La maladie d'Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative irréversible et progressive entraînant des troubles cognitifs et comportementaux. L'inflammation est caractéristique de la MA. L'interleukine-10 (IL-10), une cytokine anti-inflammatoire a été associée à un risque plus faible de développer la MA. Cependant le lien entre l'IL-10 et la progression de la MA n'a jamais été étudié. Le but de cette thèse a été d'étudier le rôle de l'IL-10 dans le développement ainsi que dans la progression de la MA. Pour mener à bien cette étude, 31 sujets atteints par la MA et 20 sujets contrôles cognitivement intacts ont été recrutés. En fonction de la vitesse de diminution du test de Mini-Mental State Examination et de l’évolution des troubles cognitifs sur deux ans, les patients souffrant de la MA ont été divisés en deux sous-groupes: les patients avec une progression lente (MA lent) et ceux avec une progression rapide (MA rapide). Les analyses se sont portées sur la concentration d’IL-10 en périphérie (plasma, production par les cellules mononuclées du sang périphérique (PBMCs) après stimulation par les peptides Aβ) ainsi que le polymorphisme de son promoteur en position -592, -819 et -1082. En complément, d’autres cytokines impliquées dans l’inflammation ont été étudiées : l’IL-6 (sa concentration plasmatique, sa production par les PBMCs à la suite d’une stimulation par les peptides Aβ et son polymorphisme en position -174) et les polymorphismes du TGF-β1 (-10 et - 25), de l’IFN-γ (-874) et du TNF-α (-308) ainsi que le gène de l'apolipoprotéine E (ApoE). Une étude de la longueur des télomères, liée à l’inflammation, a été aussi réalisée. Les résultats ont montré une association entre le génotype AA et l’allèle A du polymorphisme de l’IFN-γ en position -874 avec la progression rapide de la MA. Une augmentation statistiquement significative de la production d'IL-10 après stimulation par les peptides Aβ a été montrée chez les patients atteints avec une progression lente (MA lent). Une longueur significativement plus courte des télomères a été aussi associée aux patients MA lent. L’ensemble de ces travaux suggère qu’un profil de forte production de l’IL-10 ainsi qu’un profil génétique d’IFN-γ (TT -874) pourrait ralentir la progression de la MA. Il est aussi apparu que la longueur des télomères pourrait être un marqueur du déficit cognitif. Il est clair que ces résultats préliminaires ont besoin d’être confirmés par une étude de plus grande envergure, avec un nombre de patients plus élevé. / Alzheimer’s disease (AD) is an irreversible and progressive neurodegenerative disorder leading to cognitive and behavioral impairment. Inflammation is hallmark of AD although the exact mechanisms involved and the roles of the different inflammatory components are far less clear. Interleukin-10 (IL-10) is a key anti-inflammatory cytokine and IL-10 -1082 A > G polymorphism has been associated with a lower risk of developing AD although the link between IL-10 and the AD progression have never been studied. The aim of this study is to study the role of IL-10 in the risk of developing AD and its role in AD progression. In order to complete successfully this study, 31 AD patients and 20 cognitively intact controls were recruited. Depending of the rate of decrease of mini-mental state test examination (MMSE) and evolution of cognitive disorders, AD patients were divided in two subgroups: patients with slow progression (AD slow) and those with fast progression (AD fast). Analysis were focused on periphery concentration of IL-10 (plasma and and its production by peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) after Aβ peptides stimulation) as well as its promoter polymorphism in position -592, -819 and -1082. In addition, other cytokines involved in inflammation were studied: IL-6 (its plasma concentration, its production by PBMCs following stimulation with Aβ peptides and its polymorphism at position -174) and polymorphisms of TGF-β1 (-10 to - 25), IFN-γ (-874) and TNF-α (-308) as well as the gene polymorphisms of Apolipoprotein E (ApoE). A study of telomere length, link to inflammation, was also performed. Results showed IFNγ -874AA genotype and -874A allele was associated with AD fast progression. A statistically significant increase of IL-10 production by PBMCs stimulated with Aβ peptides was shown in AD slow patients. A significantly shorter telomere length was also associated with AD slow patients. All of this work suggests that a profile with high IL-10 production and high IFN-γ (-874 TT) genotype could confer a slower AD progression. It was also found that telomere length may be a marker of cognitive impairment. It is clear that these preliminary results need to be confirmed in a larger study with a larger number of patients.

L'interferon-γ (IFNγ) est une cytokine immunomodulatrice puissante, également dotée d'une activité antivirale. Il possède deux ligands de haute affinité : un récepteur par lequel il transmet ses signaux et des polysaccharides complexes de la famille des héparanes sulfates (HS), tous deux situés à la surface cellulaire. In vivo, la liaison aux HS permet de concentrer localement la cytokine et de réguler son activité biologique par le biais d'une protection partielle du domaine C-terminal de la protéine. Ce domaine C-terminal, caractérisé par deux domaines basiques D1 et D2, est impliqué dans la reconnaissance du récepteur et des HS. Dans ce contexte, nos travaux se sont attachés à définir les aspects structuraux de l'interaction de l'IFNg, et plus précisément de son extrémité C-terminale, avec ses deux ligands. Pour cela, de divers mutants ponctuels, multiples et de délétion de l'IFNg ont été produites, purifiées et étudiées. Leur capacité à lier les HS et le récepteur de l'IFNg est déterminée par SPR puis leur influence sur l'activité antivirale de l'IFNg est déterminée. Les paramètres thermodynamiques de l'interaction IFNg:HS-oligosaccharides sont investigués. Par ailleurs, nous avons préparé une banque oligosaccharidique dérivée d'HS. Le criblage de cette banque, pour sa capacité à lier l'IFNγ, a permis de démontrer que l'IFNg reconnaissait des motifs de sulfatation particuliers. Finalement, nous avons tenté de cristallisé le complexe IFNg:HS-oligosaccharide, jusqu'à présent sans obtention de cristaux qui diffractent. Ces différentes approches visent à élucider le mécanisme de reconnaissance d'IFNg par des HS. Ceci afin de concevoir un mime de ce site d'interaction inhibant la signalisation de l'IFNg. Enfin, une compréhension plus détaillé de l'interaction de l'IFNg avec les HS et son récepteur reste à établir afin d'entièrement comprendre comment l'IFNg migre des HS vers l'IFNgR. / Interferon-γ (IFNγ) is a strong immunomodulating cytokine with some antiviral activity. It has two ligands for which it has high affinities: a receptor through which it transmits its signals, and complex polysaccharides of the heparan sulphate (HS) family. Both are situated on the cellular surface. In vivo, binding on the HS permits local concentration of the cytokine, and regulates its biological activity via a partial protection of the C-terminal region. This C-terminal region, characterised by two basic domains, D1 and D2, is implicated in the recognition of the receptor and the HS. In this context, we investigated the structural features for the interaction of IFNγ, and more specifically the importance of his C-terminus, with both of his cellular ligands. Therefore, we produced, purified and examined various mutants of IFNγ, including points, multiples and deletions mutants. There ability to bind to HS and the IFNγ receptor is examined by SPR and there influence on IFNγ's antiviral activity is determined. The thermodynamics complexation of IFNγ with the HS-oligosaccharides is examined. Moreover, we have prepared an oligosaccharidic library derived from HS. By screening this library for its capacity to bind IFNγ, we have demonstrated that the cytokine recognizes a particular sulphated pattern. Finely, we tried to crystallize the IFNγ:HS-oligosaccharide complex, without obtaining diffracting crystals yet. These studies contribute to clarify the mechanism of recognition of IFNγ by the HS. This would enable us to design a mimic of the interaction site for IFNγ on the HS, who inhibits inappropriate signaling of the cytokine. Finely, a detailed comprehension of the interaction of IFNγ with his receptor and with the HS needs to be established to fully understand how IFNγ migrates for the HS to its receptor.

L'interferon-γ (IFNγ) est une cytokine immunomodulatrice puissante, également dotée d'une activité antivirale. Il possède deux ligands de haute affinité : un récepteur par lequel il transmet ses signaux et des polysaccharides complexes de la famille des héparanes sulfates (HS), tous deux situés à la surface cellulaire. In vivo, la liaison aux HS permet de concentrer localement la cytokine et de réguler son activité biologique par le biais d'une protection partielle du domaine C-terminal de la protéine. Ce domaine C-terminal, caractérisé par deux domaines basiques D1 et D2, est impliqué dans la reconnaissance du récepteur et des HS. Dans ce contexte, nos travaux se sont attachés à définir les aspects structuraux de l'interaction de l'IFNg, et plus précisément de son extrémité C-terminale, avec ses deux ligands. Pour cela, de divers mutants ponctuels, multiples et de délétion de l'IFNg ont été produites, purifiées et étudiées. Leur capacité à lier les HS et le récepteur de l'IFNg est déterminée par SPR puis leur influence sur l'activité antivirale de l'IFNg est déterminée. Les paramètres thermodynamiques de l'interaction IFNg:HS-oligosaccharides sont investigués. Par ailleurs, nous avons préparé une banque oligosaccharidique dérivée d'HS. Le criblage de cette banque, pour sa capacité à lier l'IFNγ, a permis de démontrer que l'IFNg reconnaissait des motifs de sulfatation particuliers. Finalement, nous avons tenté de cristallisé le complexe IFNg:HS-oligosaccharide, jusqu'à présent sans obtention de cristaux qui diffractent. Ces différentes approches visent à élucider le mécanisme de reconnaissance d'IFNg par des HS. Ceci afin de concevoir un mime de ce site d'interaction inhibant la signalisation de l'IFNg. Enfin, une compréhension plus détaillé de l'interaction de l'IFNg avec les HS et son récepteur reste à établir afin d'entièrement comprendre comment l'IFNg migre des HS vers l'IFNgR.

Toxoplasma gondii est un parasite répandu, ayant un impact médical et vétérinaire. Chez les hôtes intermédiaires, les tachyzoïtes et les bradyzoïtes sont responsables de la toxoplasmose aiguë (TA) et chronique (TC), respectivement. Sous la réponse immunitaire, la TA évolue en TC, se manifestant par des kystes latents dans le cerveau et les muscles squelettiques. De plus, une forte corrélation existe entre la TC et plusieurs neuropathologies et cancers. Chez les patients immunodéprimés, la TC peut être réactivée et conduire à une maladie potentiellement fatale. Les traitements actuels ciblent principalement les TA, et présentent plusieurs effets secondaires. Nous nous sommes concentrés sur la TC et la compréhension de ses mécanismes moléculaires. Nous avons d’abord étudié l’efficacité de l’imiquimod contre la TA et la TC. Au cours de la TA, l'imiquimod a entraîné le recrutement de cellules T dans le péritoine et la rate de souris traitées et a considérablement diminué le nombre de kystes cérébraux lors de l'établissement de la TC. Remarquablement, le gavage de souris avec les kystes cérébraux restants chez des souris traitées à l'imiquimod n'a pas pu induire de TC. Après l'établissement de la TC, nous avons démontré que l'imiquimod réduisait considérablement le nombre de kystes cérébraux chez les souris chroniquement infectées et augmentait les récepteurs Toll-Like 11 et 12, qui se lient à une protéine du tachyzoïte, la profiline. Parallèlement, l’expression de TLR-7 augmentait, probablement par son agoniste, l'imiquimod. L'imiquimod induit une interconversion, comme l'indiquent la diminution du taux de protéine P21 et l'augmentation du taux de protéine P30, exprimées exclusivement et respectivement chez les bradyzoïtes et les tachyzoïtes. Les voies en aval de TLR-11/12 ont été activées via la voie MyD88 de signalisation, entraînant une induction ultérieure de la réponse immunitaire. In vitro, l'imiquimod n’affecte pas la souche Toxoplasma dépourvue de profiline, suggérant un rôle via le complexe Profilin/TLR-11/12. Enfin, le traitement par l'imiquimod a régulé positivement les transcrits des ligands 9 (CXCL9) et 10 (CXCL10), connus pour induire le recrutement de lymphocytes T dans des foyers réactivés du Toxoplasme afin d'éliminer l'infection.Ensuite, nous nous sommes concentrés sur les mécanismes moléculaires impliqués dans la TA et particulièrement dans la TC. Nous avons caractérisé P18, un membre de la superfamille SRS. Lorsque nous avons supprimé P18, la virulence était atténuée au cours de la TA, dû à un échappement plus rapide des tachyzoïtes du péritoine de souris, parallèle à un recrutement significatif de cellules dendritiques. De manière concomitante, moins de tachyzoïtes étaient détectés dans la rate, tandis que plus de parasites ont atteint le cerveau de souris infectées. L’élimination de P18 a augmenté le nombre de kystes de bradyzoïtes in vitro et dans le cerveau de souris infectées. Une expression induite de cytokines, notamment CXCL9 et 10, a également été observée. L’immunosuppression de souris KO P18 infectées a retardé la réactivation. L’infection orale de souris immunodéficientes ayant des macrophages fonctionnels a montré un prolongement de survie, contrairement aux souris n’ayant pas de macrophage, soulignant un rôle de l'IFN-g dans l’interconversion. Collectivement, ces données confirment le rôle de P18 dans la modulation de la réponse immunitaire, facilitant le passage des tachyzoïtes dans le cerveau et favorisant la formation de kystes. P18 joue également un rôle central dans la réactivation et la dissémination de parasites de manière dépendante de l'IFN-g. Dans l'ensemble, nous avons montré le potentiel thérapeutique prometteur de l'imiquimod contre la toxoplasmose et caractérisé le rôle de P18 dans l'immunomodulation afin de contrôler la dissémination et l'interconversion. Notre étude ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques contre la toxoplasmose, sa persistance et sa réactivation. / Toxoplasma gondii is a prevalent parasite of medical and veterinary impact. In intermediate hosts, tachyzoïtes and bradyzoïtes are responsible for acute and chronic toxoplasmosis (AT and CT), respectively. In immunocompetent patients, AT evolves, due to the host immunity, into a persistent CT, which manifests as latent tissue cysts in the brain and skeletal muscles. CT correlates with several neuro-pathologies and cancers. In immunocompromised patients, CT may reactivate and poses a life threatening condition. Current treatments primarily target AT, are limited to general anti-parasitic/anti-bacterial drugs, and associate with several limitations. Here, we focused on targeting CT and understanding its molecular mechanisms. First, we explored the efficacy of Imiquimod against AT and CT. During AT, Imiquimod led to recruitment of T cells to peritoneum and spleen of treated mice and significantly decreased the number of brain cysts upon establishment of CT. Remarkably, gavage of mice with the remaining brain cysts from Imiquimod treated mice, failed to induce CT. Post-establishment of CT, we demonstrated that Imiquimod sharply reduced the number of brain cysts in chronically infected mice, and significantly increased Toll-Like Receptors 11 and 12. These TLRs are usually expressed by dendritic cells and monocytes, and bind a tachyzoïte actin-binding protein, profilin. Concomitantly, TLR-7 was upregulated, likely by its agonist Imiquimod. Imiquimod induced interconversion as documented by the decreased protein levels of P21, and increased protein levels of P30, exclusively expressed in bradyzoïtes and tachyzoïtes respectively. Pathways downstream from TLR-11/12 were activated, through MyD88 dependent TLR signaling, which resulted in subsequent immune response induction. In vitro, Toxoplasma strain lacking profilin, does not respond to Imiquimod, suggesting a role through Profilin/TLR-11/12. Finally, Imiquimod treatment upregulated the transcript expression levels of Chemokine (C-X-C motif) ligand 9 (CXCL9) and 10 (CXCL10), known to induce T cell recruitment to reactivated Toxoplasma foci to clear the infection.Then, we focused on molecular mechanisms involved in AT and notably CT. We characterized P18, a Surface-Antigen 1 (SAG-1) Related Sequence (SRS) superfamily member. When we deleted P18, the virulence was attenuated during AT. Indeed, P18 depletion led to a faster clearance of the parasites from the peritoneum of mice, paralleled by a substantial recruitment of dendritic cells, presumably a vehicle for tachyzoïte dissemination. Concomitantly, a lower number of tachyzoïtes was detected in the spleens while a higher number of parasites reached the brains of infected mice. P18 depletion increased the number of bradyzoïte cysts, in vitro and in the brains of infected mice. An induced expression of cytokines/chemokines, including CXCL9 and 10 was also observed. Immunosuppression of infected mice with KO P18, delayed reactivation. Oral infection of Severe Combined Immunodeficiency (SCID) (with IFN-g secreting macrophages), and NOD/Shi-scid/IL-2Rgnull (NSG) mice (lacking IFN-g), showed a significant prolonged survival in infected SCID but not NSG mice. This underlines a role for IFN-g in the conversion from bradyzoïtes to tachyzoïtes. Collectively, these data support a role of P18 in orchestrating the immune response, which ultimately facilitates tachyzoïte trafficking to the brain and favors cyst formation. P18 plays also a central role in parasite reactivation and dissemination in an IFN-g dependent fashion.Altogether, we showed the promising therapeutic potential of Imiquimod against toxoplasmosis and characterized P18 role in immunomodulation to control dissemination and interconversion. Our study paves the path towards new therapeutic approaches against toxoplasmosis. It tackled key questions pertaining to establishment, maintenance and reactivation of CT and should result in a comprehensive solution to this endemic disease.