developed scientific and technical potential exists in Cuba at the turn of the millennium but that the Cuban sciences remain relatively poor in resources and remain constantly pressured to yield political as well as economic capital. In accordance with the socialist dialectic proper to the island, the Cuban sciences since 1959 have never constituted an end in themselves but have been a means to achieve political and social goals. This remains the case in 2006. Despite their achievements, they remain subject to the limits of socialist planning. They require independence from political concerns in order to fully exploit their potential, which is very real

Le maintien de l'intégrité génomique est crucial pour la préservation du potentiel des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Les lésions de l'ADN dans les CSH sont associées à une capacité réduite à reconstituer l'hématopoïèse, à altérer le potentiel de différentiation et à accroître le risque de développer des tumeurs myéloïdes. Les éléments rétrotransposables (ER), se propageant dans le génome à travers un ARN intermédiaire, ont été associés à la perte d'auto-renouvellement, au vieillissement et aux dommages à l'ADN. Cependant, leur rôle dans les CSH n'avait pas été abordé. Dans cette étude, nous avons constaté que les CSH expriment des niveaux élevés d'ARNm de plusieurs ER comprenant des rétrovirus endogènes (ERV) et des L1 (LINE-1: Long Interspersed Nuclear Elements 1). Leur expression augmente avec l'irradiation. En utilisant des souris transgéniques L1-EGFP, on a montré que la rétrotransposition de L1 se produit dans les CSH in vivo. En outre, les inhibiteurs de la transcriptase inverse Efavirenz et ddC sauve à la fois les CSH des dommages persistants à l'ADN induit par l’irradiation et de la perte de prolifération in vitro. Ceci démontre que la rétrotransposition endogène joue un rôle important dans l'instabilité génomique de CSH induite par l’irradiation et dans leur perte de fonction. Nous avons précédemment montré que la thrombopoïétine (TPO), un facteur d'auto-renouvellement critique pour le CSH, limite les lésions de l'ADN induites par l’irradiation en améliorant la réparation de l'ADN. Nous avons découvert que le traitement par TPO empêche également l'expression et la mobilisation d’ER induite par l’irradiation. Nous avons aussi constaté que l’expression et la retrotransposition de L1 augmente dans les CSH provenant de souirs Mpl-/- et L1-EGFPxMpl-/-. Cela montre que la signalisation TPO in vivo est nécessaire pour restreindre l’expression et la retrotransposition d’ER dans les CSH au niveau basal et dans des conditions de stress. L'analyse transcriptomique a révélé que la TPO induit une réponse d'expression génique antivirale d'interféron (IFN) de type I dans les CSH. En utilisant des souris déficientes en STAT1/STAT2, nous démontrons que cette réponse est dépendante à la fois de STAT1 et de STAT2 et est requise pour l'inhibition de l'expression d’ER. En conclusion, cette étude montre que les ER représentent une importante source d’instabilité génomique dans les CSH. Les CSH sont capables de monter une réponse antivirale en réponse à la TPO comme un nouveau mécanisme pour limiter les dommages à l'ADN. Bien que la sécrétion constitutive d'IFN-I se produise chez des souris saines, les IFN sont produits abondamment principalement pendant les infections. Ainsi, la réponse d'expression de gène d'IFN induite par la TPO peut représenter un signal constitutif important et CSH-dédié; permettant à ces cellules de résister aux lésions de l'ADN induites par ER, tout en préservant leur capacité d'auto-renouvellement. / Maintenance of genomic integrity is crucial for the preservation of hematopoietic stem cell (HSC) potential. DNA damage in HSCs is associated with reduced ability to reconstitute hematopoiesis, altered lineage potential and accrued risk of developing myeloid malignancies. Retrotransposable elements (RE), spreading in the genome through an RNA intermediate, have been associated with loss of self-renewal, aging and DNA damage. However, their role in HSCs has not been addressed. In this study, we found that HSCs express high mRNA levels of several REs, including evolutionary recent long interspersed element-1 (L1) and endogenous retroviruses (ERV). Their expression further increases upon total body irradiation (TBI). Using L1EGFP transgenic reporter mice, we show that productive L1 retransposition occurs in HSCs in vivo. Furthermore, the reverse transcriptase inhibitors Efavirenz and ddC rescue TBI-induced both persistent DNA damage and HSC loss of proliferation in vitro. This demonstrates that endogenous retrotransposition plays an important role in TBI-induced HSC genomic instability and their loss of function. We have previously shown that thrombopoietin (TPO), a critical HSC self-renewal factor limits TBI-induced HSC DNA damage by improving DNA repair. We found that TPO treatment also prevents TBI-induced RE expression and mobilization. In addition, L1 expression and retrotransposition are increased in Mpl-/- and L1-EGFPxMpl-/- HSCs, showing that TPO signaling in vivo is required to restrain RE in HSCs, under both steady state and stress conditions. Transcriptomic analysis revealed that TPO induces an anti-viral, interferon (IFN) type-I like, gene expression response in HSCs. Using STAT1/STAT2-deficient mice, we demonstrate that this response is dependent on both STAT1 and STAT2 and is required for TPO-mediated RE expression inhibition in HSCs. Overall, this study shows that REs represent an important HSC intrinsic source of genomic instability and uncovers the ability of HSCs to mount an anti-viral innate immune state in response to TPO as a novel mechanism to minimize DNA damage. Although constitutive IFN-I secretion occurs in healthy mice, IFNs are produced abundantly mainly during infections. Thus, TPO-induced IFN gene expression response may represent an important constitutive, and HSC-dedicated, signal allowing HSCs to resist RE-induced DNA damage while preserving their self-renewal ability.

Francisella tularensis, l'agent de la tularémie, est une bactérie intracellulaire capable d'infecter un grand nombre de cellules dont les macrophages. Le système immunitaire inné cytosolique est capable de détecter la bactérie à différents stades de son cycle d'infection. Dans un premier temps, le macrophage détecte la bactérie cytosolique et produit de l'interféron de type I. Cet interféron induit l'expression de milliers de gènes. Le macrophage est ensuite capable de détecter l'ADN cytosolique de la bactérie via un récepteur spécifique AIM2. La liaison AIM2-ADN entraine la formation d'un complexe multi-protéique appelé inflammasome et se composant de AIM2-ASC-caspase-1. L'activation de ce complexe conduit à la maturation de la caspase-1. Caspase-1 permet la sécrétion de deux cytokines majeures antimicrobiennes : l'IL-1beta et l'IL-18. De plus, caspase-1 induit une mort programmée des cellules infectées appelée pyroptose. La sécrétion de cytokines et la pyroptose sont deux évènements majeurs pour lutter contre les pathogènes. Ma thèse a consisté à identifier le lien entre l'interféron et l'activation de l inflammasome AIM2 dans des macrophages infectés par la bactérie Francisella. En réalisant un crible a l'aide d'ARNs interférents, j'ai découvert que 2 protéines sont impliquées dans l'activation de cet inflammasome, les guanylate binding proteins 2 et 5 (GBP2 et GBP5). En collaboration avec l'équipe du Dr. Broz en Suisse, nous avons démontré que les GBPs étaient impliquées dans le contrôle de la réplication intracellulaire de Francisella et également dans la lyse de la bactérie permettant le relargage d'ADN et l'activation de l'inflammasome AIM2. Les GBPs sont induites par l'interféron de type I mais très majoritairement par l'interféron de type II (IFN- gamma). Nous avons mis en évidence que le contrôle de la réplication bactérienne est GB dépendant et inflammasome-dépendant en absence d'IFN- gamma mais qu'il devient totalement GB dépendant et inflammasome-indépendant dans des macrophages pré-stimulés avec de l'IFN- gamma. De plus, la mort des macrophages pré-stimulés avec de l'IFN- gamma et infectés par Francisella est également GBP-dépendante et inflammasome-indépendante. En prenant en compte tous ces résultats, nous concluons que les GBPs sont des protéines impliquées dans l'immunité des macrophages infectés par Francisella mais qu'elles ont un double rôle : d'une part celui d'induire l'activation de l'inflammasome (la pyroptose) sous le contrôle de l'interféron de type I et d'autre part, d'induire une mort cellulaire et la lyse des bactéries cytosoliques de manière indépendante de l'inflammasome sous le contrôle d'IFN- gamma. Nos résultats placent donc les GBPs comme les effecteurs majeurs de l'immunité cytosolique antibactérienne suite au traitement par l'IFN-gamma / Francisella tularensis is an intracellular bacterium, and the causative agent of tularemia, capable of infecting a large number of cells including macrophages. The innate cytosolic immune system is capable of detecting the bacterium at different stages of its infection cycle. Macrophages first detect the DNA of the cytosolic bacterium and produce type I interferon. Type I interferon subsequently induces the expression of thousands of genes. The macrophages then detect the cytosolic DNA of the bacterium via a cytosolic DNA sensor called AIM2. The AIM2-DNA binding results in the formation of a multi-protein complex called the AIM2 inflammasome composed of AIM2-ASC-caspase-1. Activation of this complex leads to the maturation of caspase-1. Caspase-1 activation leads to the secretion of two major antimicrobial cytokines, IL-1ß and IL-18. In addition, caspase-1 induces a programmed cell death termed pyroptosis. Cytokine secretion and pyroptosis are two major events in the control of pathogens. My PhD focused in identifying the link between interferon and activation of the AIM2 inflammasome in macrophages infected with the pathogenic bacterium Francisella. I performed a RNA interference screening and identified two proteins involved in the activation of the AIM2 inflammasome: guanylate binding proteins 2 and 5 (GBP2 and GBP5). In collaboration with Dr. Broz’s team in Switzerland, we demonstrated that GBPs are involved in the control of intracellular replication of Francisella and also in the lysis of the bacterium allowing the release of bacterial DNA and the activation of inflammasome AIM2. GBPs are induced by type I interferon but to a much greater extent by type II interferon (IFN-gamma). In the second part of my work, we demonstrate that the control of bacterial replication is GBP-dependent and inflammasome-dependent in the absence of IFN-gamma but that it becomes fully GBP-dependent and inflammasome-independent in macrophages primed with IFN-gamma. Cell-death of macrophages primed with IFN-? and infected with Francisella is also GBP-dependent and inflammasome-independent. Taken together, these results demonstrate that GBPs are innate immunity proteins involved in the death of macrophages and the bacterial growth restriction through two differents pathways : one induces the activation of inflammasome (induction of Pyroptosis) controlled with type I interferon signaling and, another induces cell-death and bacterial killing in an inflammasome-independent manner under the control of IFN-gamma. Our results thus discriminates the antimicrobial action of the inflammasome and of GBPs and position GBPs as the master antibacterial effectors of IFN-gamma, a key cytokine to fight cytosolic bacteria

Les traitements antirétroviraux combinés limitent la morbidité et la mortalité liées au SIDA après l'infection par le VIH, mais une hyperactivation du système immunitaire persiste, notamment au niveau des cellules myéloïdes, en corrélation avec une morbidité et une mortalité métabolique et cardio-vasculaire plus précoces que celles de la population générale. Il existe deux types de VIH ; l'infection par le VIH-2, prévalente en Afrique de l'Ouest et dans des communautés émigrées de cette région, conduit moins rapidement et moins fréquemment au SIDA que l'infection par le VIH-1, pour des raisons de relation hôte-virus encore à élucider. Lors de l'infection aigüe par le VIH-1, un pic sérique d'interféron (IFN) de type I et d'autres cytokines est observé, puis régulé négativement. Il est accompagné d'une forte réponse des gènes stimulés par l'IFN, qui persiste lors du passage à l'infection chronique, avec hyperactivation du système immunitaire. Les IFN de type I sont produits par toutes les cellules, mais en particulier par les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC). Les IFN de type III (lambda) sont liés à la résolution de l'infection par le VHC, mais leur production en réponse au VIH reste à explorer. Durant mon doctorat, j'ai montré pour la première fois qu'in vitro, le VIH-1 et le VIH-2 stimulent la production d'IFN-lambda par les PBMC de donneurs sains de façon comparable. Chez des donneurs sains, les pDC produisent ces IFN de façon intrinsèque, mais pas les autres DC myéloïdes. Les pDC ont également un rôle dans la réponse immunitaire adaptative contre le VIH. L’équipe a en effet montré qu’elles peuvent effectuer la présentation croisée d’antigènes de cellules mortes infectées par le VIH, comme le font les autres DC. Elles peuvent ainsi activer des réponses T cytotoxiques spécifiques qui vont éliminer les cellules infectées. J’ai étudié ce mécanisme et montré que l’activation spécifique des lymphocytes T par les pDC est potentialisée par une pré-activation non-spécifique. En effet, les pDC s’activent en présence du virus et sécrètent des cytokines qui pré-activent une production intracellulaire d'IFN-gamma par les lymphocytes T CD8. Ces lymphocytes ne relarguent l'IFN-gamma qu'après reconnaissance spécifique par leur récepteur T d'un complexe peptide-CMH. Les résultats de cette thèse pourraient donner une place aux IFN-lambda ou à leur inhibition dans l'arsenal thérapeutique contre le VIH, ainsi qu'à l'activation des pDC pour conduire à une meilleure détection et élimination des réservoirs viraux par présentation croisée. / Combined antiretroviral treatments limit AIDS-related morbidity and mortality after HIV infection. But hyperactivation of the immune system persists, notably within the myeloid cell compartment, in correlation with metabolic and cardiovascular morbidity, which occurs earlier than in the general population. Two types of HIV have been described: HIV-2 infection, prevalent in West Africa and in emigrated communities originating from this area, leads less frequently and less rapidly to AIDS compared to HIV-1 infection, because of host-virus, which still need to be characterized. During acute HIV-1 infection, in the plasma, peak levels of type I Interferon (IFN) and other cytokines are observed, then they are down-modulated. A strong IFN stimulated gene (ISG) response is also observed. During chronic infection, the ISG response persists, with hyperactivation of the immune system. Type I IFN are produced by all cell types, but more specifically by plasmacytoid Dendritic Cells (pDC). Certain type III IFN (lambda) gene variants correlate with clearance of HCV infection, but IFN-lambda production in response to HIV remained to be studied. During my PhD, I showed for the first time that, in vitro, HIV-1 and HIV-2 induce IFN-lambda production by healthy donors PBMC at comparable levels. Plasmacytoid DC from healthy donors produce these IFN intrinsically, but not conventional DC. Plasmacytoid DC also have a role in the induction of adaptive immune responses against HIV. Our team demonstrated that they can crosspresent antigens from HIV infected apoptotic cells, like other DC. They can therefore activate specific cytotoxic T cell responses which eliminate infected cells. I studied this mechanism and showed that the activation of specific T cell by pDC is potentiated by non-specific pre-activation. Indeed, pDC become activated in the presence of virus and secrete cytokines which pre-activate intracellular IFN-gamma production by CD8 T cells. IFN-gamma is then secreted only after cognate MHC-peptide-T cell receptor interaction. The results of this thesis potentially give a role to IFN-lambda or their blockade in HIV treatment, and to the activation of pDC to induce better detection and elimination of HIV reservoirs through crosspresentation.

L'infection par le virus de l'hépatite C (VHC) demeure une cause majeure de cirrhose et de carcinome hépatocellulaire. Compte tenu d'une efficacité encore insuffisante des thérapies actuelles (55% de succès en moyenne), le développement de nouvelles stratégies antivirales reste une priorité. Dans ce contexte, nos travaux ont porté sur l'évaluation de nouveaux variants de l'interféron alpha dans un modèle de réplicon VHC. Nous avons pu identifier un variant, GEA007.1 qui présente une activité anti-VHC supérieure à celle de l'IFN alpha-2b utilisé en clinique associé à une plus grande efficacité de transduction du signal. Nous avons également évalué une approche antisens avec des molécules de type Peptide Nucleic Acids (PNA) et montré qu'elle permettait d'inhiber la traduction in vitro du VHC par blocage de la région interne d'entrée du ribosome (IRES), de manière plus efficace et spécifique qu'une approche antisens avec des molécules de premières générations. Une telle stratégie se justifie par la conservation de la cible qui pourrait se révéler utile avec l'utilisation prochaine des anti-protéases et anti-polymérases du VHC et le risque inhérent d'apparition de résistances au traitement. L'ensemble de ces résultats montre que l'amélioration de la bithérapie actuelle est possible et que de nouvelles approches thérapeutiques fonctionnent.

Le syndrome de Sjögren primitif (SSp) est une maladie auto-immune (MAI) systémique ayant des caractéristiques communes avec le lupus érythémateux. Ces caractéristiques incluent des mécanismes physiopathologiques et des facteurs de predispositions génétiques. Notre équipe et d'autres groupes ont pu mettre en evidence une signature interféron (IFN) dans les glandes salivaires et les PBMCs de patients ayant un SSp. Cette découverte a permis de mettre en évidence de nouvelles voies à explorer dans la pathogénie du SLE et SSp en permettant la focalisation des recherches sur le rôle de l'immunité innée et de la voie IFN.Nous avons confirmé le rôle de 2 gènes importants dans le SSp, impliqués dans les voies des IFN. Le premier est IRF5 sur la voie IFN de type I et STAT4 sur la voie IFN de type II. Nous avons pu mettre en évidence une fonctionnalité de l'allèle à risque d'IRF5 (Polymorphisme Indel situé dans le promoteur). Concernant STAT4, son expression n'était pas altérée par le SNP associé à la maladie. Toutefois, l'ARNm de STAT4 était corrélé à l'expression des gènes IFN de type I. Les dérégulations épigénétique pourraient jouer un rôle important dans la pathogénie de nombreuses MAI, en particulier la méthylation de l'ADN qui est hautement liée à l'extinction de l'expression des gènes. Nous avons étudié la méthylation du promoteur d'IRF5 et nous n'avons pas trouvé de régulation de ce promoteur par le méthylation. Une analyse de la méthylation avec une approche globale du méthylome est en cours dans notre équipe et permettra d'identifier de gènes cibles d'une dérégulation épigénétique pouvant être impliqués dans les MAI.Nous avons essayé de comprendre la relation entre STAT4 et gènes IFN de type I. Ainsi, nous rapportons que l'IL-12 induit spécifiquement l'IFN de type I par intéraction entre deux partenaires cellulaires, les lymphocytes T CD4+ et les cellules dendritiques plasmacytoïdes. Ces résultats pourraient expliquer l'implication des polymorphismes de STAT4 dans les MAI dépendantes de l'IFN de type I. Ces résultats suggèrent également que les MAI dépendantes des IFN de type I et II ne s'opposent pas. Elles seraient seulement le Yin et le Yang d'un facteur d'activation commun, STAT4, capable d'induire les IFNs de type I et II.

Les fièvres hémorragiques à virus Lassa (LASV) et Ebola (EBOV) représentent un important problème de santé publique en Afrique. Les réponses immunes et la pathogenèse associées à ces maladies sont peu connues. Les cellules NK ont un rôle important dans la réponse immune innée par leurs propriétés cytotoxiques, mais également dans l'induction des réponses adaptatives par leur production de cytokines et leurs interactions avec les cellules dendritiques (DC) et les macrophages. Ce projet s'attache à comprendre le rôle des cellules NK dans le contrôle de la réplication virale et dans l'induction des réponses immunitaires au cours de ces infections. Un modèle in vitro de coculture de cellules NK humaines avec des DC et macrophages autologues a été développé. L'activation des cellules NK et leurs fonctions ont été analysées après l'infection par LASV et EBOV. Par ailleurs, les réponses des cellules NK en réponse à LASV ont été comparées avec celles induites lors de l'infection par le virus Mopeia (MOPV), très proche de LASV mais non pathogène pour l'homme. Les macrophages, mais pas les DC, infectés par LASV ou MOPV induisent l'activation et l'augmentation des capacités cytotoxiques des cellules NK. Toutefois, les cellules NK ne sont pas capables de lyser les cellules infectées et ne produisent pas d'IFN-γ. Les cellules NK s'activent et sont capables de lyser les cellules infectées en présence de macrophages mais également de DC infectés par des LASV mutants. Cependant, les IFN de type I sécrétés en grande quantité en réponse à ces virus ne sont pas impliqués dans l'activation des cellules NK. L'infection par EBOV n'induit qu'une très faible activation des cellules NK en présence de DC ou macrophages et ne conduit pas à la sécrétion de cytokines, ni à la modification du potentiel cytotoxique.Ces résultats permettent d'améliorer la compréhension des réponses immunes et des mécanismes de pathogenèse mis en place lors des fièvres hémorragiques Lassa et Ebola.

L’injection de cellules immunologiquement compétentes à un hôte histo-incompatible amène une réaction qui peut se traduire par la maladie du greffon-contre-l’hôte (GVHD). La GVHD demeure une barrière importante à une utilisation plus répandue de la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques (AHCT), pourtant un traitement efficace pour traiter de nombreuses maladies. Une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent cette pathologie pourrait en faciliter le traitement et la prévention. L’Interféron-gamma (IFN-γ) et le Transforming Growth Factor-béta (TGF-β) sont deux cytokines maîtresses de l’immunité impliquées dans la fonction et l’homéostasie des cellules greffées. Nous démontrons chez la souris que l’IFN-γ limite la reconstitution lympho-hématopoïétique de façon dose-dépendante en mobilisant des mécanismes d’apoptose et en inhibant la prolifération cellulaire. Le TGF-β est quant à lui généralement connu comme un immunosuppresseur qui contrôle l’immunité en utilisant plusieurs voies de signalisation. Le rôle relatif de ces voies en AHCT est inconnu. Nous avons étudié une de ces voies en greffant des cellules provenant de donneurs déficients pour le gène SMAD3 (SMAD3-KO), un médiateur central de la voie canonique du TGF-β, à des souris histo-incompatibles. Bien que l’absence de SMAD3 ne cause aucune maladie chez nos souris donneuses, l’injection de cellules SMAD3-KO amène une GVHD du colon sévère chez le receveur. Cette atteinte est caractérisée par une différenciation Th1 et une infiltration massive de granulocytes témoignant d’un rôle central de SMAD3 dans la physiologie des lymphocytes T CD4 et des cellules myéloïdes. Nous avons focalisé ensuite nos efforts sur le rôle de SMAD3 chez les lymphocytes T CD4 en sachant que SMAD3 était actif chez les lymphocytes T CD4 tolérants. Nous avons découvert que SMAD3 était rapidement inactivé après une activation des cellules T, suggérant que l’inactivation de SMAD3 était fonctionnellement importante pour briser l’état de tolérance. Des études de micro-puces d’ADNc nous ont montré que SMAD3 contrôlait en effet l’expression de nombreux transcrits de gènes connus comme étant reliés à la tolérance et/ou à des processus biologiques dont les rôles dans le maintien de la tolérance sont plausibles. / The injection of immuno-competent cells into a histo-incompatible host can result in the development of Graft-versus-Host disease (GVHD). GVHD is the most significant barrier to a more widespread use of allogeneic hematopoietic cell transplantation (AHCT), a potent treatment for several diseases. A better understanding of the pathophysiological underpinnings of GVHD would facilitate the design of rational approaches to treat and prevent this complication of AHCT. Gamma-interferon (IFN-γ) and Transforming Growth Factor-beta (TGF-β) are master cytokines of immunity and have a role in the function and homeostasis of transplanted cells. Using a murine model, we show that IFN-γ curtails lympho-hamatopoitic reconstitution in a dose-dependent fashion by increasing apoptosis and by limiting donor cell proliferation. TGF-β is an immunosuppressive cytokine that controls immune cells through multiple signaling pathways. The relative contribution of these pathways in AHCT is unknown. We specifically studied the role of one of these pathways by transplanting SMAD3 deficient cells (SMAD3-KO) in histo-incompatible hosts. SMAD3 is a key mediator of the so-called canonical TGF-β signaling pathway. Although SMAD3-KO donor mice are healthy, the injection of SMAD3-KO cells leads to severe GVHD in the hosts, characterized by intestinal involvement associated with Th1 skewing and massive granulocyte infiltration. These findings hint at a crucial role for SMAD3 in CD4 T-cell and myeloid cell biology. We then focalized on the role of SMAD3 in CD4 T cells knowing that SMAD3 is active in tolerant, resting CD4 T cells. We found that SMAD3 was rapidly inactivated upon T cell activation, suggesting that SMAD3 inactivation was functionally important to break the state of tolerance. Our cDNA microarray experiments show that indeed, SMAD3 regulates the transcript levels of multiple genes known to be involved in T cell tolerance and in biological processes plausibly related to immune tolerance.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules dendritiques spécialisées, aussi connues sous le nom de cellules productrices d’interféron-α (IFN-α). Les pDC jouent un rôle essentiel dans l’induction de la réponse immunitaire antivirale, en reconnaissant les antigènes viraux via les Toll-like receptors (TLR) 7 et 9. Toutefois, les pDC du sang de cordon sont incapables de produire de l’IFN-α en réponse à une stimulation du TLR9, mais leur maturation en cellules présentatrices d’antigènes est normale. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous avons analysé l’effet, seules ou en combinaison, de la progestérone (PG), de l'interleukine (IL)-10 et du tumor growth factor (TGF)-β sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous démontrons qu’à des niveaux supra-physiologiques ces trois facteurs modulent la différenciation et la production d’IFN-α des pDC. À des niveaux observés dans le sang de cordon, ces facteurs ont peu d’impact sur les pDC lorsque utilisés individuellement. Toutefois lorsque utilisés en combinaison, ils diminuent la production d’IFN-α. Nous avons aussi démontré que la PG, l’IL-10 et le TGF-β n’induisent pas l’expression des micro-ARN 146a et 155 par les pDC. Finalement nous démontrons que les niveaux de ces molécules sont plus élevés dans le sang de cordon que dans le sang d’adulte. Nos résultats révèlent le rôle important des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la fonction des pDC et en conséquence, sur la réponse immunitaire fœtale et néonatale. / Plasmacytoid dendritic cells (pDC) are specialized dendritic cells, also known as IFN-α producing cells. pDC are key inducers of immune responses following viral infections, by detecting viral antigens through the Toll-like-receptors (TLR) 7 and 9. Although cord blood pDC are unable to produce IFN-α after stimulation, they retain their capacity to mature into antigen presenting cells. To gain insights into the mechanisms of pDC regulation in cord blood, we investigated the effects of immune regulators secreted by the placenta on the differentiation and function of pDC. Using in vitro differentiated pDC, we analyzed the effect of progesterone (PG), IL-10 and TGF-β, separately or in combination, on pDC differentiation and activation. The data revealed that supra-physiological concentrations of these three factors could individually impair pDC differentiation and IFN-α production. Physiological concentrations of PG, IL-10 or TGF-β, individually, had low impact on pDC while in combination they were able to modulate IFN-α production. We also showed that PG, IL-10 or TGF-β failed to induce the expression of micro-RNA 146a and 155 in pDC. Lastly, our results indicated that PG, IL-10 and TGF-β were present at high levels in cord blood as compared to adult blood. These results, therefore, shed new light on the synergy of immune regulators secreted by the placenta and their impact on foetal and neonatal immune responses.