L’interleukine-1b (IL-1b) est une cytokine inflammatoire qui joue des rôles extrêmement importants dans les réponses immunitaires stériles et contre plusieurs pathogènes. Compte tenu de ses propriétés inflammatoires puissantes, des dérégulations dans le système de l’IL-1b peuvent parfois être impliquées dans la pathophysiologie de certaines maladies ou syndromes. L’une des pathologies plausibles est la sclérose en plaques, une maladie auto-immunitaire caractérisée par l’apparition de plaques de démyélinisation dans le système nerveux central (SNC), une neurodégénérescence ainsi que des troubles moteurs et cognitifs. L’objectif de cette thèse était d’étudier la contribution du système de l’IL-1b dans un modèle de souris de la maladie, l’encéphalite auto-immune expérimentale (EAE), qui mime plusieurs aspects de la pathologie humaine. Les résultats de ces expériences font partie de deux articles scientifiques inclus dans cette thèse. La première étude nous a permis de confirmer l’importance de l’IL-1b et de son récepteur IL-1R1 dans le développement des symptômes de paralysie dans l’EAE. Nous avons également identifié les cellules myéloïdes (neutrophiles, monocytes et macrophages) comme étant les principaux producteurs d’IL-1b suite à l’induction de l’EAE. Cette étude a aussi confirmé l’importance des effets de l’IL-1b sur les cellules endothéliales du SNC dans l’EAE. Dans la deuxième étude, nous avons démontré que la production d’IL-1b par les monocytes inflammatoires est cruciale pour leur migration dans le SNC. Une fois à l’intérieur du parenchyme nerveux, les monocytes acquièrent un phénotype de cellule présentatrice d’antigènes et activent les lymphocytes T CD4+ de façon IL-1b-dépendante. Cette activation confère aux lymphocytes T un phénotype très inflammatoire et neurotoxique. Somme toute, les résultats présentés dans cette thèse démontrent que le système de l’IL-1b participe à plusieurs mécanismes cellulaires impliqués dans le développement et l’exacerbation de l’auto-immunité du SNC. Ces travaux ainsi que ceux d’autres équipes justifient d’étudier en profondeur les signaux moléculaires précis induits par l’IL-1b chez les cellules endothéliales du SNC ainsi que chez les lymphocytes T, autant dans l’EAE que dans la sclérose en plaques. Ces études pourraient permettre d’identifier des cibles thérapeutiques intéressantes qui n’affecteraient que les effets négatifs et pathogéniques de l’IL-1b. / Interleukin-1b (IL-1b) is an inflammatory cytokine that actively participates in sterile and pathogen-dependant immune responses. Given its mighty inflammatory potential, regulatory defects in the IL-1b system may participate to the pathophysiology of some diseases and syndromes. One such plausible pathology is multiple sclerosis, an autoimmune disease characterised by the presence of demyelinating plaques in the central nervous system (CNS), neurodegeneration as well as motor and cognitive defects. The main objective of this thesis was to study the contribution of the IL-1b system in a mouse model of the disease, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), which mimics several aspects of the human pathology. The results of these experiments were incorporated into two scientific studies included in this thesis. The first study allowed us to confirm the importance of IL-1b and its receptor, IL-1R1, in the development of paralysis in EAE. We were able to identify myeloid cells (neutrophils, monocytes and macrophages) as the principal sources of IL-1b in EAE. The study also allowed us to examine the ignificance of the effects of IL-1b on CNS endothelial cells. In the second study, we showed that the production of IL-1b by inflammatory monocytes was crucial for their migration into the CNS parenchyma. Once inside the CNS, monocytes acquire an antigen-presenting cell phenotype and activate CD4+ T lymphocytes in an IL-1b-dependant manner. This activation gives an highly inflammatory and neurotoxic phenotype to CD4+ T cells. Overall, the results presented in this thesis show that the IL-1b system regulates several cellular mechanisms implicated in the development and exacerbation of CNS autoimmunity. This work and the work of others justify a more exhaustive study of the molecular signals induced by IL-1b in CNS endothelial cells and T lymphocytes, both in EAE and multiple sclerosis. These studies could lead to the identification of therapeutic targets that would only impact the negative and pathogenic effects mediated by IL-1b.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Décrite en 1882, l’endométriose est l’une des pathologies gynécologiques les plus répandues dans le monde qui se définit par la présence de tissus endométriaux hors de la cavité utérine. Cette maladie se manifestant par une infertilité et des douleurs pelviennes est œstrogéno-dépendante, inflammatoire et hypo-progestagène. De nombreuses molécules jouent un rôle dans les dysfonctionnements endométriosiques, mais les principaux acteurs demeurent peu connus. Ce projet de recherche s’est intéressé au système de régulation de l’interleukine (IL)-1. En effet, les profonds débalancements du système IL-1 aboutissent à l’établissement d’une hypersensibilité à l’IL-1 causative de l’inflammation chronique endométriosique. Durant ce projet doctoral, nous avons focalisé notre attention sur l’expression et la régulation de la protéine accessoire des récepteurs de l’interleukine 1 (IL-1RAcP), un membre du système IL-1 à la fois activateur et inhibiteur du signal IL-1. En outre, la forme membranaire de l’IL-1RAcP est un co-récepteur essentiel de l’IL-1RI sans lequel aucune signalisation IL-1 ne s’effectue, tandis que la forme soluble est un puissant acteur d’inhibition par sa collaboration avec le récepteur leurre, IL-1RII. Au cours de cette thèse, j’ai mis en évidence une diminution significative et spécifique de la forme soluble de la protéine accessoire dans l’endomètre, le liquide péritonéal et le sérum. Une diminution particulièrement marquée lorsqu’observée sous la loupe du cycle menstruel (notamment durant la phase sécrétoire) alors que la forme membranaire maintenait une expression stable. Les dissemblances d’expressions menstruelles nous ont permis d’identifier une régulation de cette protéine par l’hormone ovarienne majoritaire de la phase sécrétoire, la progestérone. Cette régulation, qui concerne également son partenaire, IL-1RII, est, par conséquent, la proie directe de la résistance progestative développée chez les patientes. Il en résulte une diminution des acteurs de l’inhibition (IL-1RAcP soluble, IL-1RII et IL-1Ra) qui contribue à l’infertilité associée à l’endométriose. Ainsi, notre projet ouvre de nouveaux aspects de la pathogenèse de l’endométriose et des possibilités thérapeutiques innovantes. / Described in 1882, endometriosis is one of the most common gynaecological diseases in the world that is defined by the presence of endometrial tissue outside the uterine cavity. The disease manifested as infertility and pelvic pain is estrogen dependent, inflammatory and hypoprogestagen. Many molecules seem to play a role in endometriosis dysfunctions, but the main players remain unknown. This project centred on interleukin (IL)-1 system regulation. Indeed, the profound imbalances of IL-1 system result in a hypersensitivity to IL-1 in endometriosis causing chronic inflammation. This doctoral project was focused on the expression and regulation of the interleukin-1 receptor accessory protein interleukin 1 receptor (IL-1RAcP), a member of the IL-1 system both activator and inhibitor of IL-1 signals. In fact, the membrane-bound form of IL-1RAcP is an essential co-receptor for IL-1RI for IL-1 signalling, while the soluble form is a potent inhibitor by its collaboration with the decoy receptor, IL-1RII. In this thesis, I demonstrated a significant and specific decrease of the accessory protein soluble form in endometrium, peritoneal fluid and serum. A decline particularly marked when observed under the microscope of the menstrual cycle (especially during the secretory phase), while the membrane form maintained stable expression. Menstrual expression dissimilitude allowed us to identify a regulation of this protein by the most-abundant ovarian hormone of the secretory phase, progesterone. This control, which also relates to its partner, IL-1RII is therefore the direct prey to progesterone resistance developed in patients. This mechanism leads to a decrease of inhibition actors of the IL-1 system (soluble IL-1RAcP, IL-1Ra and IL-1RII) and to associated-endometriosis infertility. Thus, our project opens new aspects of endometriosis pathogenesis and innovative therapeutic options.

Il est maintenant reconnu que le système de l'interleukine-1 (IL1), comprenant les 2 agonistes (ILla et ILip), les 3 récepteurs (IL1R1, IL1R2 et ILIRAcP) ainsi que l'antagoniste naturel (ILIRA), joue des rôles importants au niveau de l'endomètre utérin. Nous pensons que la régulation des récepteurs de 1TL1 représente une voie possible pour contrôler les effets de 1TL1 au niveau de l'endomètre utérin. Au cours de mon doctorat, nous nous sommes intéressé à l'effet de lTLip sur l'expression des récepteurs IL1R1 et IL 1R2 et sur l'expression de l'antagoniste IL IRA au niveau d'un modèle cellulaire de l'endomètre, les cellules KLE, et au niveau de culture primaire de cellules épithéliales de l'endomètre (CEE). Nos résultats indiquent que l'ILlB augmente l'expression des récepteurs IL1R1 et IL1R2 et de l'antagoniste IL1RA au niveau des cellules KLE et CEE. L'augmentation de l'expression dTLIRI indique que les cellules CEE enclenchent un mécanisme pour régénérer leurs récepteurs et accroître la réceptivité cellulaire pour 1TL1. Cependant, les cellules de l'endomètre appliquent aussi un frein à ce mécanisme en augmentant l'expression d'ILlR2 et d'ILlRA afin d'éviter un emballement inflammatoire. Dans la suite de mon doctorat, nous nous sommes intéressés à la stabilité du récepteur IL1R2 au niveau de l'endomètre chez les femmes atteintes d'endométriose, une maladie gynécologique. Nos résultats indiquent qu'il y a une augmentation significative de la dégradation du récepteur IL1R2 au niveau de cultures d'expiants provenant de femmes atteintes d'endométriose. La métaloprotéinase MMP-9 joue un rôle important dans ce phénomène. Finalement, nous avons développé, au cours de mon doctorat, plusieurs clones où différentes sections du promoteur du gène IL1R2 sont placées en amont du gène de la luciférase. Ces clones nous permettront de déterminer l'activité de la section du promoteur de chaque clone et seront utile dans la poursuite des études sur le gène IL1R2. Dans l'ensemble, les résultats que nous avons obtenu au cours de mon doctorat nous permettent de mieux comprendre la relation qui existe entre les différents récepteurs de F IL 1 et les fonctions de 1TL1 au niveau de l'endomètre utérin et confirme davantage le rôle joué par cette cytokine dans la maladie de Fendométriose.

Thèse de doctorat : Chimie organique. Pharmacochimie : Strasbourg 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 307-324.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 86-94. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

L’asthme est une maladie respiratoire chronique comportant une composante inflammatoire et un remodelage des voies respiratoires. À l’heure actuelle, plusieurs efforts ont été réalisés dans le but d’identifier les gènes associés à l’asthme et susceptibles d’augmenter le risque de développer la maladie ou d’accroître la symptomatologie. Il demeure toutefois important d’intégrer l’environnement pour mieux comprendre comment ces facteurs extrinsèques interagissent et régulent l’expression des gènes associés à l’asthme. L’objectif de ce projet était d’évaluer la méthylation de gènes impliqués dans le mécanisme d’inflammation des voies respiratoires dans le but de déterminer si les modifications épigénétiques pouvaient réguler, du moins en partie, l’expression de ces gènes. Ces gènes ont été choisis sur la base de leur association avec l’asthme et/ou sur la base d’une différence d’expression comparativement aux individus sans asthme ni allergie dans la collection familiale d’asthme allergique du Saguenay–Lac-Saint-Jean. Les résultats ont démontré que le gène du récepteur de type 2 de l’interleukine (IL) 1 (IL1R2), récepteur leurre de l’IL-1, et l’IL-33 (IL33) ont une signature de méthylation spécifique à l’asthme. Le mécanisme de méthylation régule à la hausse l’expression de ces gènes impliqués dans le processus inflammatoire, dans un contexte d’asthme allergique. Considérant la réversibilité de la méthylation de l’ADN, la signature épigénétique de ces gènes constitue donc une cible thérapeutique potentielle. En effet, il serait possible de contrer l’effet pro-inflammatoire d’IL-33 dans les poumons en augmentant la méthylation de ce ligand, et ainsi diminuer ses fonctions dans la réponse immune innée et adaptative dans un contexte d’asthme. En ce qui concerne IL1 et IL1R2, il serait envisageable de bloquer la formation de ce complexe en régulant la méthylation du ligand pour limiter sa contribution à l’inflammation.

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l'Université Laval comme exigence partielle du programme de maîtrise en médecine expérimentale offert à l'Université du Québec à Chicoutimi en vertu d'un protocole d'entente avec l'Université Laval pour l'obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.)" / Les gènes ayant une activité biologique en lien avec le gène du récepteur de type 2 de l’interleukine 1 (IL1R2) sont des déterminants génétiques de l’asthme allergique L’asthme est une maladie chronique des voies respiratoires qui se traduit par une hyperactivité, une obstruction bronchique et un remodelage. Plusieurs facteurs génétiques et environnementaux sous-tendent le développement de cette maladie. En effet, plus de 300 gènes ont été jusqu’à présent associés à l’asthme. Dans ce mémoire, il sera question de certains de ces gènes associés avec les phénotypes reliés à l’asthme et qui sont en lien avec les activités du gène du récepteur de type 2 de l’interleukine 1 (IL1R2). Le gène IL1R2 est différemment exprimé dans les biopsies bronchiques de sujets asthmatiques allergiques comparativement aux sujets témoins et a également été associé avec l'atopie. Un criblage pangénomique (GWAS) a été réalisé sur cinq études d ’asthme indépendantes (SLSJ, EGEA, CAPPS, SAGE et BUSSELTON) afin d ’identifier des polymorphismes associés aux différents phénotypes reliés à l’asthme. Sept gènes ont été associés: beta-site APPcleaving enzyme-1 (BACE1) et la métalloprotéinase 2 (MMP2) avec l’asthme et l’asthme allergique, spleen focus form ing virus proviral integration oncogene (S P Il) avec l’atopie et l’asthme atopique, endoplasmic reticulum aminopeptidase (ERAP1) avec l’asthme allergique, interleukin 1 receptor accessory protein (IL1RAP) et interleukin 1 alpha (ILIA) avec l ’atopie, et le gène interleukin 1 receptor type 1 (IL1R1) avec l ’asthme, l’atopie et l’asthme allergique. Ces résultats soulignent l’importance du rôle &IL1R2 dans l’asthme et suggèrent qu’il serait pertinent de mieux caractériser sa voie biologique à l’aide d ’études génétiques fonctionnelles afin d’avoir une meilleure connaissance du rôle &IL1R2 dans la physiopathologie de l’asthme.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. [87]-103. Publié aussi en version électronique.

Les calpaïnes 1 et 2 sont des protéases à cystéine ubiquitaires et la calpastatine est leur inhibiteur naturel, également ubiquitaire. Les calpaïnes sont impliquées dans le développement de la réponse inflammatoire via l’activation par protéolyse partielle de plusieurs substrats (activation de NF-κB par le clivage de I-κBα, remodelage du cytosquelette des cellules inflammatoires, clivage de la protéine chaperonne HSP 90…).Il a été précédemment démontré que les calpaïnes favorisent le vieillissement neuronal. Nous avons pu montrer dans un modèle murin que l’inhibition in vivo des calpaïnes par la surexpression de calpastatine limite le vieillissement notamment rénal et vasculaire. L’inflammation liée au vieillissement ou « inflammaging » est considérablement réduite par l’inhibition spécifique des calpaïnes. Ceci est dû, au moins en partie, à l’effet des calpaïnes sur la production de cytokines pro-inflammatoires et sur la maturation de l’interleukine-1.Si les calpaïnes intracellulaires exercent un rôle pro-inflammatoire, les calpaïnes externalisées ont un effet anti-inflammatoire via le clivage de TLR2. Les calpaïnes peuvent en effet être excrétées hors des cellules via les transporteurs ABCA1. Dans le cadre d’un modèle murin de mélanome, nous avons pu montrer que l’inhibition des seules calpaïnes extracellulaires par la surexpression de calpastatine extracellulaire préserve TLR2 et limite ainsi la progression de la tumeur.Les calpaïnes intra- et extracellulaires sont des médiateurs majeurs de la réponse inflammatoire et modulent « l’inflammaging » ainsi que la réponse immune anti-tumorale. / Calpain 1 and 2 are cysteine proteases and calpastatin is their natural inhibitor. Calpains and calpastatin are ubiquitous. Calpains are involved in inflammatory response development via activation by partial proteolysis of several substrates (NF-kappaB activation by I-kappaBalpha cleavage, remodeling of inflammatory cells cytoskeleton, cleavage of chaperone protein HSP90 ... ). It has been previously shown that calpains promote neuronal aging. We have shown in a mouse model that inhibition of calpain by calpastatin overexpression limits renal and vascular aging. The inflammation associated with aging or "inflammaging" is considerably reduced by specific inhibition of calpain. This is due, at least in part, to calpain effect on production of pro-inflammatory cytokines and in maturation of interleukin-1 alpha. If intracellular calpains are pro-inflammatory, secreted calpains have an anti-inflammatory effect via cleavage of TLR2. Calpains can indeed be excreted out of the cells via the transporter ABCA1. In the context of a mouse model of melanoma, we have shown that inhibition of extracellular calpain by only extracellular calpastatin overexpression preserves TLR2 and thus limit the progression of the tumor.Calpains intra- and extracellular are major mediators of inflammatory response and modulate the "inflammaging" and the anti-tumor immune response.