Des études récentes ont montré une implication de la neuropiline 1 (Nrp1)dans le contrôle de l'activation des lymphocytes T. Son invalidation s'accompagned'une aggravation de l'encéphalite auto-immune expérimentale (EAE). Lasémaphorine 3A (Sema-3A), ligand principal de la Nrp1, semble participer à uneboucle autocrine de rétro contrôle négatif de la prolifération des lymphocytes T.Cependant, peu d'études ont été réalisées chez l'homme pour déterminer dansquelle(s) situation(s) la Nrp1 est exprimée par les lymphocytes T. Notre travail aconsisté à étudier l'expression de la Nrp1 par les populations lymphocytaires Thumaines afin de comprendre à quel niveau peut avoir lieu ce rétro contrôle. Nousmontrons que les lymphocytes T régulateurs (Treg) chez l'homme n'expriment pas laNrp1, contrairement aux Treg murins. En revanche, la Nrp1 est exprimée par leslymphocytes T effecteurs après engagement avec l'antigène, soit au niveau desorganes lymphoïdes secondaires pour les lymphocytes T folliculaires helper (Tfh) eninteraction avec les lymphocytes B, soit au niveau des sites d'inflammationspériphériques pour les lymphocytes T effecteurs mémoires (TEM). Dans les deuxcas, cette expression survient en fin d'activation et pourrait servir de frein à uneactivation incontrôlée des lymphocytes T.D'autre part, nous avons abordé le rôle du récepteur alpha à l'IL-2 (CD25)dans l'homéostasie des lymphocytes T. L'étude chez la souris il2ra-/- a révélé un rôleimportant du CD25 pour la survie des Treg in vivo, mais aussi pour l'acquisition delymphocytes T mémoires. Seulement deux cas de déficience en CD25, associés àdes maladies auto-immunes, ont été décrits chez l'homme. Cependant, ces étudesn'ont pas abordé à quel niveau le CD25 intervient sur l'homéostasie des lymphocytesT. Nous complétons ces études par la présentation de trois nouveaux cas dedéficience en CD25 développant des maladies auto-immunes de type IPEX. Nousmontrons que le CD25 intervient activement dans le maintien des populations Tregnaïves et effectrices, mais aussi dans celui des populations lymphocytaireseffectrices mémoires.

L’infection par le VIH-1 est un problème majeur de la santé publique qui touche plus de 35 millions de personnes à l’échelle mondiale. La réplication du VIH-1 est déclenchée par l’activation du promoteur LTR, qui contient deux sites de liaison pour le facteur de transcription NF-κB. Ces sites de liaison sont hautement conservés dans le génome du VIH-1, illustrant ainsi l’importance de NF-κB dans l’activité transcriptionelle des gènes du VIH-1 et la production de nouvelles particules virales. La withaferin A (WA) est une substance bioactive extraite de la plante Withania somnifera, qui possède des propriétés pharmacologiques non négligeables dans la régulation de la réponse immunitaire. Des études récentes ont démontré que le potentiel anti-inflammatoire de la WA est dû principalement à l’inhibition de la voie de NF-κB. Le but de ce projet est de déterminer l’effet de la WA sur la réplication du VIH-1 dans les cellules T, qui sont les cibles principales du virus. Des essais de transfections transitoires de cellules T Jurkat E6.1 avec des plasmides contenant le promoteur du VIH-1 ayant différentes constructions de NF-κB, ont démontré que la WA peut réduire l’activité du promoteur d’une manière dépendante de NF-κB. Quant à la production de particules virales, des essais d’infection avec des virus pseudotypés démontrent que la WA diminue la production virale jusqu’à 90% dans des cellules T stimulées avec PMA/PHA et TNF-α, tandis que les mutants ayant des sites de liaison défective pour NF-κB ne sont pas affectés. Des essais de retardement sur gel ainsi que des immunobuvardages de type Western ont montré que la WA altère l’habilité de NF-κB à transloquer dans le noyau, ce qui se traduit par l’inhibition de la synthèse de l’IκB-α, protéine inhibitrice de NF-κB, phénomène sous contrôle étroite de ce facteur de transcription. Ces résultats suggèrent que la WA pourrait permettre une diminution de la réplication virale d’une manière dépendante de NF-κB et ainsi empêcher la propagation du virus aux cellules T chez les individus infectés.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le but du travail de recherche présenté dans cette thèse était de déterminer les mécanismes impliqués dans le développement de symptômes neurologiques observés dans une lignée de souris transgénique pour l’expression de la molécule B7.2/CD86. La molécule B7.2 est un des ligands du récepteur CD28 qui transmet des signaux intracellulaires nécessaires à la prolifération des lymphocytes T et au développement de leurs fonctions effectrices. Nos travaux démontrent que ces souris développent spontanément une pathologie démyélinisante auto-immune conséquemment à l’expression transgénique de la molécule B7.2 sur les cellules de la microglie du système nerveux central. Les souris affectées présentent une infiltration de lymphocytes T au niveau du système nerveux central et périphérique proximal et cet infiltrat est prédominé par une population de lymphocytes T CD8[indice supérieur +] mémoires/effectrices. Nos études indiquent que la population de lymphocytes T CD8[indice supérieur +] joue un rôle effecteur dans le développement de la pathologie tandis que la population des lymphocytes T CD4[indice supérieur +] la régulent de façon négative. Nos résultats démontrent également que l’activation des cellules de la microglie survient très tôt lors de la pathogenèse et que cette activation des cellules de la microglie ainsi que le processus de démyélinisation sont entièrement dépendants de la signalisation par le récepteur de l’IFNy. Ce modèle de démyélinisation reflète l’émergence de cellules T autoréactives spécifiques au système nerveux à partir d’un répertoire périphérique polyclonal, un processus immunopathogénique qui se produit possiblement durant la pathogenèse de la sclérose en plaques. De plus, il présente certaines caractéristiques pathologiques similaires à celles de la sclérose en plaques tels que le développement spontané du processus de démyélinisation et de dommages aux axones ainsi qu’une connexité avec l’activité de l’IFNy. Plusieurs données de la littérature suggèrent que les lymphocytes T CD8[indice supérieur +] pourraient jouer un rôle dans les maladies auto-immunes affectant le système nerveux, mais la contribution exacte et les mécanismes pathogéniques spécifiques des lymphocytes T CD8[indice supérieur +] ne sont pas encore clairement établis. Le travail de recherche présenté dans cette thèse a donc permis d’établir que la lignée de souris transgénique qui exprime de façon constitutive le ligand de costimulation B7.2/CD86 sur les cellules de la microglie représente un nouveau modèle animal qui permettra d’étudier et de comprendre ces mécanismes pathogéniques spécifiques aux lymphocytes T CD8[indice supérieur +] ainsi que les processus qui régulent la participation des lymphocytes T CD8[indice supérieur +] dans la destruction de la gaine de myéline.

Bien que la plupart des études se focalisent sur les lymphocytes T CD4+ régulateurs, il a été observé que les lymphocytes T CD8+ régulateurs peuvent jouer un rôle important dans l’induction et le maintien de la tolérance immunitaire. Le transfert adoptif chez la souris et l’induction chez l’homme de lymphocytes T CD8+ régulateurs peuvent inhiber le rejet d’allogreffes et le développement de pathologies autoimmunes. Ces observations suggèrent que l’induction de ces populations peut avoir un potentiel thérapeutique. Des études supplémentaires sont encore nécessaires pour définir les conditions optimales de leur induction. Tant les nouveaux nés humains que murins ont une plus forte capacité que l’adulte à développer des lymphocytes T CD4+ régulateurs induits par une reconnaissance antigénique. La période néonatale serait donc particulièrement appropriée à l’induction de circuits régulateurs. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié le rôle des lymphocytes T CD8+, induits à la naissance, dans le contrôle de la réponse des lymphocytes T CD4+ de type Th2. Des souris BALB/c sont immunisées à la naissance à l’aide de cellules spléniques semi-allogéniques hybrides F1 (AJAX x BALB/c). Ces cellules persistent dans l’animal, au sein des organes lymphoïdes et stimulent ainsi de manière chronique les lymphocytes T CD4+ et T CD8+ du receveur et induisent une réponse de type Th2. Suite à l’injection des cellules spléniques semi-allogéniques au nouveau né de souris, nous avons observé l’expansion d’une population de lymphocytes T CD8+CD25+, dont le phénotype se caractérise par l’expression de Foxp3 et la production conjointe d’IFN- et l’IL-10. Nous avons pu observer que ces cellules sont capables d’inhiber la production de cytokines Th2 produites par les lymphocytes T CD4+ allospécifiques activés. Par contre, ces cellules régulatrices aggravent des réponses Th2 non apparentées. En effet, suite à une sensibilisation à l’ovalbumine, à l’âge adulte, ces souris développent de plus fortes réponses asthmatiques. D’autre part, les nouveaux nés de souris BALB/c ont été immunisés à la naissance à l’aide de cellules dendritiques semi-allogéniques hybrides F1 (AJAX x BALB/c) qui activent de manière aigüe leurs lymphocytes T. Ces souris présentent une forte réponse Th1 et Tc1/Tc2 spécifique de l’alloantigène et sont protégées contre le développement d’un asthme induit. Il a aussi été montré dans ce travail que suite à l’immunisation néonatale à l’aide de cellules dendritiques semi-allogéniques, le nombre de lymphocytes T CD8+CD44high, CD8+CD62Lhigh et CD8+CD25+ producteurs d’IFN- augmente significativement. L’IFN- produit par ces cellules contrôle l’hyperproduction des IgE spécifiques de l’allergène et la synthèse d’ARNm de l’IL-4 et de l’IL-13 induite dans les poumons des souris allergiques. Des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre comment des lymphocytes T CD8+ régulateurs induits lors de stimulations antigéniques aigües ou chroniques en début de vie peuvent être capables de contrôler l’apparition de pathologies allergiques. De plus, le développement de vaccins capables de cibler les lymphocytes T CD8+ chez le jeune enfant pourrait contribuer à la recherche de nouveaux traitements des allergies et de l’asthme.

La fibrose kystique (FK) est une maladie génétique causée par la mutation du gène codant pour la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). Celle-ci présente un défaut sur le canal à ions chlorure affectant ainsi entre autres la viscosité des muqueuses au niveau du système respiratoire. Cet environnement est alors propice aux colonisations bactériennes opportunistes sous la forme de biofilm. Burkholderia cepacia, bacille Gram-négatif mobile, multi-résistant aux antibiotiques et hautement transmissible, s'avère d'une extrême virulence pour les patients atteints de FK. Cette bactérie pathogène désigne en fait un ensemble de neuf souches rassemblées sous le nom de « complexe B. cepacia » (CBC). Au moins huit de ces neuf souches produisent un exopolysaccharide nommé Cepacian. Ceci est constitué d'un motif de répétition heptasaccharidique composé notamment de l'enchaînement α-D-Rhap-(1→4)-α-D-GlcpA. Le D-rhamnose (ou 6-deoxy-D-mannose) est un sucre rare et un composant de glycoconjugués des parois de bactéries pathogènes mais est absent chez l'homme. Ce dernier est donc un excellent candidat antigénique dans le cadre de la préparation d'un vaccin entièrement synthétique et spécifique. L'élaboration de celui-ci consiste en un activateur universel immunogénique peptidique (Tc-épitope) et/ou protéique (semi-synthétique) fonctionnalisé par une unité antigénique spécifique. Dans ce but, un tri-O-saccharide de constituant de LPS de B. cepacia et composé majoritairement de D-rhamnose, ainsi que des fragments du motif répétition de l'exopolysaccharide du CBC ont été synthétisés. Des méthodes de synthèses orthogonales ont été optimisées avec de hauts rendements sur les cinq types de sucres du CBC, spécifiquement le D-rhamnose, et l'acide glucuronique ainsi qu'une série de glycosylations. La synthèse linéaire en 18 étapes conduit à l'α-D-Rhap-(1→4 )-α-D-Galp-(1→3)-α-D-Rhap avec 11.3% de rendement global. La dernière étape sera la conjugaison de Tc-épitope par ce dernier afin d'obtenir un vaccin entièrement synthétique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Vaccin synthétique, T-cell épitope, Burkholderia cepacia, Fibrose kystique, Oligosaccharide, D-rhamnose, Complexe B. cepacia.

Le nombre de lymphocytes T (LT) présents dans l’organisme est contrôlé de manière étroite et maintenu constant. En réponse à une chute de ce nombre, par exemple suite à une infection, un traitement de chimiothérapie ou lors d’une greffe de moelle osseuse, les LT résiduels ou transférés se divisent activement et repeuplent les compartiments lymphoïdes, rétablissant ainsi un nombre «normal» de cellules immunes périphériques. Ce processus, appelé prolifération homéostatique, est soutenu par l’IL-7 ainsi que les signaux TCR et mène à la génération de LT effecteurs/mémoire. Ces cellules effectrices/mémoire peuvent favoriser le développement d’une réponse anti-tumorale mais sont aussi impliquées dans le développement de maladies auto-immunes et inflammatoires.Des changements métaboliques sont étroitement liés à la différenciation et aux fonctions des LT. De plus, un nombre grandissant de données suggère qu’une modulation du métabolisme permet d’influencer le cours d’une réponse immune. L’AMP-activated protein kinase (AMPK) est un senseurmajeur du stress métabolique qui régule l’homéostasie des mitochondries, la glycolyse et l’équilibre rédox. Si l’AMPK est activée lors de la stimulation du TCR, son implication dans la biologie des LT reste confuse.Au cours de cette thèse, nous avons entrepris une série d’expériences afin d’évaluer le rôle de l’AMPK sur la biologie des LT et plus particulièrement au cours de leur prolifération homéostatique. Grâce à différents modèles in vivo et in vitro, nous avons montré que l’AMPK, bien que dispensable pour les étapes précoces de l’activation du TCR, est requise pour soutenir la viabilité et l’expansion des LT au cours de proliférations de longues durées. L’AMPK promeut l’accumulation de LT effecteurs/ mémoire au cours d’une prolifération homéostatique. En accord avec ces données, la transplantation de LT AMPK-KO dans un hôte allogénique conduit au développement d’une réaction du greffon contre l’hôte de moindre gravité.D’un point de vue métabolique, l’AMPK soutient le potentiel de membrane mitochondrial, permet une plus grande flexibilité métabolique, limite la production de dérivés toxiques de l’oxygène (ROS) et protège les LT contre le stress oxydant. En outre, la neutralisation des ROS par un traitement antioxydant restaure partiellement la prolifération des LT AMPK-KO.Nos données suggèrent qu’en limitant l’accumulation de dégâts mitochondriaux et oxydatifs au cours de cycles de divisions prolongées, l’AMPK soutient la viabilité, la prolifération et les fonctions effectrices des LT. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Des études récentes ont montré une implication de la neuropiline 1 (Nrp1)dans le contrôle de l’activation des lymphocytes T. Son invalidation s’accompagne d’une aggravation de l’encéphalite auto-immune expérimentale (EAE). La sémaphorine 3A (Sema-3A), ligand principal de la Nrp1, semble participer à une boucle autocrine de rétro contrôle négatif de la prolifération des lymphocytes T.Cependant, peu d’études ont été réalisées chez l’homme pour déterminer dans quelle(s) situation(s) la Nrp1 est exprimée par les lymphocytes T. Notre travail aconsisté à étudier l’expression de la Nrp1 par les populations lymphocytaires T humaines afin de comprendre à quel niveau peut avoir lieu ce rétro contrôle. Nous montrons que les lymphocytes T régulateurs (Treg) chez l’homme n’expriment pas laNrp1, contrairement aux Treg murins. En revanche, la Nrp1 est exprimée par les lymphocytes T effecteurs après engagement avec l’antigène, soit au niveau des organes lymphoïdes secondaires pour les lymphocytes T folliculaires helper (Tfh) en interaction avec les lymphocytes B, soit au niveau des sites d’inflammations périphériques pour les lymphocytes T effecteurs mémoires (TEM). Dans les deux cas, cette expression survient en fin d’activation et pourrait servir de frein à une activation incontrôlée des lymphocytes T.D’autre part, nous avons abordé le rôle du récepteur alpha à l’IL-2 (CD25)dans l’homéostasie des lymphocytes T. L’étude chez la souris il2ra-/- a révélé un rôle important du CD25 pour la survie des Treg in vivo, mais aussi pour l’acquisition de lymphocytes T mémoires. Seulement deux cas de déficience en CD25, associés à des maladies auto-immunes, ont été décrits chez l’homme. Cependant, ces études n’ont pas abordé à quel niveau le CD25 intervient sur l’homéostasie des lymphocytes T. Nous complétons ces études par la présentation de trois nouveaux cas de déficience en CD25 développant des maladies auto-immunes de type IPEX. Nous montrons que le CD25 intervient activement dans le maintien des populations Treg naïves et effectrices, mais aussi dans celui des populations lymphocytaires effectrices mémoires. / Recent studies have shown the involvement of neuropilin 1 (Nrp1) in the control of T cell activation, and disruption of this receptor promotes aggravation of experimental autoimmune encephalitis (EAE). Through its principal ligand,semaphorin 3A (Sema-3A), Nrp1 appears to participate in an autocrine negative feedback of T cell proliferation. However, few studies have been conducted inhumans to determine when Nrp1 is expressed by T cells. Here we show that regulatory T cells (Treg) in humans do not express Nrp1, unlike murine Treg cells. In contrast, we show that Nrp1 is expressed by effector T cells after engagement with antigen, either in secondary lymphoid organs for follicular helper T cells (Tfh) interacting with B cells, either in peripheral inflammation for effector memory T cells(TEM). We conclude that this expression corresponds to a level of late activation in both cases and may control T cell activation.The study in mice il2ra-/- revealed a significant role of IL-2 receptor alpha(CD25) for the survival of Treg in vivo, but also for the differentiation of memory T cells. Only two cases of CD25 deficiency associated with autoimmune diseases have been described in humans. However, these studies do not assess at what levelCD25 is involved in T cell homeostasis. Here we provide further insight of these studies by presenting three new cases of CD25 deficiency developing autoimmune diseases like IPEX. We show that CD25 plays an active role to maintain naive and effector Treg cell populations of, and effector memory T cell populations.

L’élucidation des mécanismes permettant l’optimisation de la réponse immunitaire antitumorale correspond à un enjeu majeur pour le développement de stratégies d’immunothérapie efficace. En effet, les réponses immunitaires antitumorales se traduisent rarement par l’éradication de la tumeur. Dans ce contexte, les travaux antérieurs de mon équipe ont démontré que l’interaction de l’intégrine αE(CD103)β7, souvent exprimée par les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL), avec son ligand E-cadhérine, à la surface des cellules tumorales épithéliales, joue un rôle majeur dans la potentialisation de l’activité lytique des cellules T en induisant la polarisation et l’exocytose des granules cytotoxiques. Nos résultats ont indiqué aussi que le TGF-β1, souvent abondant dans les tumeurs, joue un rôle déterminant dans cette induction suite à l’engagement du récepteur des cellules T. Dans ce contexte, nous avons cherché à comprendre les mécanismes de régulation du gène ITGAE qui codent la sous-unité alphaE de l’intégrine CD103. Nos résultats ont montré que les facteurs transcriptionnels Smad2, Smad3 et NFAT-1 sont impliqués dans la régulation de l’expression de la sous-unité αE(CD103). En effet, une costimulation avec du TGF-β1 recombinant et un anticorps anti-CD3 d’un clone T CD103- induit l’expression de cette intégrine qui est accompagnée d’une translocation dans le noyau de Smad2, Smad3 et NFAT-1 qui sont cytoplasmiques à l’état basal. L’inhibition spécifique de ces facteurs transcriptionnels inhibe l’expression de CD103 et abroge le potentiel lytique du clone T vis à vis de sa cible tumorale autologue. De plus, nous avons identifié deux séquences régulatrices du gène ITGAE humain, un promoteur proximal et un enhancer. Par ailleurs, mon équipe a récemment montré que l’interaction de CD103 à la surface des TIL avec une molécule E-cadhérine recombinante est suffisante pour induire la polarisation des granules cytolytiques par un mécanisme dépendant de la PLC-g1 et ERK et que cette intégrine possède non seulement une fonction d’adhérence, mais aussi une fonction de costimulation du signal TCR des TIL antitumoraux. Nous avons cherché à mieux comprendre la signalisation de l’intégrine CD103, en identifiant les domaines intracytoplasmiques de la sous-unité αE impliqués dans son activation. Nous avons ainsi construit une protéine de fusion CD103-GFP et plusieurs mutants du domaine intracytoplasmique de la sous-unité αE qui ont été ensuite transfectés dans la lignée Jurkat Tag CD103-/beta7+. Nos résultats ont montré que le domaine intracytoplasmique de la chaîne alphaE n’est pas nécessaire à la reconnaissance du ligand, la E-cadhérine. Par contre, nous avons montré que ce domaine est impliqué dans le phénomène de clustering de l’intégrine et dans sa polarisation à la zone de contact avec des billes couvertes avec la E-cadhérine-Fc. Nous avons identifié un domaine de 8 acides aminés (ESIRKAQL), contenant une sérine en position 1163 potentiellement phosphorylable, et qui est indispensable pour la signalisation de l’intégrine. De plus, nos travaux ont montré que ce domaine ESIRKAQL, est nécessaire pour la phosphorylation de la ERK1/2 et PLC-g1. Ainsi, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régulant les fonctions de CD103 pourrait contribuer au développement et à l’amélioration de la réponse antitumorale exercée par les CTL. / The elucidation of mechanisms for optimizing the antitumor immune response is a major challenge for the development of strategies for effective immunotherapy. Indeed, the anti-tumor immune responses rarely result in the eradication of the tumor. In this context, the previous work of my team have shown that the interaction of integrin αE(CD103)β7, often expressed by tumor infiltrating lymphocytes (TIL) with its ligand E-cadherin at the cell surface tumor epithelial cells, plays a major role in the potentiation of the lytic activity of T cells by inducing polarization and exocytosis of cytotoxic granules. Our results also indicated that TGF-β1, often abundant in tumors, plays a key role in the induction due to the commitment of the T cell receptor. In this context, we sought to understand the mechanisms regulating ITGAE gene encoding the subunit αE of integrin. Our results showed that the transcription factors Smad2, Smad3 and NFAT-1 are involved in regulating the expression of subunit αE(CD103)β7. Indeed, costimulation with recombinant TGF-β1 and anti-CD3 antibody induces on T cell clone CD103- the expression of this integrin ant the translocation into the nucleus of Smad2, Smad3 and NFAT-1 that are cytoplasmic at baseline. Specific inhibition of these transcription factors inhibits the expression of CD103 and repeals the lytic potential of cloned T with respect to the autologous tumor target. In addition, we identified two regulatory sequences of human ITGAE gene, proximal promoter and enhancer. In addition, my team has recently shown that the interaction of CD103 on the surface of TIL with a recombinant molecule E-cadherin is sufficient to induce the polarization of cytolytic granules by ERK and PLC-γ1 pathway thus this integrin has not only a function of adherence, but also a function of costimulatory signal TCR of TIL. We sought to better understand the signaling of integrin CD103, by identifying the cytoplasmic domains of the subunit αE involved in its activation. We have constructed a fusion protein CD103-GFP and several mutants of intracytoplasmic domain of the subunit αE which were then transfected into the Jurkat Tag cell line CD103-/ β7+. Our results showed that the intracytoplasmic domain of CD103 is not necessary for ligand recognition, E-cadherin. By cons, we have shown that this area is involved in the phenomenon of clustering of integrin and its polarization to the contact area with balls covered with E-cadherin-Fc. We have identified a range of 8 amino acids (ESIRKAQL) containing a potentially phosphorylatable serine in position 1163, which is essential for integrin signaling. In addition, our work has shown that this area ESIRKAQL is necessary for the phosphorylation of ERK1/2 and PLC-g1. Thus, a better understanding of the molecular mechanisms that regulate the functions of CD103 may contribute to the development and improvement of the antitumor response exerted by CTL .