Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Les Lymphocytes T CD8 (LT CD8) sont des cellules du système immunitaire capables de reconnaître et de détruire des cellules infectées ou tumorales. De plus, les LT CD8 mémoires générés suite à une première rencontre avec un agent pathogène confèrent à l’organisme une protection efficace contre une réinfection. Cela a pour origine une modification des capacités effectrices et migratoires des LT CD8 mémoires par rapport aux LT CD8 naïfs. Ces fonctions améliorées des LT CD8 mémoires peuvent être régulées : des travaux préalables réalisés au sein de l’équipe ont montré que l’Interleukine-4 (IL-4), une cytokine sécrétée lors des réponses allergiques ou contre des pathogènes extracellulaires, inhibe certaines propriétés des cellules mémoires comme la sécrétion rapide de CCL5. Les effets de l’IL-4 sur les fonctions des LT CD8 mémoires sont cependant mal caractérisés : l’objectif de cette thèse a été de les identifier plus précisément. En utilisant une approche par micro-array, nous avons identifié une signature de gènes régulés par l’IL-4 dans les LT CD8 mémoires et montré que cette cytokine modifie l’expression de gènes impliqués dans la prolifération, la migration, et les fonctions effectrices des LT CD8 mémoires. Nous avons montré que l’IL-4 inhibe l’expression du récepteur de costimulation NKG2D à la surface des LT CD8 mémoires in vivo, s’accompagnant d’une diminution du signal costimulateur délivré par l’engagement de NKG2D. Nous avons également montré que la présence de certaines cytokines γc telles que l’IL-4 ou l’IL-21 lors de l’activation cellulaire affecte fortement les fonctions des LT CD8 effecteurs générés ainsi que leur différenciation en cellules mémoires. / Immunological memory is characterized by a secondary response that is faster and stronger than the primary response. For CD8 T cells this results from an increase frequency of antigen specific cells that display an improved response as compared to naïve cells. Memory CD8 T cells also display a new pattern of surface molecules that is associated with modified homing or activation properties. γc cytokines are known to affect both CD8 T cells functions and survival. Indeed, IL-4, a γc cytokine involved in Th2 responses induced in response to parasitic infections or allergies has been shown to reduce both IFNγ secretion and cytotoxicity of CD8 T lymphocytes. In the lab, we have demonstrated that IL-4 down-regulates ccl5 mRNA stores by inhibiting ccl5 transcription via a STAT6-dependent pathway. However, effects of IL-4 on CD8 T cells’ biology remain largely unknown. To identify such effects, we realised a microarray study that allowed us to identify the signature of genes affected by IL-4 in memory CD8 T cells. Among this signature, we identified genes involved in several functions of CD8 T cells, such as proliferation, migration, and effector functions. We then confirmed both in vitro and in vivo that NKG2D, a member of the NK receptors family involved in the modulation of the activation threshold of memory CD8 T cells, is down-regulated by IL-4, inhibiting NKG2D-dependant costimulation of memory CD8 T cells. Finally, we found that γc cytokines such as IL-4 and IL-21 affect the effector capacities of in vitro activated CD8 T Cells, as well as the differentiation of activated cells into memory cells.

Les lymphomes B primitifs du médiastin (LBPMs) constituent une entité anatomo-clinique particulière au sein des lymphomes diffus à grandes cellules B. Les analyses du transcriptome des LBPMs ont montré une forte expression des gènes induits par l’IL-4 ou l’IL-13 et des effecteurs de cette voie de signalisation. L’objectif de ce travail a été d’étudier la voie IL-4/IL-13 dans les LBPMs. Dans une 1ere partie, nous avons montré que le facteur de signalisation et de transcription 6 (STAT6) est constitutivement phosphorylé et possède une activité de liaison à l’ADN dans les lignées dérivées de LBPM (MedB1, Karpas1106). Le STAT6 phosphorylé (-P) est présent dans les noyaux des cellules tumorales de LBPMs (73% des cas). Cette activation est due en partie à l’activité de la kinase JAK2 et aux altérations du gène régulant négativement cette voie de signalisation, SOCS1. Dans une 2eme partie, nous avons étudié le rôle de STAT6 dans la physiopathologie de ces lymphomes en inhibant son expression par un siRNA dans les lignées. Nous avons montré une diminution de la prolifération et une augmentation de la mort cellulaire, ainsi qu’une diminution du taux du mRNA Bcl-xL dans les cellules MedB1. Nous avons observé une corrélation entre l’accumulation nucléaire de STAT6-P et l’expression cytoplasmique de Bcl-xL dans les cellules tumorales. Enfin, nous avons mis récemment en évidence des mutations du domaine de liaison à l’ADN de STAT6, dans 35% des LBPMs. L’étude des mécanismes oncogéniques activés dans la voie IL-4/IL-13 devrait permettre de comprendre le dysfonctionnement cellulaire à l’origine des LBPMs et pourrait aussi donner de nouvelles cibles pour le diagnostic et la thérapie / Primary mediastinal large B-cell lymphomas (PMBCLs) are a particular anatomo-clinical entity among diffuse large B-cell lymphomas (DLBCLs). The transcriptome analyses of PMBCLs showed high expression of genes activated by IL-4 or IL-13 and effectors of this signaling pathway. The objective of this work was study the IL-4 / IL-13 signaling pathway in PMBCLs. In a 1st part, we demonstrated that signal transducer and activator of transcription 6 (STAT6) is constitutively phosphorylated and exhibits DNA binding activity in PMBCL derived cell lines (MedB1, Karpas1106). This phosphorylated STAT6 (P-) is present in nuclei of PMBCL neoplastic cells (73 % of cases). This activation is partially due to the activity of JAK2 kinase and to the alteration of a gene which regulates negatively this signalling pathway, SOCS1. In a 2nd part, we studied the STAT6 role in physiopathology of these lymphomas by inhibiting its expression with a siRNA in cell lines. We showed proliferation decrease and cell death increase, as well as diminution of Bcl-xL mRNA in MedB1 cells. We observed a correlation between P-STAT6 nuclear accumulation and Bcl-xL cytoplasmic expression in neoplastic cells. In a last part, we recently demonstrate mutations of STAT6 DNA binding domain, in 35 % of PMBCLs. The study of oncogenic mechanisms activated in IL-4/IL-13 signaling pathway could allow to understand the cellular dysfunction at the origin of the PMBCLs and could also identify new targets for the diagnostic and the therapy

Thèse doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Paris 12 : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 mai 2008). Bibliogr.

Proefschrift Rijksuniversiteit Groningen. / Datum laatste controle: 28-11-1997. Met lit. opg. - Met een samenvatting in het Nederlands.

Les Lymphocytes T CD8 (LT CD8) sont des cellules du système immunitaire capables de reconnaître et de détruire des cellules infectées ou tumorales. De plus, les LT CD8 mémoires générés suite à une première rencontre avec un agent pathogène confèrent à l'organisme une protection efficace contre une réinfection. Cela a pour origine une modification des capacités effectrices et migratoires des LT CD8 mémoires par rapport aux LT CD8 naïfs. Ces fonctions améliorées des LT CD8 mémoires peuvent être régulées : des travaux préalables réalisés au sein de l'équipe ont montré que l'Interleukine-4 (IL-4), une cytokine sécrétée lors des réponses allergiques ou contre des pathogènes extracellulaires, inhibe certaines propriétés des cellules mémoires comme la sécrétion rapide de CCL5. Les effets de l'IL-4 sur les fonctions des LT CD8 mémoires sont cependant mal caractérisés : l'objectif de cette thèse a été de les identifier plus précisément. En utilisant une approche par micro-array, nous avons identifié une signature de gènes régulés par l'IL-4 dans les LT CD8 mémoires et montré que cette cytokine modifie l'expression de gènes impliqués dans la prolifération, la migration, et les fonctions effectrices des LT CD8 mémoires. Nous avons montré que l'IL-4 inhibe l'expression du récepteur de costimulation NKG2D à la surface des LT CD8 mémoires in vivo, s'accompagnant d'une diminution du signal costimulateur délivré par l'engagement de NKG2D. Nous avons également montré que la présence de certaines cytokines γc telles que l'IL-4 ou l'IL-21 lors de l'activation cellulaire affecte fortement les fonctions des LT CD8 effecteurs générés ainsi que leur différenciation en cellules mémoires.

À cause de l’absence de dystrophine, les fibres musculaires d’un enfant atteint de la Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD) sont fragiles et leurs ruptures fréquentes entraînent une dégénérescence progressive du tissu musculaire. Basée sur les mécanismes de la régénérescence musculaire, la transplantation de myoblastes consiste à fournir des précurseurs myogéniques sains afin que ces derniers participent à la réparation du tissu musculaire dystrophique. Bien que cette approche ait permis de restaurer l’expression de dystrophine lors d’études cliniques menées auprès de patients DMD, la faible dispersion des fibres exprimant la dystrophine s’est révélée un problème majeur requérant que des injections de myoblastes soient effectuées à tous les millimètres afin d’obtenir un succès de greffe optimal. Une faible migration des cellules greffées à l’extérieur des sites d’injection étant suspectée comme principale cause de la restriction des fibres hybrides au niveau des sites d’injections, l’objectif de nos travaux fut d’établir que l’IGF-1, le bFGF et l’interleukine-4 présentent des propriétés chémokinésiques et que leur co-injection avec les cellules greffées est une approche physiologique et efficace pour favoriser la migration intramusculaire des myoblastes squelettiques humains ou de singe. Bien que la co-injection de facteurs de croissance fût envisagée dans l’espoir que les cellules ayant migré puissent fusionner avec les fibres retrouvées à l’extérieur de la trajectoire d’injection, les résultats de transplantation obtenus chez le primate suggèrent que l’augmentation du potentiel migratoire n’est pas, à elle seule, une approche suffisante pour accroître la quantité et la dispersion des fibres hybrides. Globalement, nos travaux ont permis de mieux comprendre et de redéfinir les facteurs limitant le succès de la transplantation de myoblastes. Bien que les cellules myogéniques aient effectivement un potentiel migratoire limité, l’absence de fusion entre les cellules greffées et les fibres non endommagées est sans doute la cause réelle de la restriction des fibres hybrides. Tant que ce problème subsistera, toutes les approches permettant d’améliorer la migration des cellules greffées ne pourront se révéler efficaces pour améliorer la dispersion des fibres et pour réduire la quantité d’injections requises pour le traitement d’un patient dystrophique. / Due to the absence of dystrophin, muscle fibers of Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) patients are fragile and their constant ruptures induce a progressive lost of muscular tissues. Myoblast transplantation (MT) is an experimental treatment for DMD. Following their intramuscular injection, healthy myogenic precursor cells are able to fuse with host fibers and restore dystrophin expression. Although MT had efficiently restore dystrophin expression in DMD patients; transplantation success following a single injection is limited. The low dispersion of dystrophin expressing fibers is a major problem that requires myoblast injections every millimetre to obtain an optimal graft success. Since poor transplanted cell migration outside the injection sites has been proposed to explain the restriction of hybrid myofibers, motogenic factors were tested to verify whether their co-injection with transplanted myoblasts is a physiological and effective approach to stimulate proteolytic activity as well as myoblast intramuscular migration. Results demonstrated that insulin growth factor-1, basic fibroblast growth factor and interleukin-4 show strong chemokinetic potential for human skeletal myoblasts and increase the migration distances reached by transplanted cells. By improving cell migration through muscular tissue, we hoped that growth factors co-injection would help transplanted cells to fuse with myofibers located outside the injection sites. However, experiments conducted in monkeys suggest that improvement of transplanted cell migration is not, per se, a sufficient approach to increase the quantity and dispersion of hybrid fibers. Generally, our work helped to clarify and redefine a major problem, which limits graft success. Even if short-term observations suggest that transplanted cells are not always trapped inside the injection sites, myofibers including grafted cell nuclei remain restricted to the injection trajectories one month post transplantation. Lack of fusion with undamaged myofibers located outside the injection sites will probably have to be resolved to improve dispersion of hybrid myofibers and thus reduce the number of injections required for the treatment of DMD patients. As long as this fusion problem remains, all approaches, which increase transplanted cell migration, will not be sufficient to increase MT success.

L'interleukine-4, cytokine clef du système immunitaire, est l'une des composantesprincipales de la réponse humorale. Un variant d'épissage de l'IL-4 humaine, nommé IL-4δ2est caractérisé par une délétion de l'exon 2. L'expression d'isoformes de cytokines peut êtrespécifique d'un tissu, d'un stimulus ou d'un état pathologique. Un intérêt particulier leur estaccordé car leur présence ou leur niveau d'expression peut en faire des biomarqueurspotentiels de certains stades pathologiques. Ainsi, ce projet a été consacré à l'étude del'expression et de la fonctionnalité de l'IL-4δ2 dans le but de mieux caractériser son rôle ausein de la réponse immunitaire.Une étude cinétique des niveaux d'expression de l'interleukine-4 et de son variant,réalisée chez des donneurs sains, montre une expression de ces deux variants dépendante dudonneur. L'étude a été poursuivie pour déterminer le type cellulaire capable de produire l'IL-4δ2. Ainsi, l'IL-4δ2 ne semble pas être exprimée par les cellules CD4+ et CD8+ à l'inversedes granulocytes.La fonction agoniste ou antagoniste à l'IL-4, de l'isoforme δ2, sujette à controverse, ajustifié une exploration de sa fonctionnalité. Nous avons ainsi évalué la capacité de l'IL-4δ2 àactiver les voies de signalisation de l'IL-4. Une absence d'activation de mécanismescellulaires similaires à l'IL-4 nous suggère un potentiel rôle inhibiteur de ce variant.Au cours du travail sur l'IL-4δ2, un nouveau variant d'épissage de l'IL-4 a étédécouvert chez l'homme. Par épissage alternatif, un nouvel exon est retenu dans l'ARNm dece variant. L'étude de celui-ci nous a permis de proposer, pour cet ARNm, une dégradationpar le mécanisme de Nonsens-Mediated Decay (NMD). Cette découverte apporte un niveausupplémentaire dans la compréhension du système de régulation de l'IL-4.Ce sujet d'étude apporte de nouveaux éléments quant à l'expression et la fonction del'IL-4δ2. De plus, l'identification d'un nouveau variant d'épissage enrichit la connaissancesur la régulation de l'expression du gène de l'Il4. D'une façon générale, la prise en comptedes variants d'épissage des cytokines devrait permettre de mieux caractériser la réponseimmunitaire, essentielle dans un contexte de vaccinologie.

L’interleukine-4, cytokine clef du système immunitaire, est l’une des composantesprincipales de la réponse humorale. Un variant d’épissage de l’IL-4 humaine, nommé IL-4δ2est caractérisé par une délétion de l’exon 2. L’expression d’isoformes de cytokines peut êtrespécifique d’un tissu, d’un stimulus ou d’un état pathologique. Un intérêt particulier leur estaccordé car leur présence ou leur niveau d’expression peut en faire des biomarqueurspotentiels de certains stades pathologiques. Ainsi, ce projet a été consacré à l’étude del’expression et de la fonctionnalité de l’IL-4δ2 dans le but de mieux caractériser son rôle ausein de la réponse immunitaire.Une étude cinétique des niveaux d’expression de l’interleukine-4 et de son variant,réalisée chez des donneurs sains, montre une expression de ces deux variants dépendante dudonneur. L’étude a été poursuivie pour déterminer le type cellulaire capable de produire l’IL-4δ2. Ainsi, l’IL-4δ2 ne semble pas être exprimée par les cellules CD4+ et CD8+ à l’inversedes granulocytes.La fonction agoniste ou antagoniste à l’IL-4, de l’isoforme δ2, sujette à controverse, ajustifié une exploration de sa fonctionnalité. Nous avons ainsi évalué la capacité de l’IL-4δ2 àactiver les voies de signalisation de l’IL-4. Une absence d’activation de mécanismescellulaires similaires à l’IL-4 nous suggère un potentiel rôle inhibiteur de ce variant.Au cours du travail sur l’IL-4δ2, un nouveau variant d’épissage de l’IL-4 a étédécouvert chez l’homme. Par épissage alternatif, un nouvel exon est retenu dans l’ARNm dece variant. L’étude de celui-ci nous a permis de proposer, pour cet ARNm, une dégradationpar le mécanisme de Nonsens-Mediated Decay (NMD). Cette découverte apporte un niveausupplémentaire dans la compréhension du système de régulation de l’IL-4.Ce sujet d’étude apporte de nouveaux éléments quant à l’expression et la fonction del’IL-4δ2. De plus, l’identification d’un nouveau variant d’épissage enrichit la connaissancesur la régulation de l’expression du gène de l’Il4. D’une façon générale, la prise en comptedes variants d’épissage des cytokines devrait permettre de mieux caractériser la réponseimmunitaire, essentielle dans un contexte de vaccinologie. / Interleukin-4 (IL-4) is a key cytokine driving the humoral component of the immunesystem. An alternative splice variant of human IL-4, deleted of the second exon and so calledIL-4δ2 has been described. The expression of alternative splice variants is known to be tissuespecific,dependent of a particular stimulus or a pathological state. Their potential asbiomarkers is of increasing interest. Thus, this project was dedicated to the functionality ofIL-4δ2, improving characterization of the immune response.A kinetic study on the expression levels of IL-4 and its spliced variant, conducted onhealthy donors has shown to be donor-specific. The determination of the cell type able toproduce IL-4δ2 indicated that, CD4+ and CD8+ cells were not expressing the isoform, incontrast to granulocytes.The controversial agonist or antagonist function of IL-4δ2 was discussed throughfunctionality. The ability of IL-4δ2 to induce the signaling pathways of IL-4 was evaluated.An absence of similar profile of activation to IL-4 suggests a potential inhibitory role of IL-4δ2.During the study on IL-4δ2, a new alternatively spliced variant of IL-4 was discoveredin humans. Upon splicing, a new exon is retained in this variant. Its functional outcome as asubstrate for Nonsens-Mediated Decay (NMD) allowed bringing a new insight in thecomprehension of IL-4 regulatory system.Our work brought novel elements in the expression and functionality of IL-4δ2.Moreover, the discovery of a new alternatively spliced variant enriched the knowledge on theregulation pathways of Il4 gene expression. A focus on alternatively spliced variants ofcytokines is likely to clarify the complex regulation of the immune system.