Einleitung: Das Darmmikrobiom, ein hochkomplexes Ökosystem an Mikroorganismen, geht eine lebenslange wechselseitige Beziehung mit seinem Wirt ein und beeinflusst wesentlich dessen Darmreifung post partum. Dazu interagieren Darmbakterien direkt und indirekt mit den intestinalen Stammzellen in den Krypten und regulieren Zellteilung und -differenzierung, wobei die Mechanismen nicht abschließend geklärt sind. Das Darmmikrobiom stellt eine wichtige Quelle für Mikroben-assoziierte molekulare Muster (MAMPs) dar, die von Mustererkennungsrezeptoren wie den Toll-like-Rezeptoren (TLR) auf den intestinalen Epithelzellen erkannt werden können. Somit können TLR auf den intestinalen Epithelzellen eine mögliche Verbindung zwischen Darmmikrobiom und Anpassungsreaktionen der Dünndarmmorphologie darstellen. Ziele der Untersuchung: Folgende Hypothesen sollten untersucht werden: 1. Die Anwesenheit von Darmbakterien beeinflusst die Morphologie der Dünndarmschleimhaut. 2. Diese Wirkung wird über Toll-like-Rezeptoren und den Hedgehog-Signalweg in Epithelzellen vermittelt. 3. Über diese Signalwege werden auch funktionelle Eigenschaften wie die Durchlässigkeit der Darmbarriere verändert. Tiere, Material und Methoden: Zur Untersuchung des Einflusses des Mikrobioms wurden in einem gnotobiotischen Mausmodell keimfreie Tiere mit dem minimalen mikrobiellen Konsortium Altered Schaedler Flora (ASF) besiedelt. Die ASF, welche sich aus acht definierten Bakterienarten zusammensetzt, wurde aus dem Caecum ASF-besiedelter C3H/HeNTac-Mäuse entnommen und männlichen und weiblichen keimfreien C57BL/6J-Mäusen appliziert. Der Nachweis der Bakterienspezies erfolgte aus bakterieller DNA, die aus frischen Kotpellets isoliert wurde. Der Vergleich wurde zwischen Dünndärmen ASF-kolonisierter Mäuse (n = 13), keimfreien Tieren (n = 8), konventionell gehaltenen (n = 7) und einer Gruppe Antibiotika-behandelter Mäuse (n = 8) durchgeführt. Zur Untersuchung des Einflusses der Toll-like-Rezeptoren TLR2 und TLR4 wurden epithelspezifische TLR2-defiziente (TLR2ΔIEC) bzw. TLR4-defiziente Mäuse (TLR4ΔIEC) verwendet und mit ihren jeweiligen Wildtyp-Geschwistertieren (WT) verglichen. Die morphometrische Eigenschaften des Dünndarms wurden anhand von histologischen Schnitten untersucht, die mit Hämatoxylin-Eosin oder Periodic-Acid-Schiff gefärbt waren. Hierbei wurden u.a. Mukosahöhe und Villuslänge gemessen sowie die Anzahl der Epithelzellen und Anzahl der Becherzellen pro Villus gezählt. Weiterhin wurden sowohl in Dünndarmgewebe als auch in isolierten intestinalen Epithelzellen mittels qPCR die mRNAExpression der Liganden des Hedgehog (Hh)-Signalwegs Sonic Hedgehog (Shh) und Indian Hedgehog (Ihh) sowie Hedgehog-Zielgene wie Glioma-associated oncogene transcription factor 1 (Gli-1), Patched-1 (Ptch-1) und Hedgehog Interacting Protein (Hhip) untersucht. In einem Teil der Tiere wurde der Hedgehog-Signalweg durch Applikation des Inhibitors Vismodegib gehemmt. Ein möglicher Einfluss auf die Permeabilität des Dünndarms wurde über die mRNA-Expression diverser Tight Junction-Proteine wie Occludin oder Claudin-4 sowie durch einen Permeabilitätsassay mit FITC-Dextran untersucht. Gruppenvergleiche wurden mit einer einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) und Holm-Šídák post-hoc Test bzw. zwischen den TLR2ΔIEC oder TLR4ΔIEC und WT-Mäusen mittels zweiseitigem ungepaarten t-Test durchgeführt. Unterschiede wurden bei P < 0,05 als statistisch signifikant betrachtet. Ergebnisse: Durch den Nachweis aller acht Bakterienarten in den Kotproben der behandelten Mäuse konnte die erfolgreiche Übertragung der ASF auf die Empfängertiere nachgewiesen werden. Hinsichtlich Mukosahöhe, Villuslänge, Anzahl der Epithelzellen und der Becherzellen wiesen keimfreie gegenüber konventionell gehaltenen Mäusen signifikant höhere Werte auf. Die Kolonisierung mit ASF führte zu einer signifikanten Verringerung dieser Merkmale, so dass sie sich denen der konventionell gehaltenen Tiere annäherten. Die mRNA-Expression der Hh-Liganden Shh und Ihh war sowohl im Dünndarm als auch in isolierten intestinalen Epithelzellen ASF-besiedelter Mäuse signifikant erhöht. Die Hh-Zielgene Gli-1, Ptch-1 und Hhip waren auf mRNA-Ebene im Dünndarm ASF-besiedelter Mäuse ebenfalls signifikant höher exprimiert. Mukosahöhe, Epithelzellzahl und Villuslänge waren im Jejunum von TLR2ΔIEC- und TLR4ΔIEC-Mäusen gegenüber ihren WT-Geschwistern signifikant höher. Während bei TLR2ΔIEC-Mäusen außer Shh alle untersuchten Hh-Zielgene vermehrt exprimiert waren, waren bei TLR4ΔIEC-Mäusen die gleichen Gene signifikant weniger exprimiert. Wurde hingegen der Hh-Signalweg in konventionell gehaltenen C57BL/6-Mäusen mit Vismodegib inhibiert, waren der Expression der Hh-Zielgene, des TLR2 und des TLR4 signifikant vermindert. Sowohl die Hemmung des Hh-Signalwegs mit Vismodegib als auch das Fehlen der epithelialen TLR2 oder TLR4 bedingte eine verminderte Expression von Tight Junction-Proteinen, die mit einer erhöhten Darmpermeabilität einherging. Konventionell gehaltene Mäuse hatten sowohl gegenüber keimfreien als auch gegenüber mit ASF besiedelten Tieren eine signifikant niedrigere Expression von Tight Junction-Proteinen, was mit einer signifikant höheren Darmpermeabilität verbunden war. Schlussfolgerungen: Zusammenfassend lassen die Ergebnisse dieser Studie darauf schließen, dass Darmbakterien über intestinale TLR2 und TLR4 den Hh-Signalweg regulieren und darüber die Morphologie der Dünndarmmukosa als auch deren funktionelle Eigenschaften wie die Durchlässigkeit der Darmbarriere beeinflussen. / Introduction: The intestinal microbiome, a highly complex ecosystem of microorganisms, enters into a lifelong reciprocal relationship with its host and significantly influences its intestinal maturation postpartum. To this end, intestinal bacteria interact directly and indirectly with intestinal stem cells in the crypts and regulate cell division and differentiation, although the mechanisms are not conclusively understood. The intestinal microbiome represents an important source of microbeassociated molecular patterns (MAMPs) that can be recognized by pattern recognition receptors such as Toll-like-Receptors (TLRs) on intestinal epithelial cells. Thus, TLRs on intestinal epithelial cells may represent a potential link between gut microbiome and adaptation responses of small intestinal morphology. Aims: The following hypotheses should be investigated: 1. The presence of intestinal bacteria affects the morphology of the small intestinal mucosa. 2. This effect is mediated via Toll-like-Receptors and the Hedgehog signaling pathway in epithelial cells. 3. Functional properties such as the permeability of the intestinal barrier are also altered via these signaling pathways. Animals, materials and methods: To investigate the influence of the microbiome, germ-free animals were colonized with the minimal microbial consortium Altered Schaedler Flora (ASF) in a gnotobiotic mouse model. The ASF, which is composed of eight defined bacterial species, was harvested from the caecum of ASF-colonized C3H/HeNTac mice and applied to male and female germ-free C57BL/6J mice. Bacterial species were detected from bacterial DNA isolated from fresh fecal pellets. Comparison was made between small intestines of ASF-colonized mice (n = 13), germ-free animals (n = 8), conventionally housed (n = 7), and a group of antibiotic-treated mice (n = 8). To investigate the influence of Toll-like-Receptors TLR2 and TLR4, epithelial-specific TLR2-deficient (TLR2ΔIEC) or TLR4-deficient mice (TLR4ΔIEC) were used and compared with their respective wild-type (WT) littermates. Morphometric characteristics of the small intestine were examined using histological sections stained with hematoxylin-eosin or periodic-acid-Schiff. Here, mucosa height and villus length were measured, and the number of epithelial cells and number of goblet cells per villus were counted, among other measurements. Furthermore, mRNA expression of the ligands of the Hedgehog (Hh) signaling pathway Sonic Hedgehog (Shh) and Indian Hedgehog (Ihh) as well as Hedgehog target genes such as Gliomaassociated oncogene transcription factor 1 (Gli-1), Patched-1 (Ptch-1) and Hedgehog Interacting Protein (Hhip) were examined in small intestinal tissue as well as in isolated intestinal epithelial cells by qPCR. In a subset of animals, Hedgehog signaling was inhibited by application of the inhibitor Vismodegib. A possible influence on small intestinal permeability was investigated by mRNA expression of various tight junction proteins such as Occludin or Claudin-4 and by permeability assay with FITC-dextran. Group comparisons were performed with a one-way analysis of variance (ANOVA) and Holm-Šídák post-hoc test or between the TLR2ΔIEC or TLR4ΔIEC and WT mice by two-tailed unpaired t test. Differences were considered statistically significant at P < 0.05. Results: Detection of all eight bacterial species in the fecal samples of treated mice demonstrated successful transfer of ASF to recipient animals. In terms of mucosa height, villus length, number of epithelial cells and goblet cells, germ-free mice had significantly higher values compared to conventionally housed mice. Colonization with ASF significantly decreased these characteristics to approach those of conventionally housed animals. The mRNA expression of the Hh ligands Shh and Ihh was significantly increased in the small intestine as well as in isolated intestinal epithelial cells of ASF colonized mice. The Hh target genes Gli-1, Ptch-1, and Hhip were also significantly higher expressed at the mRNA level in the small intestine of ASF-colonized mice. Mucosa height, epithelial cell number, and villus length were significantly higher in the jejunum of TLR2ΔIEC and TLR4ΔIEC mice compared with their WT littermates. Whereas in TLR2ΔIEC mice, except for Shh, all Hh target genes examined were increased in expression, the same genes were significantly less expressed in TLR4ΔIEC mice. In contrast, when the Hh pathway was inhibited with Vismodegib in conventionally maintained C57BL/6J mice, the expression of Hh target genes, TLR2, and TLR4 were significantly decreased. Both inhibition of the Hh pathway with Vismodegib and absence of epithelial TLR2 or TLR4 caused decreased expression of tight junction proteins, which was associated with increased intestinal permeability. Conventionally housed mice had significantly lower expression of tight junction proteins compared with both germ-free and ASF-populated animals, which was associated with significantly higher intestinal permeability. Conclusions: In summary, the results of this study suggest that intestinal bacteria regulate the Hh signaling pathway via intestinal TLR2 and TLR4 and thereby influence the morphology of the small intestinal mucosa as well as its functional properties such as intestinal barrier permeability.

Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology & Toxicology Student: Veronika Halodová Supervisor: doc. PharmDr. Lukáš Červený, Ph.D. Title of diploma thesis: In vitro and ex vivo study of drug-drug interactions of antivirals on intestinal membrane transporters Tenofovir (TFV) is the first-line agent in the treatment of hepatitis B virus (HBV) infection for patients aged over 12 years and one of the first-line choices for the combination antiretroviral therapy (cART) of infections caused by human immunodeficiency virus (HIV). Two commercially available prodrugs have been developed for oral administration of TFV, tenofovir disoproxil fumarate (TDF) and tenofovir alafenamide fumarate (TAF). These prodrugs increase TFV membrane permeability and oral bioavailability. One of the factors that can affect the bioavailability of orally administrated drugs is active transport mediated by efflux transporters, mainly by P-glycoprotein (ABCB1, P-gp) and Breast cancer resistance protein (ABCG2, BCRP). It has been already proved that TDF and TAF are substrates of both of these transporters. The goal of this diploma thesis was to use in vitro and ex vivo models of intestinal barrier to assess the impact of the efflux transporters on TDF and TAF transport in the intestine and on their...

Intestinal cylindrical growth peaks in mice a few weeks after birth, simultaneously with crypt fission activity. It nearly stops after weaning and cannot be reactivated later. Transgenic mice expressing Cd97/Adgre5 in the intestinal epithelium develop a mega-intestine with normal microscopic morphology in adult mice. Here, we demonstrate premature intestinal differentiation in Cd97/Adgre5 transgenic mice at both the cellular and molecular levels until postnatal day 14. Subsequently, the growth of the intestinal epithelium becomes activated and its maturation suppressed. These changes are paralleled by postnatal regulation of growth factors and by an increased expression of secretory cell markers, suggesting growth activation of non-epithelial tissue layers as the origin of enforced tissue growth. To understand postnatal intestinal growth mechanistically, we study epithelial fate decisions during this period with the use of a 3D individual cell-based computer model. In the model, the expansion of the intestinal stem cell (SC) population, a prerequisite for crypt fission, is largely independent of the tissue growth rate and is therefore not spontaneously adaptive. Accordingly, the model suggests that, besides the growth activation of non-epithelial tissue layers, the formation of a mega-intestine requires a released growth control in the epithelium, enabling accelerated SC expansion. The similar intestinal morphology in Cd97/Adgre5 transgenic and wild type mice indicates a synchronization of tissue growth and SC expansion, likely by a crypt density-controlled contact inhibition of growth of intestinal SC proliferation. The formation of a mega-intestine with normal microscopic morphology turns out to originate in changes of autonomous and conditional specification of the intestinal cell fate induced by the activation of Cd97/Adgre5.

<p dir="ltr">The gastrointestinal (GI) tract and its diverse microbial community play a significant role in overall health, impacting various aspects such as metabolism, physiology, nutrition, and immune function. Disruptions in the gut microbiota have been associated with metabolic diseases, colorectal cancer, diabetes, obesity, inflammatory bowel disease, Alzheimer's disease, and depression. Despite recognizing the importance of the gut microbiota, the interrelationship between microbiota, diet, and disease prevention remains unclear. Current techniques for monitoring the microbiome often rely on fecal samples or invasive endoscopic procedures, limiting the understanding of spatial variations in the gut microbiota and posing invasiveness challenges. To address these limitations, this dissertation focuses on the design and development of an electronic-free smart capsule platform capable of targeted sampling of GI fluid within specific regions of the GI tract. The capsule can be retrieved for subsequent bacterial culture and sequencing analysis. The capsule design is based on stimuli-responsive polymers and superabsorbent hydrogels, chosen for their proven safety, compatibility, and scalability. By leveraging the pH variation across the GI tract, the pH-sensitive polymeric coatings dissolve at the desired region, activating the sampling process. The superabsorbent hydrogel inside the capsule collects the sampled GI fluid and facilitates capsule closure upon completion of sampling. Systematic studies were conducted to identify suitable pH-responsive polymer coatings, superabsorbent hydrogels, and processing conditions that effectively operated within the physiological conditions of the GI tract. The technology's effectiveness and safety were validated through rigorous <i>in vitro</i> and <i>in vivo</i> studies using pig models. These studies demonstrated the potential of the technology for targeted sampling of GI fluid in both small and large intestinal regions, enabling subsequent bacterial culture and gene sequencing analysis. Additionally, the capsule design was enhanced with the integration of a metal tracer, enabling traceability throughout the GI tract using X-ray imaging and portable metal detectors for ambulatory screening. This technology holds promise as a non-invasive tool for studying real-time metabolic and molecular interactions among the host, diet, and microbiota in challenging-to-access GI regions. Its application in clinical studies can provide new insights into diet-host-microbiome interactions and contribute to addressing the burden faced by patients and their families dealing with GI-related diseases.</p>

[ES] Las bacterias resistentes a múltiples antibióticos, como el Enterococo resistente a vancomicina (ERV), son un problema creciente en los pacientes hospitalizados, por lo que se necesita estrategias alternativas para combatir estos patógenos. Las infecciones causadas por ERV suelen comenzar con la colonización del tracto intestinal, un paso crucial que se afectado por la presencia de la microbiota. Sin embargo, los antibióticos alteran la microbiota y esto promueve la colonización de ERV. Una vez que el patógeno ha colonizado el intestino, alcanza niveles muy altos pudiendo diseminar a otros órganos y pacientes. A pesar de su importancia, se sabe muy poco sobre los genes que codifica para colonizar el intestino y sobre el mecanismo por el cual la microbiota suprime su colonización intestinal, siendo los dos objetivos principales. En primer lugar hemos utilizado una metodología previamente descrita (Zhang et al., 2017, BMC Genomics), basada en la generación de una librería de mutantes por transposición junto a secuenciación masiva, con el fin de identificar los genes codificados por ERV necesarios para la colonización del intestino en ratones. Además, hemos realizado análisis metatranscriptómicos para identificar aquellos genes más expresados. El análisis ha identificado genes cuya interrupción reduce significativamente la colonización intestinal en el intestino grueso. Los genes que más afectaron a la colonización codifican proteínas relacionadas con la absorción o el transporte de diversos nutrientes como los carbohidratos (subunidad EIIAB del transportador PTS de manosa, el regulador transcripcional de la familia LacI, ácido N-acetilmurámico 6-fosfato eterasa) o iones (proteína transportadora dependiente de ATP (ABC) y proteínas del grupo [Fe-S]). El papel de estos genes en la colonización se ha confirmado mediante experimentos de mutagénesis directa y de competición con la cepa salvaje. Además, estos genes afectan a la colonización intestinal con diferentes antibióticos (clindamicina y vancomicina). Para identificar el mecanismo molecular por el cual cada gen afecta a la colonización, hemos realizado experimentos in vitro y ex vivo además del análisis transcriptómico. Los experimentos in vitro confirman que las proteínas del grupo [Fe-S] están involucradas en el transporte iones de hierro, principalmente Fe3+. Por otra parte, los genes de la subunidad EIIAB del transportador de manosa y del ácido N-acetilmurámico 6-fosfato eterasa son necesarios para la utilización de la manosa y el ácido N-acetilmurámico, respectivamente, azúcares que suelen estar presentes en el intestino. También confirmamos que el regulador transcripcional de la familia LacI es un represor que afecta a proteínas transportadoras ABC, probablemente implicadas en la absorción de carbohidratos. Además, algunos de estos genes están codificados principalmente por cepas clínicas de E. faecium y en menor medida por cepas comensales. En segundo lugar, estudiamos los mecanismos de protección de un consorcio de cinco bacterias comensales, que anteriormente se había demostrado que disminuían la colonización intestinal por ERV en ratones. Mediante transcriptómica, metabolómica y los ensayos in vivo observamos que el consorcio bacteriano inhibe el crecimiento de ERV mediante la reducción de nutrientes, concretamente fructosa. Por último, el análisis ARN-Seq in vivo de cada aislado en combinación con los ensayos ex vivo e in vivo demostraron que una sola bacteria (Olsenella sp.) proporciona protección. En conjunto, los resultados obtenidos han identificado la función de genes específicos requeridos por ERV para colonizar el intestino. Además, hemos identificado un mecanismo mediante el cual la microbiota confiere protección. Estos resultados podrían conducir a nuevos enfoques terapéuticos para prevenir las infecciones causadas por este patógeno multiresistente a los antibióticos. / [CA] Els bacteris resistents a múltiples antibiòtics, com el Enterococo resistent a vancomicina (ERV), són un problema creixent en els pacients hospitalitzats, que són resistents a la majoria d'antibiòtics disponibles per la qual cosa es necessita estratègies alternatives per a combatre aquests patògens. Les infeccions causades per ERV solen començar amb la colonització del tracte intestinal, un pas crucial que es veu afectat per la presència de la microbiota. No obstant això, els antibiòtics alteren la microbiota i això promou la colonització de ERV. Una vegada que el patogen ha colonitzat l'intestí, aconsegueix nivells molt alts podent disseminar a altres òrgans i pacients. Malgrat la seua importància, se sap molt poc sobre els gens que codifica ERV per a colonitzar l'intestí i sobre el mecanisme pel qual la microbiota suprimeix la seua colonització intestinal. En primer lloc hem utilitzat una metodologia prèviament descrita (Zhang et al., 2017, BMC Genomics), basada en la generació d'una llibreria de mutants per transposició junt amb seqüenciació massiva, amb la finalitat d'identificar els gens codificats per ERV necessaris per a la colonització de l'intestí en ratolins. A més a més, hem realitzat anàlisi metatranscriptòmics per a identificar aquells gens més expressats. L'anàlisi ha identificat gens quina interrupció redueix significativament la colonització intestinal en l'intestí gros. Els gens que més van afectar la colonització codifiquen proteïnes relacionades amb l'absorció o el transport de diversos nutrients com els carbohidrats (subunitat EIIAB del transportador PTS de manosa, el regulador transcripcional de la família LacI, àcid N-acetilmuràmic 6-fosfat eterasa) o ions (proteïna transportadora dependent d'ATP (ABC) i proteïnes del grup [Fe-S]). El paper d'aquests gens en la colonització s'ha confirmat mitjançant experiments de mutagènesis directa i de competició amb el cep salvatge. A més, aquests gens afecten la colonització intestinal amb diferents antibiòtics (clindamicina i vancomicina). Per a identificar el mecanisme molecular pel qual cada gen afecta a la colonització, hem realitzat experiments in vitro i ex viu a més de l'anàlisi transcriptòmic. Els experiments in vitro confirmen que les proteïnes del grup [Fe-S] estan involucrades en el transport d'ions de ferro, principalment Fe3+. D'altra banda, els gens de la subunitat EIIAB del transportador PTS de manosa i de l'àcid N-acetilmuràmic 6-fosfat eterasa són necessaris per a la utilització de la manosa i l'àcid N-acetilmuràmic, respectivament, sucres que solen estar presents en l'intestí. També confirmem que el regulador transcripcional de la família LacI és un repressor que afecta proteïnes transportadores ABC, probablement implicades en l'absorció de carbohidrats. A més a més, alguns d'aquests gens estan codificats principalment per ceps clínics de E. faecium i en menor mesura per ceps comensals. En segon lloc, estudiem els mecanismes de protecció d'un consorci de cinc bacteris comensals, que adès s'havia demostrat que disminuïen la colonització intestinal per ERV en ratolins. Amb l'ús de transcriptòmica, metabolòmica i els assajos in vivo observem que el consorci bacterià inhibeix el creixement de ERV mitjançant la reducció de nutrients, concretament fructosa. Finalment, l'anàlisi ARN-Seq in vivo de cada aïllat en combinació amb els assajos ex viu i in vivo van demostrar que un sol bacteri (Olsenella sp.) proporciona protecció. En conjunt, els resultats obtinguts han identificat la funció de gens específics requerits per ERV per a colonitzar l'intestí. A més, hem identificat un mecanisme mitjançant el qual la microbiota confereix protecció. Aquests resultats podrien conduir a nous enfocaments terapèutics per a previndre les infeccions causades per aquest patogen multiresistent als antibiòtics. / [EN] Multidrug-resistant bacteria, such as vancomycin-resistant-Enterococcus (VRE), are an increasing problem in hospitalized patients. Some VRE strains can be resistant to most available antibiotics, thus, alternative strategies to antibiotics are urgently needed to combat these challenging pathogens. Infections caused by VRE frequently start by colonization of the intestinal tract, a crucial step that is impaired by the presence of the intestinal microbiota. Administration of antibiotics disrupts the microbiota, which promotes VRE intestinal colonization. Once VRE has colonized the gut, it reaches very high levels, which promotes its dissemination to other organs and its transfer to other patients. Despite the relevance of VRE gut colonization, very little is known about the genes encoded by this pathogen to colonize the gut and about the mechanisms by which the microbiota suppresses VRE gut colonization. In this thesis, we have utilized a previously described methodology (Zhang et al., 2017, BMC Genomics), based on the generation of a transposon mutant library coupled with high-throughput sequencing, in order to identify VRE encoded genes required for colonization of the mouse intestinal tract. In addition, we have performed metatranscriptomic analysis in mice to identify VRE genes specifically expressed in the gut. Our analysis has identified genes whose disruption significantly reduces VRE gut colonization in the large intestine. The genes that most affected VRE gut colonization encoded for proteins related to the uptake or transport of diverse nutrients such as carbohydrates (PTS mannose transporter subunit EIIAB, LacI family DNA-binding transcriptional regulator, N-acetylmuramic acid 6-phosphate etherase) or ions (phosphate ABC transporter ATP-binding protein and proteins from [Fe-S] cluster). The role of these genes in gut colonization has been confirmed through targeted mutagenesis and competition experiments against a wild type strain. Moreover, these genes affect gut colonization under different antibiotic treatments (clindamycin and vancomycin). To elucidate the mechanism by which each gene influences gut colonization, we have performed in vitro and ex vivo experiments besides transcriptomic analysis. In vitro experiments confirm that proteins from [Fe-S] cluster are involved in the transport of different forms of iron ions, mostly Fe3+. On the other hand, the PTS mannose transporter subunit EIIAB and N-acetylmuramic acid 6-phosphate etherase genes are required for the utilization of mannose and N-acetyl-muramic acid, respectively, sugars that are usually present in the intestinal environment. We have also confirmed that LacI family DNA-binding transcriptional regulator is a repressor that affects the expression of genes encoding for an ABC transporter probably involved in the uptake of carbohydrates. Furthermore, we have confirmed that some of these genes are encoded mainly by E. faecium clinical strains but not or to a lower extent by commensal strains. Secondly, we studied the mechanisms of protection of a consortium of five commensals bacteria, previously shown to restrict VRE gut colonization in mice. Functional transcriptomics in combination with targeted metabolomics and in vivo assays performed in this thesis indicated that the bacterial consortium inhibits VRE growth through nutrient depletion, specifically by reducing the levels of fructose. Finally, in vivo RNA-Seq analysis of each bacterial isolate of the consortium in combination with ex vivo and in vivo assays demonstrated that a single bacterium (Olsenella sp.) could recapitulate the protective effect. Altogether, the results obtained have identified the function of specific genes required by VRE to colonize the gut. In addition, we have identified a specific mechanism by which the microbiota confers protection against VRE colonization. These results could lead to novel therapeutic approaches to prevent infections caused by this pathogen. / Flor Duro, A. (2021). Characterization of Genes and Functions Required by Multidrug-resistant Enterococci to Colonize the Intestine [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166494

L'interleukine 7 (IL-7) est une cytokine indispensable au développement et à l'homéostasie des lymphocytes T. Le récepteur à l'IL-7 (IL-7R) est composé de la chaîne alpha (ou CD127) partagée avec le récepteur au TSLP et de la chaîne commune gamma c (ou CD132) partagée avec plusieurs récepteurs de cytokines gamma. L'expression de son récepteur a été décrite dans les lymphocytes T, mais n'a pas été clairement démontrée dans les cellules présentatrices d'antigène (CPA). Cependant, l'expression de CD127 et des récepteurs aux cytokines gamma ont été décrits sur ces cellules suggérant l'expression d'un IL-7R fonctionnel par les CPA. De façon intéressante, la chaîne CD127 existe également sous différentes formes solubles (CD127s) résultant d'épissages alternatifs de l'ARN messager. Toutefois, l'expression et la régulation de l'expression des isoformes de CD127 ont été peu étudiées dans les CPA. Par ailleurs, des polymorphismes du gène CD127 ont été identifiés et associés à une forte concentration plasmatique de la forme soluble CD127s ∆6 chez l'Homme et à une plus forte susceptibilité de développer des maladies auto-immunes. Certains de ces polymorphismes ont également été associés à une évolution plus rapide vers le stade SIDA chez les patients HIV. Enfin, sa capacité à lier l'IL-7 suggère un rôle important de cette forme soluble dans la régulation de la réponse à l'IL-7 en agissant sur sa biodisponibilité. Cependant, l'expression de CD127s plasmatique est très controversée chez les patients HIV en phase chronique. De plus, son expression n'est pas connue dans les organes infectés et n'a jamais été décrite en phase aiguë de l'infection. Enfin, son origine et sa fonction ne sont pas encore élucidées. La quantification spécifique de CD127s ∆6 par RT-qPCR chez le macaque rhésus sain révèle une expression minoritaire de CD127s ∆6 dans les PBMC, faible dans les intestins, plus importante dans les ganglions et encore plus importante dans les poumons. De façon plus précise, cette étude met en évidence sur cellules isolées du sang et de la rate de singes sains, une faible expression de CD127 par les monocytes caractérisée néanmoins par une représentation majeure de la forme soluble contrairement aux lymphocytes T. Ces résultats ont été confirmés par la suite in vitro dans 2 populations immunitaires majoritaires des poumons : les macrophages alvéolaires primaires (MA) issus de lavages broncho-alvéolaires (LBA) de macaque rhésus sains et les cellules épithéliales pulmonaires (CEP) humaines de la lignée NCI-H226. Dans une deuxième partie, la quantification spécifique de CD127s ∆6 par RT-qPCR dans les organes (ganglions et poumons) et le dosage de la protéine CD127s plasmatique en phase aiguë de l'infection SIVmac251 révèlent une augmentation significative de son expression dans les poumons aux temps J7, J10 et J14 post infection et de sa concentration plasmatique à J10 chez les singes infectés. Enfin dans une dernière partie, la charge virale et l'IL-7 endogène ont également été mesurées chez les singes infectés afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation de l'expression de CD127s ∆6 au cours de l'infection par le SIVmac251. De façon surprenante, aucune corrélation n'a été trouvée entre l'expression de CD127s ∆6 et la charge virale ou l'expression d'IL-7 endogène chez les singes infectés et les singes sains après injection d'une dose pharmacologique d'IL-7. Ces données suggèrent un effet indirect de l'IL-7 et du virus sur l'expression de CD127s ∆6 et un rôle des facteurs de l'inflammation dans la régulation de son expression. Dans l'objectif de mieux définir ces mécanismes de régulation, les transcrits codant pour la forme soluble ont été quantifiés dans les MA et les CEP in vitro après 6H de stimulation ou non sous IL-7 ou TSLP (ligands de CD127) seul ou couplé au TNFα (cytokine pro inflammatoire). (...) / Interleukin-7 (IL-7) is a crucial cytokine for T-cell development and peripheral T-cell homeostasis. The IL-7 receptor (IL-7R) is composed by the alpha chain (or CD127) shared with the TSLP receptor and the common gamma chain (or CD132) shared with several receptors of gamma cytokines. IL-7R expression was described in T lymphocytes but was not clearly demonstrated in antigen presenting cells (APC). However, CD127 chain and gamma cytokine receptors were described in these cells suggesting a functional IL-7R expression in APC. Interestingly, the CD127 chain also exists under various soluble forms (CD127s) resulting in alternative splicing of CD127 mRNA. However, the expression and the regulation of CD127 isoforms expression have been barely studied in APC. Moreover, polymorphisms in CD127 gene were identified and associated with a strong plasmatic concentration of the soluble form CD127s ∆6 in Humans and a stronger susceptibility to develop autoimmune diseases. Some of these polymorphisms are also associated with a faster evolution to the AIDS stage for HIV patients. Finally, the capacity of this soluble form to bound IL-7 suggests an important role of CD127s ∆6 to regulate IL-7 response by acting on his availability. However, the plasmatic CD127s expression is very controversial in HIV patients in chronic phase of infection. Moreover it expression was not known in infected organs and has never been described in acute phase of infection. Finally, nobody defines its origin and its function yet. The specific quantification of CD127s ∆6 by RT-qPCR revealed a minority expression of CD127s ∆6 in PBMC, weak in gut, more important in ganglions and even more in lung. More precisely, this study highlight on isolated cells from healthy monkey’s blood and spleen, a weak expression of CD127 by monocytes characterized by a majority expression of the soluble form contrary to T lymphocytes. Afterwards, we confirmed these results in vitro in two major immune populations in lung: in primary alveolar macrophages (AM) isolated from broncho-alveolar lavages (BAL) from healthy rhesus monkey and in the NCI-H226 lineage of human lung epithelial cells (LEC). In a second part, the specific quantification of CD127s Δ6 by RT-qPCR in organs (ganglions and lung) and the determination of the CD127s plasmatic protein at the acute phase of SIVmac251 infection revealed a significant up-regulation of this expression in lung in times D7, D10 and D14 post infection and its plasmatic concentration at D10 in infected monkeys. Finally, in the last part, we also quantified the viral load and IL-7 expression from infected monkeys to understand mechanisms implicated in regulation of CD127 expression during SIVmac251 infection. Surprisingly, we found none correlation between CD127s ∆6 expression and viral load or IL-7 expression from infected monkeys and healthy monkeys after injection of a pharmacological dose of IL-7. These data suggest an indirect effect of IL-7 and virus on CD127s ∆6 expression and a role of inflammation factors in regulation of his expression. In order to better define these mechanisms of regulation, the transcripts coding for the soluble form were quantified on AM and LEC in vitro after 6H of stimulation with or without IL-7 or TSLP (ligands of CD127) alone or combined with TNFα (pro inflammatory cytokine). Surprisingly, contrary to T lymphocytes, IL-7 do not induces down regulation of CD127 expression on AM and LEC. Nevertheless, CD127s ∆6 expression is upregulated upon TNFα by AM in a dose dependent manner. Moreover, the costimulation (IL-7 + TNFα) induces CD127s ∆6 expression by LEC revealing a synergic effect of IL-7 and TNFα. Finally the polarization of macrophages derived from human monocytes (hMDM) show that activated state of macrophages impact not only expression but also regulation of CD127 expression by these cytokines. (...)

Small intestine neuroendocrine tumors (SI-NETs) and lung carcinoids (LCs) are relatively indolent tumors, which originate from neuroendocrine (NE) cells of the diffuse NE system. Metastases can spread before diagnosis. Thus, potential cures become unavailable, which entitles new biomarker development. Indeed, we aimed at developing Ma2 autoantibodies and olfactory receptor 51E1 (OR51E1) as potential novel biomarkers and exploring other candidate protein markers in patients’ serum. First, we established a sensitive, specific and reliable anti-Ma2 indirect ELISA to distinguish SI-NET patients from healthy controls. We detected longer progression-free and recurrence-free survivals in patients expressing low anti-Ma2 titers. Moreover, a high anti-Ma2 titer was more sensitive than chromogranin A for the risk of recurrence after radical operation of SI-NET patients. We then investigated OR51E1 expression in SI-NETs and LCs. OR51E1 mRNA expression, analyzed by quantitative real-time PCR, was high in microdissected SI-NET cells, in LC cell lines and in frozen LC specimens. Immunohistochemistry (IHC) showed abundant OR51E1 protein expression in SI-NETs. OR51E1 co-expressed with vesicular-monoamine-transporter-1 in the majority of normal and neoplastic enterochromaffin cells. Furthermore, the study on LCs revealed that OR51E1, somatostatin receptor (SSTR) 2, SSTR3, and SSTR5 are expressed in 85%, 71%, 25% and 39% of typical carcinoids (TCs), whereas in 86%, 79%, 43% and 36% of atypical carcinoids (ACs). Based on the proposed IHC scoring system, in the LC cases, where all SSTR subtypes were absent, membrane OR51E1 expression was detected in 10 out of 17 TCs and 1 out of 2 ACs. Moreover, higher OR51E1 scores were detected in 5 out of 6 OctreoScan-negative LC lesions. In addition, the last presented study used a novel suspension bead array, which targeted 124 unique proteins, by using Human Protein Atlas antibodies, to profile biotinylated serum samples from SI-NET patients and healthy controls. We showed 9 proteins, IGFBP2, IGF1, SHKBP1, ETS1, IL1α, STX2, MAML3, EGR3 and XIAP as significant contributors to tumor classification. In conclusion, we proposed Ma2 autoantibodies as a sensitive circulating marker for SI-NET recurrence; OR51E1 as a candidate therapeutic target for SI-NETs; whereas as a novel diagnostic marker for LCs and 9 serum proteins as novel potential SI-NET markers. / 小肠神经内分泌肿瘤(SI-NET)和肺类癌(LC)是起源于不同神经内分泌细胞的生长缓慢的肿瘤。肿瘤往往于诊断前已经转移。这导致目前缺乏有效的治疗方法，同时也使得对于新的生物标记物的研发变得有意义。因此，我们在本论文中分别研究了Ma2自身抗体(抗Ma2)，以及潜在的新型生物标记物嗅觉受体51E1(OR51E1)。我们还探讨了患者血清中的其他候选蛋白标记物。 首先，我们建立了一个灵敏特异而可靠的抗Ma2间接酶联免疫吸附试验，用以区分SI-NET患者组和健康对照组。在表达低滴度抗Ma2的患者中，我们检测到了较长的病情无恶化存活率以及肿瘤无复发存活率。此外，高滴度抗Ma2比嗜铬粒蛋白A更为灵敏地检测到了SI-NET患者根治手术后复发的风险。     接下来，我们研究了SI-NET和LC患者肿瘤中的OR51E1受体蛋白的表达。我们用实时定量PCR技术检测到了OR51E1信使核糖核酸在显微切除的SI-NET肿瘤细胞中，以及在LC细胞系和冷冻LC标本中的高度表达。免疫组化结果显示出OR51E1蛋白在SI-NET肿瘤组织中的高度表达。OR51E1与囊泡单胺转运蛋白1在大多数正常和肿瘤的肠嗜铬细胞中可共表达。 另外，我们针对LC患者的研究显示，OR51E1受体蛋白以及促生长素抑制素受体(SSTR)2，SSTR3和SSTR5分别在85％，71％，25％和39％的典型性肺类癌(TC)，以及86％，79％，43％和36的非典型性肺类癌(AC)中表达。基于我们我提出的免疫组化结果得分系统，在无SSTR表达的LC中，OR51E1蛋白在17个TC中的10个以及2个AC中的1个中呈细胞膜表达。而且，在6个OctreoScan显象呈阴性的LC中，有5个OR51E1免疫组化得分很高。     此外，在本论文最后的一项研究中，我们采用了一种新型的悬浮磁珠阵列技术，通过使用来自于人类蛋白质图谱项目的针对124种独特蛋白质的抗体，对SI-NET患者和健康对照组的用生物素标记过的血清样本进行了分析。结果显示，通过利用9种蛋白，即IGFBP2，IGF1，SHKBP1，ETS1，STX2，IL1α，MAML3，EGR3和XIAP，我们可以显著的对肿瘤进行分类。     综上所述，我们提出Ma2自身抗体可作为一个体液中灵敏的生物标记物用以暗示SI-NET肿瘤的复发; OR51E1受体蛋白可作为一个在SI-NET治疗中所能用及的候选生物靶分子，并在LC中作为一种新型的潜在生物标记物。此外，我们在SI-NET患者血清中检测到了9种新的候选标记物蛋白。

L'interleukine 7 (IL-7) est une cytokine indispensable au développement et à l'homéostasie des lymphocytes T. Le récepteur à l'IL-7 (IL-7R) est composé de la chaîne alpha (ou CD127) partagée avec le récepteur au TSLP et de la chaîne commune gamma c (ou CD132) partagée avec plusieurs récepteurs de cytokines gamma. L'expression de son récepteur a été décrite dans les lymphocytes T, mais n'a pas été clairement démontrée dans les cellules présentatrices d'antigène (CPA). Cependant, l'expression de CD127 et des récepteurs aux cytokines gamma ont été décrits sur ces cellules suggérant l'expression d'un IL-7R fonctionnel par les CPA. De façon intéressante, la chaîne CD127 existe également sous différentes formes solubles (CD127s) résultant d'épissages alternatifs de l'ARN messager. Toutefois, l'expression et la régulation de l'expression des isoformes de CD127 ont été peu étudiées dans les CPA. Par ailleurs, des polymorphismes du gène CD127 ont été identifiés et associés à une forte concentration plasmatique de la forme soluble CD127s ∆6 chez l'Homme et à une plus forte susceptibilité de développer des maladies auto-immunes. Certains de ces polymorphismes ont également été associés à une évolution plus rapide vers le stade SIDA chez les patients HIV. Enfin, sa capacité à lier l'IL-7 suggère un rôle important de cette forme soluble dans la régulation de la réponse à l'IL-7 en agissant sur sa biodisponibilité. Cependant, l'expression de CD127s plasmatique est très controversée chez les patients HIV en phase chronique. De plus, son expression n'est pas connue dans les organes infectés et n'a jamais été décrite en phase aiguë de l'infection. Enfin, son origine et sa fonction ne sont pas encore élucidées. La quantification spécifique de CD127s ∆6 par RT-qPCR chez le macaque rhésus sain révèle une expression minoritaire de CD127s ∆6 dans les PBMC, faible dans les intestins, plus importante dans les ganglions et encore plus importante dans les poumons. De façon plus précise, cette étude met en évidence sur cellules isolées du sang et de la rate de singes sains, une faible expression de CD127 par les monocytes caractérisée néanmoins par une représentation majeure de la forme soluble contrairement aux lymphocytes T. Ces résultats ont été confirmés par la suite in vitro dans 2 populations immunitaires majoritaires des poumons : les macrophages alvéolaires primaires (MA) issus de lavages broncho-alvéolaires (LBA) de macaque rhésus sains et les cellules épithéliales pulmonaires (CEP) humaines de la lignée NCI-H226. Dans une deuxième partie, la quantification spécifique de CD127s ∆6 par RT-qPCR dans les organes (ganglions et poumons) et le dosage de la protéine CD127s plasmatique en phase aiguë de l'infection SIVmac251 révèlent une augmentation significative de son expression dans les poumons aux temps J7, J10 et J14 post infection et de sa concentration plasmatique à J10 chez les singes infectés. Enfin dans une dernière partie, la charge virale et l'IL-7 endogène ont également été mesurées chez les singes infectés afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation de l'expression de CD127s ∆6 au cours de l'infection par le SIVmac251. De façon surprenante, aucune corrélation n'a été trouvée entre l'expression de CD127s ∆6 et la charge virale ou l'expression d'IL-7 endogène chez les singes infectés et les singes sains après injection d'une dose pharmacologique d'IL-7. Ces données suggèrent un effet indirect de l'IL-7 et du virus sur l'expression de CD127s ∆6 et un rôle des facteurs de l'inflammation dans la régulation de son expression. Dans l'objectif de mieux définir ces mécanismes de régulation, les transcrits codant pour la forme soluble ont été quantifiés dans les MA et les CEP in vitro après 6H de stimulation ou non sous IL-7 ou TSLP (ligands de CD127) seul ou couplé au TNFα (cytokine pro inflammatoire). (...) / Interleukin-7 (IL-7) is a crucial cytokine for T-cell development and peripheral T-cell homeostasis. The IL-7 receptor (IL-7R) is composed by the alpha chain (or CD127) shared with the TSLP receptor and the common gamma chain (or CD132) shared with several receptors of gamma cytokines. IL-7R expression was described in T lymphocytes but was not clearly demonstrated in antigen presenting cells (APC). However, CD127 chain and gamma cytokine receptors were described in these cells suggesting a functional IL-7R expression in APC. Interestingly, the CD127 chain also exists under various soluble forms (CD127s) resulting in alternative splicing of CD127 mRNA. However, the expression and the regulation of CD127 isoforms expression have been barely studied in APC. Moreover, polymorphisms in CD127 gene were identified and associated with a strong plasmatic concentration of the soluble form CD127s ∆6 in Humans and a stronger susceptibility to develop autoimmune diseases. Some of these polymorphisms are also associated with a faster evolution to the AIDS stage for HIV patients. Finally, the capacity of this soluble form to bound IL-7 suggests an important role of CD127s ∆6 to regulate IL-7 response by acting on his availability. However, the plasmatic CD127s expression is very controversial in HIV patients in chronic phase of infection. Moreover it expression was not known in infected organs and has never been described in acute phase of infection. Finally, nobody defines its origin and its function yet. The specific quantification of CD127s ∆6 by RT-qPCR revealed a minority expression of CD127s ∆6 in PBMC, weak in gut, more important in ganglions and even more in lung. More precisely, this study highlight on isolated cells from healthy monkey’s blood and spleen, a weak expression of CD127 by monocytes characterized by a majority expression of the soluble form contrary to T lymphocytes. Afterwards, we confirmed these results in vitro in two major immune populations in lung: in primary alveolar macrophages (AM) isolated from broncho-alveolar lavages (BAL) from healthy rhesus monkey and in the NCI-H226 lineage of human lung epithelial cells (LEC). In a second part, the specific quantification of CD127s Δ6 by RT-qPCR in organs (ganglions and lung) and the determination of the CD127s plasmatic protein at the acute phase of SIVmac251 infection revealed a significant up-regulation of this expression in lung in times D7, D10 and D14 post infection and its plasmatic concentration at D10 in infected monkeys. Finally, in the last part, we also quantified the viral load and IL-7 expression from infected monkeys to understand mechanisms implicated in regulation of CD127 expression during SIVmac251 infection. Surprisingly, we found none correlation between CD127s ∆6 expression and viral load or IL-7 expression from infected monkeys and healthy monkeys after injection of a pharmacological dose of IL-7. These data suggest an indirect effect of IL-7 and virus on CD127s ∆6 expression and a role of inflammation factors in regulation of his expression. In order to better define these mechanisms of regulation, the transcripts coding for the soluble form were quantified on AM and LEC in vitro after 6H of stimulation with or without IL-7 or TSLP (ligands of CD127) alone or combined with TNFα (pro inflammatory cytokine). Surprisingly, contrary to T lymphocytes, IL-7 do not induces down regulation of CD127 expression on AM and LEC. Nevertheless, CD127s ∆6 expression is upregulated upon TNFα by AM in a dose dependent manner. Moreover, the costimulation (IL-7 + TNFα) induces CD127s ∆6 expression by LEC revealing a synergic effect of IL-7 and TNFα. Finally the polarization of macrophages derived from human monocytes (hMDM) show that activated state of macrophages impact not only expression but also regulation of CD127 expression by these cytokines. (...)

réalisé en cotutelle avec l'Université Claude Bernard Lyon 1 / La physiopathologie du diabète de type II se caractérise par de sévères anomalies métaboliques telles que l’hyperglycémie et les dyslipidémies contribuant au développement des maladies cardiovasculaires. Une altération de l’activité de l’AMPK dans les tissus tels que le muscle squelettique et le foie est associée à ces désordres métaboliques alors que son activation pharmacologique permet de les rétablir. Toutefois, le complexe hétérotrimérique αβγ tissu-spécifique de l’AMPK confère une régulation et des rôles distincts qui demeurent inexplorés dans l’intestin, un organe favorisant pourtant l’augmentation de l’absorption des nutriments en situation de diabète de type II. La présente étude démontre une prépondérance du complexe α1β2γ1 de l’AMPK dans les cellules intestinales Caco-2 dont l’un des rôles de la sous-unité α1 est de réguler l’ACC, l’enzyme de synthèse des acides gras. Contrairement à l’AMPK exprimée dans le foie, elle ne régule pas l’HMG-CoA Réductase impliquée dans la synthèse du cholestérol. L’activation de l’AMPK mime l’effet de l’insuline en réduisant l’absorption intestinale du glucose et des lipides alors que son altération en situation d’insulino-résistance (e.g : induite par le 4-HHE dans un modèle cellulaire Caco-2 ou induite par la diète dans le modèle animal Psammomys obesus) favorise l’absorption du glucose et des lipides, ce qui exacerberait l’hyperglycémie et la dyslipidémie postprandiale associées au diabète de type II. L’AMPK au niveau intestinal constitue donc une cible thérapeutique potentielle complémentaire pour la prévention et le traitement du diabète de type II. / Physiopathology of type II Diabetes is characterized by severe metabolic abnormalities such as hyperglycemia and dyslipidemia also implicated in development of cardiovascular diseases. Impaired AMPK activity in tissues such as skeletal muscle and liver is associated with these metabolic disorders whereas its pharmacologic activation is able to restore such abnormalities. Nevertheless, tissue-specific heterotrimeric αβγ AMPK likely confers distinct roles and regulation that remain unexplored in intestine, an organ promoting enhanced nutrients absorption in type II diabetes situation. This study demonstrates α1β2γ1 AMPK complex preponderance in intestinal Caco-2 cells whose α1 subunit role is to regulate ACC enzyme responsible of fatty acid synthesis. Unlike in the liver, AMPK doesn’t regulate HMG-CoA reductase enzyme implicated in cholesterol synthesis. AMPK activation mimics insulin effect by reducing intestinal glucose and lipids absorption whereas its alteration in insulin-resistance situation (e.g.: induced by 4-HHE in Caco-2 cell model or in Psammomys obesus animal model) enhances glucose and lipids absorption which could exacerbate postprandial hyperglycemia and dyslipidemia associated to type II diabetes. Thus, AMPK at the intestinal level could be a potential therapeutic target in prevention and treatment of type II diabetes.

L'interleukine 7 (IL-7) est une cytokine indispensable au développement et à l'homéostasie des lymphocytes T. Le récepteur à l'IL-7 (IL-7R) est composé de la chaîne alpha (ou CD127) partagée avec le récepteur au TSLP et de la chaîne commune gamma c (ou CD132) partagée avec plusieurs récepteurs de cytokines gamma. L'expression de son récepteur a été décrite dans les lymphocytes T, mais n'a pas été clairement démontrée dans les cellules présentatrices d'antigène (CPA). Cependant, l'expression de CD127 et des récepteurs aux cytokines gamma ont été décrits sur ces cellules suggérant l'expression d'un IL-7R fonctionnel par les CPA. De façon intéressante, la chaîne CD127 existe également sous différentes formes solubles (CD127s) résultant d'épissages alternatifs de l'ARN messager. Toutefois, l'expression et la régulation de l'expression des isoformes de CD127 ont été peu étudiées dans les CPA. Par ailleurs, des polymorphismes du gène CD127 ont été identifiés et associés à une forte concentration plasmatique de la forme soluble CD127s ∆6 chez l'Homme et à une plus forte susceptibilité de développer des maladies auto-immunes. Certains de ces polymorphismes ont également été associés à une évolution plus rapide vers le stade SIDA chez les patients HIV. Enfin, sa capacité à lier l'IL-7 suggère un rôle important de cette forme soluble dans la régulation de la réponse à l'IL-7 en agissant sur sa biodisponibilité. Cependant, l'expression de CD127s plasmatique est très controversée chez les patients HIV en phase chronique. De plus, son expression n'est pas connue dans les organes infectés et n'a jamais été décrite en phase aiguë de l'infection. Enfin, son origine et sa fonction ne sont pas encore élucidées. La quantification spécifique de CD127s ∆6 par RT-qPCR chez le macaque rhésus sain révèle une expression minoritaire de CD127s ∆6 dans les PBMC, faible dans les intestins, plus importante dans les ganglions et encore plus importante dans les poumons. De façon plus précise, cette étude met en évidence sur cellules isolées du sang et de la rate de singes sains, une faible expression de CD127 par les monocytes caractérisée néanmoins par une représentation majeure de la forme soluble contrairement aux lymphocytes T. Ces résultats ont été confirmés par la suite in vitro dans 2 populations immunitaires majoritaires des poumons : les macrophages alvéolaires primaires (MA) issus de lavages broncho-alvéolaires (LBA) de macaque rhésus sains et les cellules épithéliales pulmonaires (CEP) humaines de la lignée NCI-H226. Dans une deuxième partie, la quantification spécifique de CD127s ∆6 par RT-qPCR dans les organes (ganglions et poumons) et le dosage de la protéine CD127s plasmatique en phase aiguë de l'infection SIVmac251 révèlent une augmentation significative de son expression dans les poumons aux temps J7, J10 et J14 post infection et de sa concentration plasmatique à J10 chez les singes infectés. Enfin dans une dernière partie, la charge virale et l'IL-7 endogène ont également été mesurées chez les singes infectés afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation de l'expression de CD127s ∆6 au cours de l'infection par le SIVmac251. De façon surprenante, aucune corrélation n'a été trouvée entre l'expression de CD127s ∆6 et la charge virale ou l'expression d'IL-7 endogène chez les singes infectés et les singes sains après injection d'une dose pharmacologique d'IL-7. Ces données suggèrent un effet indirect de l'IL-7 et du virus sur l'expression de CD127s ∆6 et un rôle des facteurs de l'inflammation dans la régulation de son expression. Dans l'objectif de mieux définir ces mécanismes de régulation, les transcrits codant pour la forme soluble ont été quantifiés dans les MA et les CEP in vitro après 6H de stimulation ou non sous IL-7 ou TSLP (ligands de CD127) seul ou couplé au TNFα (cytokine pro inflammatoire). (...) / Interleukin-7 (IL-7) is a crucial cytokine for T-cell development and peripheral T-cell homeostasis. The IL-7 receptor (IL-7R) is composed by the alpha chain (or CD127) shared with the TSLP receptor and the common gamma chain (or CD132) shared with several receptors of gamma cytokines. IL-7R expression was described in T lymphocytes but was not clearly demonstrated in antigen presenting cells (APC). However, CD127 chain and gamma cytokine receptors were described in these cells suggesting a functional IL-7R expression in APC. Interestingly, the CD127 chain also exists under various soluble forms (CD127s) resulting in alternative splicing of CD127 mRNA. However, the expression and the regulation of CD127 isoforms expression have been barely studied in APC. Moreover, polymorphisms in CD127 gene were identified and associated with a strong plasmatic concentration of the soluble form CD127s ∆6 in Humans and a stronger susceptibility to develop autoimmune diseases. Some of these polymorphisms are also associated with a faster evolution to the AIDS stage for HIV patients. Finally, the capacity of this soluble form to bound IL-7 suggests an important role of CD127s ∆6 to regulate IL-7 response by acting on his availability. However, the plasmatic CD127s expression is very controversial in HIV patients in chronic phase of infection. Moreover it expression was not known in infected organs and has never been described in acute phase of infection. Finally, nobody defines its origin and its function yet. The specific quantification of CD127s ∆6 by RT-qPCR revealed a minority expression of CD127s ∆6 in PBMC, weak in gut, more important in ganglions and even more in lung. More precisely, this study highlight on isolated cells from healthy monkey’s blood and spleen, a weak expression of CD127 by monocytes characterized by a majority expression of the soluble form contrary to T lymphocytes. Afterwards, we confirmed these results in vitro in two major immune populations in lung: in primary alveolar macrophages (AM) isolated from broncho-alveolar lavages (BAL) from healthy rhesus monkey and in the NCI-H226 lineage of human lung epithelial cells (LEC). In a second part, the specific quantification of CD127s Δ6 by RT-qPCR in organs (ganglions and lung) and the determination of the CD127s plasmatic protein at the acute phase of SIVmac251 infection revealed a significant up-regulation of this expression in lung in times D7, D10 and D14 post infection and its plasmatic concentration at D10 in infected monkeys. Finally, in the last part, we also quantified the viral load and IL-7 expression from infected monkeys to understand mechanisms implicated in regulation of CD127 expression during SIVmac251 infection. Surprisingly, we found none correlation between CD127s ∆6 expression and viral load or IL-7 expression from infected monkeys and healthy monkeys after injection of a pharmacological dose of IL-7. These data suggest an indirect effect of IL-7 and virus on CD127s ∆6 expression and a role of inflammation factors in regulation of his expression. In order to better define these mechanisms of regulation, the transcripts coding for the soluble form were quantified on AM and LEC in vitro after 6H of stimulation with or without IL-7 or TSLP (ligands of CD127) alone or combined with TNFα (pro inflammatory cytokine). Surprisingly, contrary to T lymphocytes, IL-7 do not induces down regulation of CD127 expression on AM and LEC. Nevertheless, CD127s ∆6 expression is upregulated upon TNFα by AM in a dose dependent manner. Moreover, the costimulation (IL-7 + TNFα) induces CD127s ∆6 expression by LEC revealing a synergic effect of IL-7 and TNFα. Finally the polarization of macrophages derived from human monocytes (hMDM) show that activated state of macrophages impact not only expression but also regulation of CD127 expression by these cytokines. (...)