La narcolepsie avec cataplexie est un trouble du sommeil rare et handicapant. Cette affection est induite par la destruction spécifique des neurones produisant l'orexine et localisés dans l'hypothalamus latéral. Cette pathologie est associée à des facteurs génétiques, environnementaux et biologiques, qui pointent vers une origine auto-immune. Par ailleurs, en 2009, la campagne de vaccination contre le virus grippal H1N1, utilisant le vaccin Pandemrix(r), a aboutit à une augmentation drastique du nombre de cas de narcolepsie en Europe. Les modèles animaux actuels de narcolepsie ne permettent pas l'étude de l'étiologie de cette affection. Notre objectif était donc de générer un modèle murin, permettant l'étude de la physiopathologie de la narcolepsie, ainsi que des mécanismes auto-immuns qui peuvent mener à la perte des neurones à orexine. Dans un premier temps, nous avons développé une souche de souris (Orex-HA), exprimant l'hémagglutinine (HA) du virus influenza, au sein des neurones à orexine. Ensuite, nous avons injecté des lymphocytes CD4 Th1, ainsi que des lymphocytes T CD8 cytotoxiques spécifiques de HA chez ces animaux et des souris non transgéniques, afin d'analyser leur capacité à créer de l'inflammation, au sein de l'hypothalamus. De façon intéressante, nous avons remarqué que, si les deux populations migrent au sein de la zone des neurones à orexine, seuls les lymphocytes T cytotoxiques sont capables d'induire une perte des neurones à orexine uniquement chez les souris Orex-HA. Cette destruction d'environs 70% des neurones aboutit à des signes électrophysiologiques et comportementaux proches des ceux observés dans la narcolepsie humaine. Dans un deuxième temps, pour tester l'impact de la vaccination, nous avons transféré des lymphocytes T CD4 et/ou CD8, naïfs spécifiques de HA, chez les souris Orex-HA et non transgéniques, avant de les immuniser avec le vaccin Pandemrix(r). La vaccination par Pandemrix(r) induit alors la différentiation des lymphocytes T CD4 et CD8 en sous-types inflammatoires chez les souris sauvages ou Orex-HA. Par contre, seul le transfert de lymphocytes T CD4 ou de la combinaison de lymphocytes T CD4 et CD8, aboutit à un infiltrat hypothalamique chez les animaux transgéniques. De manière intéressante, les lymphocytes T CD8 représentent la majorité des lymphocytes T, infiltrant le système nerveux central. Ces résultats indiquent que les lymphocytes T, sont à même d'induire une destruction des neurones à orexine de façon antigène dépendante. De façon cohérente, si l'on considère l'association de la narcolepsie avec un variant du locus HLA de classe II, les lymphocytes T CD4 semblent jouer un rôle clé dans l'initiation de la pathologie. Cependant dans notre modèle, les lymphocytes T CD8 sont les effecteurs finaux d'une destruction au sein de l'hypothalamus. Ces résultats encouragent à poursuivre l'investigation des processus auto-immuns à l'œuvre dans la narcolepsie, afin de proposer des immunothérapies aux patients. / Narcolepsy with cataplexy is a rare and severe sleep disorder caused by the selective destruction of hypothalamic neurons secreting orexin. This disease has been associated with genetic, environmental and biological factors pointing to an autoimmune origin. Furthermore, in 2009, the pandemic H1N1 influenza vaccination campaign using Pandemrix(r)(GlaxoSmith Kline Vaccine) led to a marked increase of narcoleptic cases in Europe. Current animals models of narcolepsy do not allow studying the etiology of this disorder. Our goal was to develop a mouse model in order to study pathophysiology of narcolepsy including the immune mechanisms in response to vaccination leading to orexin neuron loss. We have generated mice (called Orex-HA) expressing influenza virus hemagglutinin (HA) in the orexin neuron. First, we have injected either CD4 Th1 cells or CD8 cytotoxic T lymphocytes in Orex-HA mice and controls, in order to analyze their ability to create hypothalamic inflammation. Interestingly, whereas both subsets were able to create local inflammation within the hypothalamus, only cytotoxic T lymphocytes were able to induce orexin neuron loss. This destruction, of about 70% of orexin neurons in Orex-HA, led to development of both electrophysiological and behavioral manifestations reminiscent of human narcolepsy. To test the impact of vaccination on development of narcolepsy, we transferred naive HA-specific CD4 and/or CD8 T cells into Orex-HA recipients before immunizing with Pandemrix(r). The vaccination with Pandemrix(r) induced pro-inflammatory differentiation of both CD4 and CD8 T cells in Wild Type (WT) and Orex-HA animals. However, only the transfer of CD4 or combination of CD4 and CD8 T cells led to hypothalamic inflammation in transgenic animals. Interestingly, CD8 T cells were the main population of T lymphocytes infiltrating the brain. Collectively, these findings demonstrate that T cells can mediate the destruction of orexin neurons. Consistent with the outstanding genetic association of narcolepsy with a specific class II HLA variant, CD4 T cells are likely to play a major role in enhancing the pathogenic autoimmune response in periphery. However, CD8 T cells appeared as the final effector of neuronal destruction in the central nervous system. These results incite to continue to study in depth the autoimmune origin of this disorder in order to propose immunoactive treatment to narcoleptic patients.

Les lymphocytes Th17 représentent une sous-population lymphocytaire hautement inflammatoire, due à leur particularité à produire des cytokines pro-inflammatoires dont notamment l'IL-17 qui représente leur cytokine signature. Les Th17 jouent un rôle central dans le développement de plusieurs maladies inflammatoires auto-immunes, cependant les mécanismes intervenant dans la régulation de leur fonction effectrice, notamment dans le contexte de ces maladies, demeurent peu connus. Des études récentes ont montré que la signalisation purinergique joue un rôle dans la régulation de la réponse immune et inflammatoire notamment dans l'activation des lymphocytes T CD4⁺ naïfs. Dans cette maitrise, j'ai porté mon intérêt sur le rôle des nucléotides extracellulaires et leurs récepteurs dans l'activation et la différenciation des lymphocytes Th17 humains. Nous avons démontré par RT-PCRq que les Th17 expriment les récepteurs à nucléotides P2X4,5,7 et P2Y₁₁. En utilisant des antagonistes spécifiques pour chacun des récepteurs P2, sauf pour le P2X5 qui n'est pas fonctionnel chez l'humain, nous avons démontré que l'inhibition du P2X4, contrairement à celle des autres récepteurs à nucléotides, bloque la polarisation des lymphocytes T CD4⁺ vers la voie Th17 et diminue la production d'IL-17 suite de l'activation des Th17 polarisés par des anticorps anti-CD3 et anti-CD28. Par contre, la voie de polarisation des Th1 n'est pas affectée par l'antagonisme du P2X4. De plus, l'inhibition de P2X4 a diminué également la prolifération des lymphocytes T, alors qu'un antagoniste des récepteurs P2X7 et P2Y₁₁ n'a eu aucun effet. Ces résultats montrent que le récepteur P2X4 joue un rôle majeur dans la différenciation et l'activation des Th17 et pourrait réguler le développement des maladies inflammatoires.

La migration des lymphocytes T dans les tissus interstitiels est régulée par la matrice extracellulaire dont le collagène type l est la composante majeure. Nous avons caractérisé l'expression chez les lymphocytes T d'un récepteur du collagène de la famille des récepteurs à domaine discoïdine (DDRl) et investigué son implication dans la migration. Nous avons démontré que l'activation des lymphocytes T primaires provenant du sang périphérique (PBL) par le récepteur des lymphocytes T induit l'expression de DDRl. Cette induction dépend de la voie des MAPK-Erk. L'activation des PBL augmente leur migration dans une matrice tridimensionnelle de collagène type l et cette augmentation est inhibée par l'addition de récepteurs bloquants DDRI-FC. Nous avons également observé que l'adhésion des PBL au collagène type l augmente en présence de DDRI-FC. Le récepteur DDRI serait donc impliqué dans la migration des PBL activés possiblement grâce à sa capacité de modérer l'adhésion au collagène type 1.

La pneumopathie d'hypersensibilité (PHS) est une maladie pulmonaire interstitielle caractérisée par des poussées d'inflammation neutrophilique. Les lymphocytes T auxiliaires(CD4) sont suffisants pour le développement de la PHS et, de ce fait, une majorité des études sur la maladie porte sur ce type cellulaire. Malgré tout, les connaissances dans la PHS n'ont pas permis le développement de thérapies efficaces dans les stades chroniques de la maladie et un manque dans les connaissances est présent quant aux autres cellules immunes impliquées dans la PHS comme les lymphocytes B. Ce mémoire visait donc à approfondir les contributions respectives des lymphocytes B et leur collaboration avec les lymphocytes T dans le développement et l'exacerbation de la PHS expérimentale. En utilisant des modèles de transferts de lymphocytes fonctionnels à des souris sans lymphocytes matures, de déplétion partielle des lymphocytes B aux poumons et d'injections d'anticorps déplétants ou bloquants en phase d'exacerbation, ce mémoire met en évidence que les lymphocytes B sont nécessaires à l'induction et à l'exacerbation maximale de la PHS. De plus, il fait ressortir que la réduction partielle des lymphocytes B ne permet pas d'interférer avec le développement de la PHS ni de réduire l'inflammation lors des exacerbations. Cependant, quand la PHS est déjà établie, la co-modulation des lymphocytes T et B permet de mieux inhiber son exacerbation, comparativement à la modulation des lymphocytes T seule. / Hypersensitivity pneumonitis (HP) is an interstitial lung disease characterized by flare-ups of neutrophilic inflammation. T-helper cells (CD4) are sufficient for HP development and therefore, a majority of studies of the disease focus on this cell type. However, the knowledge in HP has not allowed the development of effective therapies in the chronic stages of the disease and a gap in the comprehension of other immune cells involved in HP such as B cells is present. This master's thesis, therefore, aimed to further investigate the respective contributions of B cells and their collaboration with T cells in the development and exacerbation phases of experimental HP. Here, using models of functional lymphocyte transfers to mice without mature lymphocytes, of partial B-cell depletion in the lungs, and of depleting or blocking antibody injections in the exacerbation phase, we demonstrate that although B-cells are required for the induction and maximal exacerbation of HP, partial B-cell depletion does not reduce the HP-associated inflammation. However, co-modulation of T and B cells better inhibits its exacerbation.

Les lymphocytes Th17 représentent une sous-population lymphocytaire hautement inflammatoire, due à leur particularité à produire des cytokines pro-inflammatoires dont notamment l'IL-17 qui représente leur cytokine signature. Les Th17 jouent un rôle central dans le développement de plusieurs maladies inflammatoires auto-immunes, cependant les mécanismes intervenant dans la régulation de leur fonction effectrice, notamment dans le contexte de ces maladies, demeurent peu connus. Des études récentes ont montré que la signalisation purinergique joue un rôle dans la régulation de la réponse immune et inflammatoire notamment dans l'activation des lymphocytes T CD4⁺ naïfs. Dans cette maitrise, j'ai porté mon intérêt sur le rôle des nucléotides extracellulaires et leurs récepteurs dans l'activation et la différenciation des lymphocytes Th17 humains. Nous avons démontré par RT-PCRq que les Th17 expriment les récepteurs à nucléotides P2X4,5,7 et P2Y₁₁. En utilisant des antagonistes spécifiques pour chacun des récepteurs P2, sauf pour le P2X5 qui n'est pas fonctionnel chez l'humain, nous avons démontré que l'inhibition du P2X4, contrairement à celle des autres récepteurs à nucléotides, bloque la polarisation des lymphocytes T CD4⁺ vers la voie Th17 et diminue la production d'IL-17 suite de l'activation des Th17 polarisés par des anticorps anti-CD3 et anti-CD28. Par contre, la voie de polarisation des Th1 n'est pas affectée par l'antagonisme du P2X4. De plus, l'inhibition de P2X4 a diminué également la prolifération des lymphocytes T, alors qu'un antagoniste des récepteurs P2X7 et P2Y₁₁ n'a eu aucun effet. Ces résultats montrent que le récepteur P2X4 joue un rôle majeur dans la différenciation et l'activation des Th17 et pourrait réguler le développement des maladies inflammatoires.

Le psoriasis est une maladie cutanée chronique à médiation immunitaire qui affecte environ 2 à 3 % de la population mondiale. Cette pathologie est le résultat d'une réponse immunitaire inappropriée, où l'environnement, les cellules de la peau et les cellules immunitaires interagissent de manière complexe. Parmi ces cellules immunitaires, les lymphocytes T auxiliaires de profil Th17 jouent un rôle central en produisant des niveaux élevés d'IL-17A en présence d'IL-23. Des traitements ciblant l'IL-23 ont démontré une grande efficacité, mettant en évidence son importance dans la pathogenèse du psoriasis. De plus, des études récentes ont mis en lumière le rôle crucial des cellules myéloïdes et de leurs cytokines, telles que le TNFα et l'IL -23, dans la persistance et la gravité de cette maladie. Cependant, malgré les avancées dans la compréhension de la maladie, il n'existe toujours aucun traitement curatif pour le psoriasis. Une des principales raisons de cette lacune réside dans la difficulté de reproduire fidèlement l'environnement inflammatoire présent dans les lésions cutanées psoriasiques. Les modèles *in vivo* et *in vitro* actuels présentent des limites, notamment des différences entre la peau humaine et animale, ainsi que l'utilisation de cellules cutanées saines qui ne reproduisent pas entièrement les caractéristiques du psoriasis. Ces limitations entravent le développement de nouveaux traitements efficaces pour cette maladie. Pour relever ce défi, l'objectif de ce projet de recherche était de développer un modèle de peau psoriasique 3D intégrant à la fois des lymphocytes T et des macrophages. L'objectif était de mieux représenter le contexte pathologique de la peau psoriasique afin de comprendre plus précisément les interactions complexes entre les lymphocytes T et les macrophages dans le contexte du psoriasis. Les résultats de cette étude sont prometteurs, montrant que ce nouveau modèle immunocompétent, faisant le lien entre l'immunité innée et adaptative, reproduit fidèlement les caractéristiques majeures de la peau psoriasique sans nécessiter l'ajout exogène de médiateurs pro-inflammatoires. Les résultats de ce projet ouvrent également de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension du rôle crucial des macrophages dans cette maladie complexe et montrent l'intérêt de cette nouvelle plateforme pour le développement de nouveaux traitements. / Psoriasis is a chronic immune-mediated skin disease that affects approximately 2 to 3% of the global population. This condition is the result of an inappropriate immune response in which the environment, skin cells, and immune cells interact in a complex manner. Among these immune cells, Th17 profile helper T lymphocytes play a central role by producing high levels of IL-17A in the presence of IL-23. Treatments targeting IL-23 have demonstrated great efficacy, highlighting its importance in the pathogenesis of psoriasis. Furthermore, recent studies have shed light on the crucial role of myeloid cells and their cytokines, such as TNFα and IL-23, in the persistence and severity of this disease. However, despite advances in understanding the disease, there is still no cure for psoriasis. One of the main reasons for this gap lies in the difficulty of faithfully reproducing the inflammatory environment present in psoriatic skin lesions. Current in vivo and in vitro models have limitations, including differences between human and animal skin, as well as the use of healthy skin cells that do not fully replicate the characteristics of psoriasis. These limitations hinder the development of new effective treatments for this disease. To address this challenge, the aim of this research project was to develop a 3D psoriatic skin model that incorporates both T lymphocytes and macrophages. The goal was to better represent the pathological context of psoriatic skin in order to understand more precisely the complex interactions between T lymphocytes and macrophages in the context of psoriasis. The results of this study are promising, showing that this new immunocompetent model, bridging the gap between innate and adaptive immunity, faithfully reproduces the major characteristics of psoriatic skin without the exogenous addition of pro-inflammatory mediators. The findings of this project also open new perspectives for a better understanding of the crucial role of macrophages in this complex disease and demonstrate the potential of this new platform for the development of new treatments.

Les lymphocytes Th17 sont une sous-population de lymphocytes T auxiliaires impliqués dans les maladies inflammatoires et auto-immunes dont les mécanismes d’activation sont encore mal compris. Au laboratoire, nous avons déjà démontré que α2β1 ainsi que le récepteur à l’IL-7 étaient deux molécules de costimulation potentielles chez les lymphocytes T. Nous avons donc émis l’hypothèse que l’intégrine α2β1 et l’IL-7R coopèrent pour activer la production d’IL-17 chez les Th17. Nous avons montré que les lymphocytes Th17 co-expriment l’IL-7R et l’intégrine α2β1. De plus, la liaison de l’IL-7R et de l’intégrine α2β1 avec leurs ligands respectifs mène à la production d’IL-17, et ce, de manière additive. L’augmentation de la production d’IL-17 par l’IL-7R et l’intégrine α2β1 dépend de l’activation des voies de signalisation JAK/STAT, PI3 kinase/AKT et MAPK/ERK, respectivement. Ainsi, l’intégrine 21 et l’IL-7R sont des voies de réactivation importantes chez les Th17 et pourraient constituer des cibles thérapeutiques importantes.

Les immunoglobulines intraveineuses (IgIV) sont une préparation thérapeutique utilisée dans le traitement de certains désordres auto-immuns. L'utilisation accrue des IgIV expose les patients ainsi que les fournisseurs à un risque de pénurie. Le but de nos travaux était donc d’élucider les mécanismes d'action des IgIV menant à une inhibition des fonctions des lymphocytes T CD8 suite à la présentation croisée d'antigènes et ce, afin d'aider au développement d'un bio-équivalent qui pourrait mimer les effets des IgIV. Nos résultats ont permis de mettre en évidence qu'un traitement aux IgIV affecte l'expression de la sélectine CD62L chez les lymphocytes T CD8 et stimule l'expression de l’enzyme Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) et du récepteur intracellulaire NLRP10 ( « nucleotide-binding oligomerization domain receptor family pyrin domain containing 10 ») chez les monocytes, améliorant ainsi notre compréhension des mécanismes produisant des effets immunomodulateurs en plus d'identifier de nouvelles cibles pour le développement de bio-équivalents aux IgIV.

Le psoriasis est une maladie auto-immune dont la cause, · toujours inconnue à ce jour, repose sur plusieurs mécanismes intercellulaires dont les interactions fonctionnelles entre les kératinocytes et les lymphocytes T. Notre modèle in vitro permet l' étude des interactions cellulaires en suivant l' analyse de la production de 22 cytokines/chimiokines ainsi que le changement en apoptose des cellules. Nous avons observé une sécrétion augmentée de plusieurs cytokines/chimiokines par les kératinocytes psoriasiques comparativement au kératinocytes sains. De plus, lors de la co-culture des lymphocytes T avec les kératinocytes, la production de plusieurs cytokines/chimiokines fût augmentée avec les kératinocytes psoriasiques comparativement aux kératinocytes sains. Une survie augmentée des lymphocytes T eh co-culture a également été observée. Ce modèle expérimental de co-culture témoigne des interactions fonctionnelles entre les kératinocytes et les lymphocytes T ainsi que de la persistance des caractéristiques pathologiques des kératinocytes psoriasiques in vitro. Des points de vue physiopathologique et pharmacologique, ce modèle devient pertinent pour une meilleure compréhension de désordres cutanés auto-immuns tel, le psoriasis.

L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies aériennes dont les caractéristiques principales sont le remodelage bronchique et la fibrose sous épithéliale. Les cellules structurales et inflammatoires interagissent les unes avec les autres tant par contact direct que par l'entremise de médiateurs sécrétés. Cette interaction contribue de manière importante à la régulation du processus inflammatoire qui a cours dans la muqueuse bronchique. Les fibroblastes et les lymphocytes T produisent de nombreuses cytokines et médiateurs proinflammatoires dont l'interleukine-6 (IL-6). L'expression de cette dernière est étroitement associée avec la présence de fibrose dans de nombreux tissus. L'IL-6 agit également comme facteur de croissance et d'activation pour les lymphocytes T. L'objectif de ce projet est d'identifier les molécules de costimulation impliquées dans la communication entre les fibroblastes et les lymphocytes T ainsi que de déterminer leur rôle dans la production d'IL-6 par les fibroblastes lors de l'interaction entre ces deux types cellulaires. Les nombreuses investigations menées indiquent que les lymphocytes T entraînent l'augmentation de la production de l'IL-6 autant par les fibroblastes de sujets sains que ceux provenant de sujets asthmatiques. Cette augmentation de la production d'IL-6 se fait principalement par l'entremise de molécules de surface. L'interaction LFA1/ICAM-l semble être impliquée dans cette augmentation de la production d'IL-6. Ces résultats montrent à quel point l'interaction entre les fibroblastes et les lymphocytes T peut moduler la production de cytokines tel l'IL-6 et par conséquent dans quelle mesure elle peut influencer le processus inflammatoire.