Les acides gras (AG) polyinsaturés, tels que l’acide arachidonique (AA), sont précurseurs de médiateurs lipidiques impliqués dans nombreux processus biologiques, mais aussi dans la progression de certaines maladies inflammatoires et cancers. La biodisponibilité de ces AG dépend des mécanismes de remodelage qui contrôlent leur incorporation et redistribution dans les glycérophospholipides (GPL) ainsi que leur libération. L’inhibition de la transacylase CoA-indépendante (CoA-IT) a démontré le potentiel du remodelage de l’AA comme cible thérapeutique contre les maladies inflammatoires et prolifératives. Boilard et Surette ont démontré que l’activité de la CoA-IT est induite chez les lymphocytes T humains en prolifération et que son inhibition induit l’apoptose chez ces cellules, mais pas chez celles au repos. Par contre, peu était connu sur les changements dans la composition en AG des GPL suite à l’induction de la prolifération des lymphocytes T et encore moins sur l’identité des enzymes impliquées. Lors de cette thèse, nous avons premièrement mesuré la composition en AG des GPL chez les lymphocytes T primaires humains au repos et en prolifération, ainsi que chez la lignée lymphocytaire Jurkat. La prolifération des lymphocytes T induit des modifications majeures dans la distribution des AG contenus dans les GPL et les Jurkat ressemble beaucoup plus aux lymphocytes T en prolifération que ceux au repos. Au niveau du contenu en AG des GPL, la plupart des AG ont subi une augmentation significative suite à l’induction de la prolifération, mais ce sont les AG mono-insaturés qui ont subi l’augmentation la plus significative. Contrairement aux autres AG, la masse de l’AA dans les GPL n’a pas été affectée suite à l’induction de la prolifération, mais l’AA a subi une importante redistribution dans les différents GPL. Cette redistribution est non seulement associée à l’induction de l’activité CoA-IT, mais aussi à une importante induction de l’incorporation de l’AA. Nous avons aussi démontré que les cellules T en prolifération et les cellules Jurkat ont une grande capacité d’élongation et de désaturation des AG polyinsaturés de 18 et 20 carbones comparativement aux cellules T au repos. Afin d’expliquer ces changements, nous avons mesuré l’expression de plusieurs enzymes potentiellement impliquées dans la biosynthèse des AG ainsi que dans le remodelage des AG polyinsaturés dans les GPL chez les cellules T au repos et en prolifération. Nous avons démontré une induction de l’expression de l’acide gras synthase (FASN), de la stéaroyl-CoA desaturase-1 (SCD1), des désaturases 1 et 2 (FADS1 et FADS2), de l’élongase 5 (ELOVL5) ainsi que plusieurs acyl-CoA-synthétases (ACS), lysophospholipid acyltransférases (LPLAT) et phospholipases A2 (PLA2) chez les cellules T en prolifération comparativement au cellules T au repos. Il est connu que la SCD1 est nécessaire pour la prolifération de plusieurs carcinomes. L’atténuation de la SCD1 chez la lignée Jurkat affecte la désaturation de l’acide palmitique (16:0 vers 16:1 n-7), mais ne semble pas affecter la désaturation de l’acide stéarique (18:0 vers 18:1 n-9) ni la prolifération cellulaire. La stéaroyl-CoA désaturase-5 (SCD5) pourrait être un élément compensateur responsable du maintien de l’acide oléique (18:1n-9) cellulaire et de la prolifération. Nous avons aussi démontré que l’atténuation de l’ELOVL5 chez les cellules T en prolifération et les cellules Jurkat modifie significativement le profil des AG mono-insaturés et polyinsaturés, et bloque efficacement l’élongation des AG polyinsaturés de 18 et 20 carbones, mais n’a eu aucun effet sur la survie et la prolifération. Pour ce qui est des enzymes potentiellement impliquées dans le remodelage de l’AA, leur implication reste à être élucidée et l’identité de la CoA-IT n’est pas encore connue. Nous avons aussi démontré que l’utilisation d’un analogue de l’AA, l’AA-alcyne, comme outil pour étudier le remodelage de l’AA et la production de médiateurs lipidiques nécessite la prise de certaines précautions, car les enzymes cellulaires ne l’utilisent pas exactement comme l’AA. Nous avons aussi publié une revue discutant des études récentes sur le contrôle de la biodisponibilité des AG polyinsaturés pour la production de médiateurs lipidiques ainsi que les aspects de ce métabolisme qui sont encore inconnus. Une meilleure compréhension du contrôle de la distribution des AG polyinsaturés dans les GPL et de leurs biodisponibilités pourrait mener à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques contre les maladies inflammatoires et prolifératives. / Polyunsaturated fatty acids (PUFA), such as arachidonic acid (AA), are precursors of bioactive lipid mediators involved in several biological processes, but also in the progression of certain inflammatory diseases and cancers. The availability of these fatty acids (FA) depends on the remodeling mechanisms that control their incorporation and redistribution in glycerophospholipids (GPL) as well as their release. Inhibition of CoA-independent transacylase activity (CoA-IT) has demonstrated the potential for the remodeling of AA as a therapeutic target against inflammatory and proliferative diseases. Boilard and Surette demonstrated that CoA-IT activity is induced in proliferating human T lymphocytes and that its inhibition only induces apoptosis in proliferating T cells and not in resting cells. On the other hand, little was known about the changes in the FA composition of the GPL following the induction of the proliferation of the T lymphocytes and still less on the identity of the enzymes involved. In this thesis, we first measured GPL FA composition in resting and proliferating human primary T lymphocytes as well as in the Jurkat lymphocyte cell line. The activation of the T cells proliferation induces major changes in the FA profile contained in the GPL and the Jurkat line resembles much more proliferating T lymphocytes than resting T cells. At the level of the FA content of the GPL, the mass of most FA has increased significantly following the induction of proliferation, but the monounsaturated FA has the most significant increase. Unlike other FA, the total mass of AA in cellular GPL was not affected by T-cell proliferation induction, but the AA was significantly redistributed in the different classes and subclasses of GPL. This redistribution is not only associated with the induction of CoA-IT activity, but also a significant induction of the incorporation of AA in GPL. We have also demonstrated that proliferating T cells and Jurkat cells have a very high capacity for elongation and desaturation of PUFA omega-3 and omega-6 of 18 and 20 carbons compared to resting cells. To explain these observations, we measured the expression of several enzymes potentially involved in the biosynthesis of FA and in the GPL remodeling in resting and proliferating T cells. We have demonstrated an induction of the fatty acid synthase (FASN), the stearoyl- CoA desaturase-1 (SCD1), the fatty acid desaturases 1 and 2 (FADS1 and FADS2), the fatty acid elongase 5 (ELOVL5) as well as several acyl-CoA synthetases (ACS), lysophospholipid acyltransferases (LPLAT) and phospholipases A2 (PLA2) expression in proliferating T cells compared to resting T cells. Many carcinoma cells require the stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD1) to proliferate. The knockdown of SCD1 in Jurkat cell line affects the desaturation of palmitic acid (16:0 to 16:1 n-7), but does not appear to affect the desaturation of stearic acid (18:0 to 18:1 n-9) and cell proliferation. The stearoyl-CoA desaturase-5 (SCD5) could be a compensating element responsible for maintaining cellular oleic acid (18:1 n-9) and proliferation capacity. We also demonstrated that the ELVOL5 knockdown in proliferating T cells and Jurkat cells significantly altered the profile of monounsaturated and polyunsaturated FA and effectively blocks the elongation of 18 and 20 carbon PUFA, but had no effect on survival and proliferation. For the enzymes potentially involved in the remodeling of AA, their involvement remains to be elucidated and the identity of the CoAIT is not yet known. We have also demonstrated that the use of an AA analogue, AA-alkyne, as a research tools to study the remodeling of AA and the production of lipid mediators requires certain precautions because it is not used by cellular enzymes exactly like AA. We also published a review discussing recent studies on the control of the availability of PUFA to produce lipid mediators in inflammatory cells as well as aspects that remain unknown. A better understanding of the control of the distribution of PUFA in GPL and their availabilities could lead to the discovery of new therapeutic targets for the treatment of inflammatory and proliferative diseases.

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.

L'accumulation des peptides Aβ40-42 au niveau cérébral est un élément physiopathologique majeur de la Maladie d'Alzheimer (MA) et une cible thérapeutique potentielle. A l'issue de résultats encourageants de vaccination par Aβ dans des modèles murins de la MA, un essai clinique a été entrepris chez l'Homme. Mais il a dû être interrompu en raison de la survenue de méningo-encéphalites chez 6% des patients, supposées liées à une activation inappropriée de lymphocytes T. Une meilleure compréhension des réponses T CD4+ induites par la vaccination semble donc primordiale pour l'optimisation des stratégies vaccinales. Nous avons cherché à identifier les facteurs génétiques qui pourraient avoir un rôle sur l'amplitude et la nature des réponses vaccinales T CD4+ anti-Aβ chez la souris. Nous avons mis en évidence que l'amplitude de la réponse variait en fonction des haplotypes H-2 mais aussi de facteurs génétiques indépendants du CMH et liés à la capacité de générer des réponses T régulatrices (Tregs) anti-Aβ. De plus, l'analyse des réponses vaccinales dans un modèle murin de MA (souris APPPS1) semble suggérer qu'une réponse Treg inhiberait des réponses T CD4 effectrices anti- Aβ spontanées. Ces observations nous ont conduits à rechercher l'impact de ces réponses effectrices et régulatrices dans la physiopathologie de la maladie. En inactivant les cellules Tregs, nous avons pu mettre en évidence les fonctions anti-neuroinflammatoires et les effets bénéfiques de ces cellules sur la pathologie amyloïde et la cognition. Ensemble, nos résultats suggèrent donc que les réponses Treg pourraient limiter l'efficacité vaccinale mais auraient une action neuroprotectrice dans la physiopathologie de la MA.

Les lymphocytes Th17 sont une sous-population de lymphocyte T découverte récemment et dont la particularité est de produire de l’IL-17. Ces cellules ont été impliquées dans le développement de maladies auto-immunes. Toutefois, les mécanismes régulant les fonctions des lymphocytes Th17 dans ces maladies ne sont pas très bien connus. Plusieurs études indiquent que les intégrines liant le collagène sont des molécules de costimulation pour les lymphocytes T effecteurs. De plus, ces intégrines ont été impliquées dans le développement de plusieurs maladies auto-immunes. On les retrouve entre autres sur les lymphocytes T arthritiques du liquide synovial. Cependant, l’expression et les fonctions des intégrines liant le collagène chez les lymphocytes Th17 sont inconnues. Nous avons montré que l’intégrine liant le collagène alpha2beta1 (α2β1) est exprimée sur les cellules Th17, mais que l’intégrine α1β1 ne l’est pas. Nous avons également observé que les collagènes de type I et de type II costimulent la production d’IL-17A, d’IL-17F et d’IFN-γ dans les lymphocytes Th17 humains activés par le récepteur des cellules T (TCR) alors que le collagène de type IV, liant l’intégrine α1β1, n’a pas d’effet sur la production de ces cytokines. Nous avons également montré que les lymphocytes T expriment un autre récepteur pour le collagène, soit DDR1. Nos résultats suggèrent que ce récepteur n’est pas impliqué dans l’adhésion, mais plutôt dans la migration des lymphocytes T dans le collagène tridimensionnel. Nous avons trouvé que les lymphocytes Th17 expriment DDR1, mais que celui-ci n’est pas impliqué dans la costimulation par le collagène. Nos résultats ont mis en évidence le rôle des voies de signalisation MAPkinases ERK, JNK et la voie PI3K/AKT pour l’expression et la production d’IL-17 suite à la stimulation par le TCR alors que la voie MAPkinase p38 n’est importante que pour la costimulation de l’IL-17 par l’intégrine α2β1. Nos résultats ont également montré que l’expression du facteur de transcription RORc, qui joue un rôle central dans la différenciation Th17 et l’expression de l’IL-17, est augmentée par la costimulation du collagène. L’expression de RORc nécessite les voies MAPkinase ERK et PI3K/AKT qui sont aussi augmentées par le collagène. Nos résultats indiquent que l’intégrine α2β1 participe à l’activation des lymphocytes Th17 et de ce fait peut réguler à la hausse le développement des maladies auto-immunes dans les tissus riches en collagène. / Les lymphocytes Th17 sont une sous-population de lymphocyte T découverte récemment et dont la particularité est de produire de l’IL-17. Ces cellules ont été impliquées dans le développement de maladies auto-immunes. Toutefois, les mécanismes régulant les fonctions des lymphocytes Th17 dans ces maladies ne sont pas très bien connus. Plusieurs études indiquent que les intégrines liant le collagène sont des molécules de costimulation pour les lymphocytes T effecteurs. De plus, ces intégrines ont été impliquées dans le développement de plusieurs maladies auto-immunes. On les retrouve entre autres sur les lymphocytes T arthritiques du liquide synovial. Cependant, l’expression et les fonctions des intégrines liant le collagène chez les lymphocytes Th17 sont inconnues. Nous avons montré que l’intégrine liant le collagène alpha2beta1 (α2β1) est exprimée sur les cellules Th17, mais que l’intégrine α1β1 ne l’est pas. Nous avons également observé que les collagènes de type I et de type II costimulent la production d’IL-17A, d’IL-17F et d’IFN-γ dans les lymphocytes Th17 humains activés par le récepteur des cellules T (TCR) alors que le collagène de type IV, liant l’intégrine α1β1, n’a pas d’effet sur la production de ces cytokines. Nous avons également montré que les lymphocytes T expriment un autre récepteur pour le collagène, soit DDR1. Nos résultats suggèrent que ce récepteur n’est pas impliqué dans l’adhésion, mais plutôt dans la migration des lymphocytes T dans le collagène tridimensionnel. Nous avons trouvé que les lymphocytes Th17 expriment DDR1, mais que celui-ci n’est pas impliqué dans la costimulation par le collagène. Nos résultats ont mis en évidence le rôle des voies de signalisation MAPkinases ERK, JNK et la voie PI3K/AKT pour l’expression et la production d’IL-17 suite à la stimulation par le TCR alors que la voie MAPkinase p38 n’est importante que pour la costimulation de l’IL-17 par l’intégrine α2β1. Nos résultats ont également montré que l’expression du facteur de transcription RORc, qui joue un rôle central dans la différenciation Th17 et l’expression de l’IL-17, est augmentée par la costimulation du collagène. L’expression de RORc nécessite les voies MAPkinase ERK et PI3K/AKT qui sont aussi augmentées par le collagène. Nos résultats indiquent que l’intégrine α2β1 participe à l’activation des lymphocytes Th17 et de ce fait peut réguler à la hausse le développement des maladies auto-immunes dans les tissus riches en collagène.

Les lymphomes B sont des cancers du système lymphatique se développant à partir des cellules B. Il devient évident que le développement des cellules B malignes dépend d’interactions avec les cellules immunes dans leur microenvironnement. Nous avons étudié la caractérisation des lymphocytes T intra tumoraux afin de comprendre leur contribution dans la lymphomagenèse et leur potentiel thérapeutique dans les lymphomes B comme le lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL), le lymphome folliculaire (FL) et le lymphome Hodgkinien classique (cHL)Nous avons mis en évidence une différence importante, quantitative et qualitative, entre la composition immunitaire de différents lymphomes B, notamment au niveau des lymphocytes T intra tumoraux. Le FL se caractérise par une accumulation des lymphocytes T régulateurs (Tregs) exprimant ICOS, pouvant supprimer les cellules B lymphomateuses. La génération des Tregs ICOS+ est favorisée par le contact avec les cellules B lymphomateuses exprimant ICOSL. Quant à lui, le DLBCL a beaucoup de lymphocytes TCD8 coexprimant PD1 et TIM3 possédant un état de dysfonctionnement dit « épuisement », lymphocytes dont la proportion est corrélée à leur niveau de dysfonctionnement et à leur capacité de réponse au blocage des récepteurs inhibiteurs. Enfin, dans certains lymphomes B, en particulier le cHL, nous avons découvert une sous population de TCD8, dite « TFH-like » pour leur similarité phénotypique et fonctionnelle avec les lymphocytes T auxiliaires folliculaires (TFH). Ces données indiquent l’hétérogénéité des composants immunitaires entre différents lymphomes B et sont une piste pour une future thérapie ciblée dans le traitement du lymphome. / B-cell lymphomas represent a heterogeneous group of cancers that affect B cells in the lymphatic system. It has become evidence that malignant B cells depend on various interactions with microenvironmental immune cells for their development. Our study focuses on characterization of intra-tumoral T cells in order to understand their contribution in pathogenesis and their therapeutic potentials in the most frequent B cell-lymphoma such as Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL), Follicular lymphoma (FL) and classical Hodgkin lymphoma (cHL).During this work, we have demonstrated a significant quantitative and qualitative difference between different B-cell lymphoma immune composition, especially between their intra-tumoral T cells. FL is characterized by the accumulation of regulatory T cells (Tregs) expressing ICOS, with ability to suppress lymphoma B cells. Generation of Tregs ICOS+ is prompted by cell contact with the lymphoma B cells expressing ICOSL. On the other hand, DLBCL have high level of TCD8 coexpressing PD1 and TIM3 displaying an exhaustion state, which proportion is correlated with their dysfunction level and with their responsiveness to inhibitor receptors blockade. Finally, in some B-cell lymphoma cases, especially cHL, we found the existence of a TCD8 subset, called TFH-like due to their phenotypic and functional similarity with follicular helper T cells (TFH).These data show heterogeneity of immune components between the different B lymphomas, and give opportunity for targeted therapy in lymphoma treatment

L'apoptose spontanée des lymphocytes T entraine une lymphopénie marquée dans les rats BBDP (BioBreeding Diabetes Prone) conduisant au développement du diabète auto-immun de type I. Le phénotype de la lymphopénie dans ces rats est lié au locus lyp. L'allèle lyp contient une mutation du cadre de lecture à l'intérieur du gène qui code pour GIMAP5 (GTPase of immunity associeted nucleotide binding protein 5). Cette mutation produit une protéine tronquée de 11 Kd. Les mécanismes par lesquels, GIMAP5 assure la fonction de survie des lymphocytes T ne sont pas bien connus. Cependant, des études antérieures ont montré que l'apoptose précoce des cellules T matures était indépendante des caspases, mais est associée à la perte du potentiel de la membrane mitochondriale. D'autres études de surexpression ont montré que GIMAP5 localise dans les mitochondries et le réticulum endoplasmique. En utilisant un antisérurn de lapin contre GIMAP5, nos résultats ont montré que la protéine GIMAP5 endogène est associée à une fraction subcellulaire sédimentable distincte de la mitochondrie et du réticulum endoplasmique dans les lymphocytes T matures de rat normaux. Pour confirmer davantage ces données par la microscopie confocale, nous avons surexprimé rGIMAP5 étiqueté par myc à la partie N-terminale dans les fibroblastes Rat-2, la partie C-terminale transmembranaire étant intacte. Nos résultats suggèrent que GIMAP5 régule l'intégrité de la membrane mitochondriale dans une fraction subcellulaire différente des mitochondries.

Le vieillissement s'accompagne d'un déclin de l'immunité, c'est l'immunosénéscence. Les lymphocytes sont des cibles du vieillissement et lors de la stimulation de leur récepteur (TCR) la production d'interleukine-2 est déficiente. Pour expliquer la perte de fonctionnalité des lymphocytes T avec le vieillissement humain, plusieurs hypothèses sont mises en avant dont celle suggérant un défaut de transmission du signal intracellulaire à partir du TCR. Plusieurs études ont démontré que des défauts de signalisation sont effectivement présents dans les voies de signalisation du TCR. La plupart des voies de signalisation sont affectées et il est possible qu'une défaillance en amont puisse toutes les expliquer. Cependant, aucune explication ne pouvait être apportée jusqu'à la découverte de l'existence des radeaux lipidiques membranaires. Ces radeaux lipidiques enrichis en cholestérol et molécules facilitent la signalisation intracellulaire en permettant la formation du signalosome. Ces structures sont initiatrices de la signalisation du TCR. Nous avons émis l'hypothèse que ce sont des défaillances dans les fonctions des radeaux lipidiques qui expliqueraient les altérations en aval de la membrane. Nous avons démontré que les cellules T quiescentes de la personne âgée (+ 65 ans) ont une quantité de cholestérol deux fois plus importante dans les radeaux lipidiques. Ceci s'accompagne d'une diminution de la fluidité. La modulation du contenu en cholestérol par la cyclodextrine permet de contrôler la fluidité membranaire. Cependant, la cyclodextrine a d'autres effets et n'est pas préconisée pour moduler les fonctions des lymphocytes T. De plus, LAT est dans un état de phosphorylation significativement supérieur avec le vieillissement. En ce qui concerne Lck, la molécule est hyper-phosphorylée dans les radeaux lipidiques. Cet état d'activation est relié au phénomène d'Inflamm-Aging. Lors de la stimulation du TCR, le recrutement des molécules de signalisation est diminué par rapport aux sujets jeunes (18-25 ans). La phosphorylation de LAT et Lck est significativement diminuée dans les radeaux lipidiques des lymphocytes CD4[indice supérieur +] activés de personnes âgées. La signalisation issue du CD28 est altérée dans ces cellules (Akt). La mesure de la quantité de CD28 dans les radeaux lipidiques est significativement supérieure dans les cellules CD8 [indice supérieur +] comparativement aux cellules CD4[indice supérieur +]. Les cellules CD8[indice supérieur +] ont un signalosome pré-formé alors que les lymphocytes CD4[indice supérieur +] sont dépendants de la polarisation des radeaux lipidiques. La perte d'expression du CD28 chez les cellules CD8[indice supérieur +] n'a pas de répercussion sur sa signalisation alors que les cellules CD4[indice supérieur +] ont un défaut dans la phosphorylation de Akt malgré l'expression du CD28 inchangée. L'immunosénéscence s'explique en partie par la perte de fonction des radeaux lipidiques dans les cellules CD4[indice supérieur +]. Ces résultats suggèrent que les fonctions des radeaux lipidiques dans les sous-populations lymphocytaires définissent la capacité des cellules à répondre et à s'adapter au milieu environnant.

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

Les cellules de notre système immunitaire différencient les antigènes du Soi, envers lesquels elles ne doivent pas engendrer de réponse immunitaire effectrice, et les pathogènes qu’elles doivent éliminer. Outre les antigènes du Soi, le système immunitaire doit également tolérer des antigènes de l’environnement non pathogènes comme les aliments et les bactéries de la flore commensale qui colonisent l’intestin. Au sein de cette flore se trouvent des bactéries « probiotiques » dont certaines souches ont un effet préventif et/ou curatif dans le cadre d’allergies, de maladies inflammatoires ou même de cancers. Ces effets seraient au moins en partie dus à une action des probiotiques ou de leurs métabolites sur des cellules du système immunitaire. Les cellules dendritiques (DC) ont une grande plasticité qui leur permet, selon les signaux qu’elles perçoivent, de générer soit une réponse immunitaire effectrice pour éliminer les pathogènes soit une tolérance en induisant des lymphocytes T régulateurs. On les retrouve notamment au niveau de la muqueuse intestinale où elles sont susceptibles d’interagir avec les probiotiques. Nous avons analysé l’impact d’un surnageant de fermentation d’un milieu laitier simplifié par la bactérie probiotique Bifidobacterium breve C50 (BbC50sn) sur les DC humaines in vitro : ce surnageant entraîne la maturation de ces cellules (DC-BbC50sn) ainsi qu’une forte production d’IL-10 et une augmentation de leur survie via le TLR-2. L’analyse des gènes transcrits dans les DC-BbC50sn par la technique des puces à ADN met en évidence l’expression de gènes codant des molécules tolérogènes comme ILT-3, ILT-4 et PDL-1. De plus, nous montrons que les DC-BbC50sn induisent des lymphocytes T (LT) régulateurs fonctionnels in vitro. Ces LT régulateurs secrètent de l’IL-10 et du TGF-ß et nécessitent une activation spécifique d’alloantigène par des DC pour exercer leur activité suppressive. Nous avons également montré l’induction de LT régulateurs ayant des caractéristiques différentes par des DC traitées avec d’autres ligands de TLR-2 et TLR-4. Nous démontrons donc que BbC50sn peut avoir des capacités régulatrices au travers de son action sur les cellules dendritiques humaines en induisant des lymphocytes T régulateurs in vitro. Ces résultats représentent une base rationnelle de son utilisation en clinique. / The immune system protects our organism by removing pathogen bacteria and viruses while tolerating non-pathogenic antigens from self, environment and commensal bacteria. Some commensal bacteria called “probiotics” have been shown to exert beneficial effects on the host health. Recent studies demonstrated that these probiotic bacteria could act on immune cells either directly or via their metabolites. Dendritic cells (DC) are able to induce either an effective or a tolerogenic immune response depending on the environment signals. They can be found in the intestinal mucosa where they could interact with probiotic bacteria. We demonstrated that a bacteria-free fermentation product of Bifidobacterium breve C50 (BbC50sn) induced human DC maturation with high IL-10 production in vitro and prolonged their survival. The BbC50sn action on dendritic cells was mediated via the TLR-2 pathway. The DNA microarray analysis showed that BbC50sn-DC produced high levels of mRNA corresponding to genes encoding tolerogenic molecules such as ILT-3, ILT-4 and PDL-1. We also highlighted that these BbC50sn-DC could induce functional regulatory T cells in vitro. These regulatory T cells needed an alloantigen specific activation to exert their suppressive activity and didn’t act through a T cell-T cell contact. These regulatory T cells secreted IL-10 and TGF-ß; however, these cytokines didn’t appear to mediate the suppressive activity. We also showed that other dendritic cells treated with TLR-2 and TLR-4 ligands could induce regulatory T cells different from those induced by BbC50sn-DC. BbC50sn is thus able to exert a regulatory effect through this action on human dendritic cells by inducing regulatory T cells in vitro. As far as we know, it is the first demonstration of regulatory T cell induction by a probiotic derivative product. These results represent a rational basis for BbC50sn use in clinics.

Les lymphocytes T régulateurs Foxp3+ jouent un rôle crucial dans l'établissement de la tolérance au soi, le contrôle des réponses inflammatoires et le maintien de l'homéostasie du système immunitaire. La compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la fonction de ces cellules représente un défi important. Chez le rat, la déficience en Themis1, une nouvelle molécule de la signalisation du TCR, associée à un locus de 117kb d'origine BN induit un défaut fonctionnel des Tregs et le développement spontané d'une maladie inflammatoire des intestins. Au sein de ce locus, le rat BN présente deux polymorphismes non-synonymes, un au niveau du gène C3 et un au niveau du gène Vav1 (R63W). Ce dernier est un candidat potentiel du fait du rôle joué par Vav1 dans l'activation des lymphocytes T et de sa régulation par Themis1. Dans ce travail de thèse, j'ai étudié l'effet de la déficience en Themis1 associé au polymorphisme R63W de Vav1 chez la souris de fond génétique C57BL/6 sur les fonctions des lymphocytes T régulateurs. J'ai montré que la déficience en Themis1 associé au polymorphisme R63W induit un défaut fonctionnel des Tregs in vitro et in vivo dans un modèle de colite. Ce défaut est associé à une production accrue de cytokines pro-inflammatoires par ces Tregs. J'ai également mis en évidence que l'association de ces deux mutations induit une sensibilité accrue à la colite induite par le DSS. Au niveau moléculaire, j'ai mis en evidence que ce défaut fonctionnel est associé à une réduction de la signalisation du TCR impliquant les vois Erk et NF-ĸB. De plus, j'ai montré que l'inhibition d'une phosphatase de la signalisation du TCR, SHP-1, permet de restaurer les fonctions suppressives des Tregs Vav1R63W-Themis1-/-. Cette étude souligne l'importance de l'intégrité du hub de la signalisation impliquant Vav1, Themis1 et SHP-1 dans la plasticité des lymphocytes T régulateurs et dans le maintien de leur fonction suppressive. Ainsi ce hub de signalisation représente une cible thérapeutique pour augmenter les fonctions des Tregs dans le cadre des maladies inflammatoires ou réduire leurs fonctions suppressives pour favoriser les réponses immunes anti-tumorales dans le cadre du cancer. / Regulatory T cells (Treg) are of paramount importance for restraining excessive immune responses and their manipulation holds enormous therapeutic potential. Our recent results using a congenic rat model suggested that the integrity of Vav1/Themis1 T-cell receptor signaling hub plays a crucial role in Treg suppressive function. Indeed, Themis1 deficiency in BN, but not in LEW rats, led to the development of inflammatory bowel disease (IBD), linked to a defect in Treg suppressive function. Genetic studies revealed that this phenotype depended on a 117 Kb genomic locus, containing the R63W polymorphism on Vav1 that impacted its expression and functions. To test the importance of the Vav1/Themis1 TCR signaling hub in Treg function, we generated Themis1-T-/- mice expressing conditionally Themis1 in thymocytes, but not in peripheral T cells. In contrast to regular germline Themis1 knockout mice, these mice were not lymphopenic and exhibited normal proportions of CD4+ T cells in the thymus and in peripheral lymphoid organs. Next, Themis1-T-/- mice were crossed with Vav1R63W mice to assess the impact of these combined mutations on Treg suppressive functions. Using in vitro approaches, together with in vivo analyses of IBD, we showed that suppressive activity of Treg was impaired in Themis1-deficient mice harboring the mutated Vav1; this defect is linked to higher production of IL-17 and IFNg. Functional studies showed that Themis1-deficient associated with the mutated Vav1 induced a defect in Erk and P65 phosphorylation after TCR engagement. Interestingly, the inhibition of the SHP-1 phosphatase restore the functional defect of Tregs. Together, these data showed that Themis1, Vav1 and SHP-1 cooperate in the signaling hub to regulate the suppressive function of regulatory T cells. Thus, this signaling hub represents a therapeutic target to enhance the suppressive functions of Tregs in the context of autoimmune and inflammatory diseases or to decrease their functions to favor anti-tumoral immune responses.