Les lymphocytes T (LT) sont des cellules essentielles du système immunitaire. Elles expriment à leur surface un récepteur, le TCR, qui a la capacité de reconnaître des peptides issus de la dégradation de protéines provenant d'agent infectieux associés aux molécules du complexe majeur d'histocompatibilité. Cette reconnaissance conduit à l'activation de signaux intracellulaires dans les LT propagés grâce à la coordination fine de molécules de signalisations cytosoliques ou membranaires qui agissent de concert pour entraîner des réponses cellulaires adaptées au type d'agent infectieux et permettre le développement d'une réponse immunitaire efficace. Au cours de ce travail de thèse, j'ai étudié deux protéines impliquées dans ces processus, CD5 et Themis1. Les protéines CD5 sont des co-récepteurs des LT capables d'inhiber la signalisation transmise par les TCR. Ils contribuent à réguler le répertoire des TCR en modulant finement les processus de sélection dans le thymus. Le rôle de ces co-récepteurs dans les LT périphériques et les mécanismes moléculaires par lesquels ils opèrent restent mal compris. Pour essayer d'élucider ces mécanismes, j'ai analysé l'interactome de CD5 dans les LT par spectrométrie de masse. J'ai montré que l'engagement des TCR entraîne le recrutement par CD5 d'un complexe moléculaire formé des protéines c-Cbl, Sts-2, SHIP, CIN85, CrkL et Pi3K. L'analyse de l'interactome de CD5 dans les LT c-cbl-/- suggère que c-CBL agit comme une protéine adaptatrice au sein de ce complexe qui relie CD5 aux autres protéines de signalisation. J'ai montré qu'une tyrosine, localisée en position 429 sur la région intracytoplasmique de CD5, était nécessaire à la formation de ce signalosome. L'analyse de la signalisation des TCR dans les LT provenant de souris contenant une mutation invalidante de la tyrosine 429 montre que ce complexe moléculaire régule négativement la phosphorylation de protéines telles que ZAP-70, SLP-76 et ERK et diminue la capacité des lymphocytes T à proliférer en réponse à l'engagement des TCR. CD5 réprime parallèlement l'activité des protéines Foxo1 en facilitant l'activation d'Akt et diminue ainsi la différentiation des LT naïfs en LT régulateurs (Treg) dans les organes lymphoïdes périphériques. Nos résultats suggèrent que CD5 pourrait faciliter le développement de réponses immunitaires efficaces en bloquant la différentiation de Treg dirigés contre des antigènes étrangers. La protéine Themis1 a été découverte récemment et joue un rôle essentiel dans le développement des LT en inhibant l'activité catalytique des tyrosines phosphatases SHP-1 et SHP-2. Les fonctions moléculaires et cellulaires régulées par Themis1 dans les LT périphériques sont inconnues. Au cours de ma thèse, j'ai étudié un nouveau modèle murin sélectivement déficient pour Themis1 dans les LT périphériques après leur développement dans le thymus. Des analyses in vitro montrent que Themis1 augmente les seuils de signalisation des TCR nécessaire pour activer les LT et réprime sélectivement la production d'IFNƴ dans des cellules polarisées Th1. In vivo, l'expression de Themis1 augmente la susceptibilité au développement d'Encephalomyélite Autoimmune Expérimental (EAE), un modèle murin de sclérose en plaques. Des résultats préliminaires obtenus dans ce modèle suggèrent de façon inattendue que Themis1 favorise la différentiation des LT encephalitogènes producteurs d'IFNƴet de GM-CSF. Themis1 pourrait agir in vivo en réprimant l'activité des co-récepteurs inhibiteurs tels que PD-1 et CTLA-4 qui recrutent des phosphatases à domaines SH2. / T-cells play a key role in immune responses. Each T-cell expresses a unique TCR (T-cell receptor) which specifically recognises a microbial-derived antigen presented by MHC molecules (major histocompatibility complex) on the surfaces of host cells. This interaction leads to the activation of T-cells via highly regulated intracellular signalling pathways using numerous membrane-bound and cytoplasmic proteins. These complex signals are responsible for the development of a customised immune response specifically directed against the invading pathogen. This thesis examines the role of two proteins involved in TCR signalling, CD5 and Themis1. CD5 proteins are TCR-associated co-receptors which exhibit inhibitory activity on TCR signalling. They modulate the variability of the TCR repertoire by finely regulating positive and negative selection in the thymus. However, their role in peripheral T-cells and the underlying molecular mechanisms by which they act is poorly understood. To answer this question, the CD5 interactome in peripheral T-cells was determined by mass spectrometry. Analysis of the interactome shows that, upon TCR engagement, CD5 recruits several proteins in a molecular complex referred to hereafter as "CD5 signalosome", namely: c-Cbl, Sts-2, SHIP, CIN85, CrkL and Pi3K. The same interactome analysis in c-Cbl deficient T-cells proves that c-Cbl acts as an adaptor necessary for the interaction between CD5 and the other proteins of the CD5 signalosome. These data have also demonstrated the necessity of a specific tyrosine for signalosome recruitment, located in position 429 within the intracytoplasmic domain of CD5. Analysis of TCR signalling in T-cells harbouring an invalidating Tyr429 mutation reveals that the CD5 signalosome downregulates phosphorylation of key proteins such as ZAP-70, ERK1/2 and SLP-76 and decreases T-cell auto-amplification upon stimulation. In parallel, CD5 also inhibits activity of Foxo1 protein by facilitating Akt recruitment, thereby reducing regulatory T-cell (Treg) generation in secondary lymphoid organs. Altogether, our data suggest that the CD5 co-receptor could promote a specifically adapted immune response against exogenous antigens by limitation of Treg differentiation. In 2009, our team identified a previously unknown signalling protein called Themis1 (THymocyte-Express Molecule Important for Selection) that is essential for T-cell development. The role of Themis1 has been extensively studied in thymocytes and recent data show that Themis enhances TCR signalling by selective inhibition of SHP-1 and SPH-2 phosphatases in these cells. However, its role in peripheral T-cells remains elusive. To study the post-thymic role of Themis1, we generated a new mouse model selectively deficient for Themis1 in peripheral T-cells but not in thymocytes. My in vitro analyses show that Themis1 enhances the TCR signalling threshold necessary to activate T-cells and selectively represses IFNƴ production in Th1 polarised T-cells. In vivo, Themis1 expression increases susceptibility to experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE, multiple Sclerosis mouse model). Surprisingly, preliminary results obtained in the same mouse model also suggest that Themis1 enhances differentiation of encephalitogenic T-cells producing IFNƴ and GM-CSF. We therefore hypothesise that Themis1 could act in vivo by repressing the activity of co-inhibitory receptors such as PD-1 or CTLA-4 by recruiting SH2 domain-containing phosphatases.

Les lymphocytes T régulateurs CD4+Foxp3+ (Treg) sont indispensables au contrôle des cellules T auto-réactives et au maintien de la tolérance immune en périphérie. Ils sont sélectionnés positivement dans le thymus, possèdent un répertoire TCR extrêmement diversifié suggérant une reconnaissance d’antigènes variés, requièrent une signalisation continue via leur TCR pour maintenir leurs fonctions en périphérie, fonctions qu’ils exercent avec une certaine spécificité de tissu. Ils contrôleraient donc spécifiquement les lymphocytes T auto-réactives en reconnaissant comme eux des antigènes du soi. Mon travail de thèse s’est articulé autour de deux axes visant à revisiter ce paradigme de l’autoréactivité des Treg, un point essentiel qui concerne les propriétés de reconnaissance antigénique de ces cellules. Afin de ne pas biaiser nos résultats avec des TCR artificiels, non issus de Treg, nous avons choisi d’étudier les Treg polyclonaux de souris normales. Dans une première série d’expériences, nous avons pu montrer que l’activation de lymphocytes T auto-réactifs anti-mâle dans une souris mâle conduisait à un remodelage du répertoire TCR des Treg, avec un usage préférentiel des Vβ5 et Vβ12. L’absence d’amplification clonale ainsi que des données récentes de la littérature démontrant l’amplification de sous-populations de Treg par des rétrovirus endogènes au cours de réponses immunitaires chroniques, nous ont conduit à conclure que l’activation de lymphocytes T auto-réactifs pourrait réactiver des rétrovirus endogènes et donc l’expression de super-antigènes capables d’amplifier les Treg portant certains Vβ. Dans le second volet de mon travail de thèse, nous avons caractérisé le niveau d’autoréactivité des Treg in vivo. En procédant à une comparaison systématique avec des Treg ayant des niveaux d’allo-réactivité différents et connus, nous avons montré que, de manière inattendue, les Treg polyclonaux possèdent un niveau étonnamment faible d’autoréactivité. Seule une fraction d’entre eux était capable de recevoir un signal TCR et des expériences de quantification ont révélé que cette fraction de cellules auto-réactives ne devait pas excéder 1% du répertoire total des Treg. L’ensemble de nos résultats suggèrent donc que les Treg sont faiblement réactifs en périphérie et/ou sont dirigés contre des antigènes endogènes rarement représentés. / No abstract available

La maladie de parkinson est une affection neurologique caractérisée par une dégénérescence des neurones dopaminergiques du mésencéphale ventral et une perte de l’innervation dopaminergique striatale à l’origine de symptômes moteurs (akinésie, rigidité et tremblement de repos). L’absence de traitements curatifs s’explique notamment par notre large méconnaissance des mécanismes conduisant à la mort neuronale. De nombreuses données supportent un rôle du système immunitaire inné dans ces processus de dégénérescence. Récemment, plusieurs études ont également suggéré le rôle de la réponse immunitaire adaptative dans ces phénomènes. Ainsi une infiltration cérébrale de lymphocytes T CD4+ est observée chez les patients parkinsoniens. Celle-ci pourrait jouer un rôle délétère dans les mécanismes conduisant à la mort des neurones dopaminergiques comme le suggèrent certaines données in vivo dans des modèles de la maladie. Par conséquent, le blocage de cette infiltration lymphocytaire pourrait constituer une stratégie thérapeutique intéressante pour ralentir la dégénérescence neuronale. Notre hypothèse de travail est qu’un processus actif de remodelage de la barrière hématoencéphalique permettrait aux cellules du système immunitaire adaptatif de pénétrer le parenchyme cérébral. Ainsi les chimiokines et les molécules d’adhésion constituent deux grandes familles de protéines impliquées dans les phénomènes d’infiltration tissulaire des leucocytes en condition inflammatoire. A notre connaissance, aucune étude détaillée des mécanismes permettant l’infiltration cérébrale des lymphocytes dans les syndromes parkinsoniens n’a été réalisée. Afin de tester cette hypothèse, le projet a eu plusieurs objectifs : (1) caractériser l’expression des chimiokines et des molécules d’adhésion dans un modèle murin de lésion du système nigro-strié (2) déterminer le rôle du réseau chimiokinique dans le processus d’infiltration lymphocytaire et la dégénérescence dopaminergique dans ce modèle (3) étudier l’expression des facteurs candidats dans la substance noire des patients parkinsoniens. Dans notre étude, nous avons pu montrer une augmentation d’expression transcriptionnelle et protéique très importante des trois chimiokines CCL3, CCL4 et CXCL10 dans le mésencéphale ventral de souris intoxiquées par le MPTP (un modèle expérimental de maladie de Parkinson). La source cellulaire de ces facteurs était les cellules microgliales pour CCL3 et CCL4 et les astrocytes pour CXCL10. Pour aborder le rôle de ces facteurs dans les processus physiopathologiques, notre stratégie a été de cibler les récepteurs des ligands identifiés, en particulier CXCR3, CCR5 et CCR1. Bien que la déficience constitutive de chacun de ces récepteurs ne confère qu’une faible protection des neurones dopaminergiques et une faible diminution de l’infiltration lymphocytaire, une stratégie de blocage multiple des récepteurs aux chimiokines a permis de réduire l’ampleur de ces deux processus. En outre, nous avons détecté une augmentation d’expression de CCL3 et CCL4 dans la substance noire de patients parkinsoniens. Au total, nos résultats montrent une modulation importante du réseau chimiokinique associée à la réaction gliale dans un contexte de lésion du système nigro-strié et suggèrent que le réseau chimiokinique joue vraisemblablement un rôle important dans le recrutement cérébral des lymphocytes T et la physiopathologie de la maladie de Parkinson. / Study of the molecular mechanisms involved in the cerebral infiltration of lymphocytes T in the Parkinson's disease

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2004. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 novembre 2005). Bibliogr.

Thèse d'exercice : Médecine. Biologie médicale : Paris 12 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 80-85.

No description available.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 72-82. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. [76]-97. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thesis (doctoral)--Københavns universitet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2006. / Title from title screen of research.pdf file (viewed December 22, 2006). The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Vita. "May 2006" Includes bibliographical references.