Les pDC représentent la première ligne de défense de l’organisme contre les pathogènes et établissent le lien essentiel entre l’immunité innée et adaptative. Les pDC endocytent et détruisent les particules virales et ainsi détectent leur matériel génétique grâce à des senseurs antiviraux de la famille des Toll-Like Receptors (TLR). L’activation des TLR7/9 induit la production massive d’interféron de type I (IFN-I), un antiviral puissant indispensable au contrôle de la propagation virale lors des phases aigues de l’infection. Cependant, l’IFN-I peut s’avérer avoir des effets délétères dans un grand nombre d’infections chroniques et de maladies auto-immunes. Ainsi, il semble indispensable de découvrir les mécanismes régulateurs des pDC ainsi que des modulateurs de l’activation des pDC. Nous avons ainsi montré que les monoamines (histamine, dopamine, sérotonine) et les polyamines (spermine et spermidine) inhibent l’activation complète des pDC stimulées par divers virus. Par la suite, nous avons identifié CXCR4 comme étant le récepteur des amines sur les pDC. Ainsi nous avons pu montrer que les amines pouvaient réguler les pDC en passant par CXCR4 et que ce récepteur était un interrupteur d’activation potentiel des pDC lors des infections virales. Afin de comprendre le mécanisme des amines, nous avons développé une nouvelle technologie : la transfection de siRNA dans les pDC primaires humaines. D’autre part, nous avons détecté des cellules géantes multinucléées en forme de roue de bicyclette lorsque les pDC sont cultivées in vitro avec de grandes quantités de virus VIH. Ainsi, comme les monocytes et les macrophages, les pDC peuvent former in vitro des cellules géantes multinucléées exprimant de hauts niveaux de protéines virales p24 de VIH-1. Cependant, les pDC ne sont que très peu infectées (moins de 5%). Nous nous sommes alors demandé si le corécepteur CXCR4 du virus VIH était aussi important que le récepteur CD4 pour la reconnaissance de ce dernier lors de l’activation des pDC. / PDC are the first line of defense of our organism against pathogens and establish the essential link between the innate and adaptive immunity. pDC endocyte and destroy the viral particles and thus, detect the genetic material with their antiviral sensors from the Toll-Like Family (TLR). The activation of TLR7/9 induces massive production of type I interferon (IFN-I), a powerful antiviral molecule, essential to control viral propagation during the acute phases of the infection. However, type I IFN can have deleterious effects in a large number of chronic infections and autoimmune diseases. Thus, it seems essential to discover the regulatory mechanism of pDC as well as pDC activation modulators. We showed that monoamines (histamine, dopamine and serotonin) and polyamines (spermine and spermidine) inhibit completely the activation of virus-stimulated pDC. Thus, we showed that amines regulated pDC activation through CXCR4 engagement and that this receptor was a potential switch "on-off" for pDC during viral infections. To better understand the mechanism of action by which amines inhibit pDC activation, we developed a new technology: siRNA transfection in human primary pDC. Furthermore, we detected multinuclear giant cells bearing the shape of a bicycle wheel when pDC are cultured in vitro with high quantities of HIV virus. Thus, on top of monocytes and macrophages, pDC can form in vitro multinuclear giant cells with high levels of p24 viral protein of HIV-1. However, pDC barely get infected (less than 5%). We then wondered if the receptors and co-receptors of the virus were important for the viral recognition during HIV-activation of pDC.

L'action ubiquitaire de l'interféron de type I (IFN- alpha/beta , ici IFN) dans la physiologie et la pathologie est aujourd'hui certaine. Une réponse dérégulée à l'IFN peut entraîner des interféronopathies ou des maladies auto-immunes. Dans mon travail de thèse j'ai étudié trois éléments de la voie de signalisation de l'IFN afin de comprendre comment une dérégulation peut se produire. TYK2 est une tyrosine kinase de la famille Janus impliquée dans la signalisation de cytokines immunorégulatrices (IFN de type I, IL-10, IL-12, IL-23). Selon le récepteur, TYK2 est co-activé avec JAK1 ou JAK2. L'interaction moléculaire entre les deux kinases juxtaposées est peu connue. J'ai caractérisé deux variants de TYK2 associés à des maladies auto-immunes, TYK2 I684S et TYK2 P1104A. J'ai démontré que ces deux variants ont un défaut catalytique, mais soutiennent la réponse à l'IFN. Mes résultats suggèrent un modèle d'activation réciproque des deux kinases. Par des études de signalisation dans les cellules EBV-B j'ai montré que l'homozygotie TYK2 P1104A a un impact différent selon la cytokine étudiée. L'analyse de deux autres polymorphismes de TYK2 associés à des maladies auto-immunes (rs12720270, rs2304256) a montré un impact sur la rétention de l'Exon 8, ce qui augmente l'expression de TYK2. J'ai aussi contribué à la dissection du mécanisme moléculaire contrôlant la réponse à l'IFN dans les cellules de patients déficients pour USP18 ou ISG15 et souffrant d'interféronopathies. Ces travaux ont démontré le rôle essentiel d'USP18 pour restreindre la réponse à l'IFN et ont mis en évidence ISG15 comme un nouvel inhibiteur de l'IFN chez l'humain mais pas chez la souris. / Today, the pervasive action of type I IFN (IFN-alpha/beta, here IFN) in human physiology and pathology has become evident. Dysregulated IFN response can lead to interferonopathies and auto-immune diseases (AID). My thesis work has focused on the study of three elements of the IFN response pathway, aiming to understand how dysregulation occurs. TYK2 belongs to the Janus tyrosine kinase family and is involved in signaling of several immunoregulatory cytokines, such as type I IFN, IL-10, IL-12 and IL-23. Depending on the receptor complex, TYK2 is co-activated with either JAK1 or JAK2. A detailed molecular characterization of the interplay between the two juxtaposed enzymes is missing. In my study, I characterized two rare AID-associated human variants TYK2 I684S and TYK2 P1104A. I found that both variants are catalytically impaired but rescue signaling in response to IFN in fibroblasts. My results support a model of reciprocal activation of Janus kinases. Through signaling studies I showed that TYK2 P1104A homozygosity has a cytokine-specific impact in EBV-B cells. My studies of two other AID-associated TYK2 SNPs (rs12720270 and rs2304256) suggest that they promote Exon 8 retention and increase TYK2 expression. In the second part of my thesis work, I contributed to dissecting the molecular mechanism that tunes down IFN response in cells from rare USP18- and ISG15-deficient patients that suffered of interferonopathies. This work substantiated the essential role of USP18 in downregulating the IFN response and highlighted ISG15 as a novel IFN inhibitor in humans, but not in mice.

On a récemment mis en évidence l'existence d'une étroite interconnexion entre la perception d'éléments d'origine microbienne (qui se fait à travers les récepteurs de l’immunité innée tels que les TLRs) et l'homéostasie du réticulum endoplasmique. En situation de stress, une grande quantité de protéines mal repliées s'accumule dans le réticulum, déclenchant une série de réponses cellulaires connues sous le nom de "Unfolded Protein Response" (UPR). On a découvert que l'activation de l'UPR contribue à la réponse inflammatoire, en particulier chez les cellules dendritiques. GADD34/PP1 est un complexe protéique qui dé-phosphoryle eIF2α et participe à la restauration de la synthèse protéique. On a démontré que GADD34 a aussi un rôle dans le contrôle de l’expression des cytokines pro-inflammatoires, en particulier l'interféron de type I. Le but de cette thèse est de clarifier comment la voie de signalisation des TLRs et le UPR s'intercroisent et comment est-ce qu'on peut exploiter cette interaction dans des cas pathologiques J’ai pu démontrer, à l'aide de cellules dendritiques d’origine humaine et murine, que le guanabenz (GBZ), un inhibiteur du complexe GADD34/PP1, est capable de bloquer l'activation des récepteurs TLRs endosomaux. Cet inhibiteur est également capable de bloquer le choc septique dépendent de TLR9 et de baisser le niveau d’autoanticorps dans un modèle lupique. En conclusion, j'ai pu démontrer, aussi bien in vitro que in vivo, que le guanabenz est capable d'inhiber les TLRs endosomaux à travers un nouveau mécanisme d’inhibition sur CH25H, une enzyme du métabolisme du cholestérol, qui a été récemment découvert comme faisant partie de l'immunité innée. / Sustained immune reaction is strictly interconnected to pathogenic situations. For this reason, the activation of immune cells is controlled by multiple pathways. A cross-talk between microbial sensing and Endoplasmic Reticulum (ER) homeostasis has been discovered. Abnormal accumulation of proteins in the ER is a sign of cellular malfunction and triggers emergency rescue pathways, collectively known as the Unfolded Protein Response (UPR). UPR induction triggers or amplifies inflammatory signals by dendritic cells (DCs). GADD34/PP1 is a holophosphatase complex that dephosphorylates eIF2α and participates in the UPR feedback loop, by restoring protein translation. It has been shown that GADD34 plays an important role in controlling the expression of pro-inflammatory cytokines, especially type I interferon. In dendritic cells (DCs), pathogens are sensed by Pathogen Recognition Receptors (PRRs); the better characterised class of PRRs being the Toll-Like Receptors (TLRs). Thus, the aim of my thesis is to investigate how TLRs and ER-signalling pathways intersect and how this can be used to control pathogenic states, with particular attention for the GADD34/PP1 complex. Using both human and mouse DCs, we show that guanabenz (GBZ), an inhibitor of the GADD34/PP1 complex, blocks endosomal TLRs activation. The same inhibitor rescues mice viability in a TLR-dependent septic shock model and controls the circulating autoantibodies in a lupus model. Our studies show that TLR9 is particularly sensitive to GBZ. We show also that GBZ has a previously unidentified effect on CH25H, an enzyme that hydroxylates the cholesterol in 25-hydroxycholesterol, recently linked to TLRs signaling.