Plus de 30 ans après la découverte du virus de l'immunodéficience humaine (VIH), entre 20 et 30% des patients sous trithérapie anti rétrovirale (TARV) ne récupèrent pas un taux normal de lymphocytes (LT) CD4, ce qui est associé à une plus grande morbi-mortalité. Il existe de nombreux résultats discordants dans la littérature concernant le rôle joué par l'activation immunitaire des LT CD4 et CD8, ainsi que des incertitudes sur celui des LT régulateurs (Treg), dans cette non réponse immunologique (NRI). Dans le but de clarifier les liens entre NRI, activation immunitaire et Treg, nous avons formulé deux hypothèses : (i) il existe un lien entre le pourcentage de Treg, l'activation immune des LT CD4 et/ou LT CD8, et NRI; et (ii) le pourcentage de Treg mesuré à l'introduction de la TARV est utilisable en tant que marqueur indépendant de risque de NRI à la TARV. Afin de tester nos hypothèses, nous avons dans un premier temps amélioré le phénotypage des Treg en pratique quotidienne, d'abord en comparant différents phénotypes de Treg, puis en validant dans des échantillons cliniques une nouvelle méthode de marquage de FoxP3 intracellulaire en un temps. Puis nous avons analysé dans une étude transversale les liens entre NRI, activation immune, différentes sous populations de Treg et la détection d'une virémie résiduelle, au sein d'une population de patients infectés par le VIH-1, en succès virologique sous TARV depuis de nombreuses années. Les facteurs prédictifs associée à la NRI ont été analysés au moyen d'une analyse multivariée. Nous avons parallèlement étudié au moyen d'une étude prospective le rôle pronostic de la mesure du pourcentage de Treg à l'introduction de la TARV, sur la réponse immune en LT CD4 dans les 2 ans suivant le début du traitement. Nous avons montré que la NRI après 7 ans de TARV en moyenne était associée de façon indépendante au nadir de LT CD4 et au pourcentage de Treg. Nous avons retrouvé une augmentation significative de l'activation immune des LT CD4 en cas de NRI, mais pas des LT CD8. Enfin, nous avons montré que le pourcentage de Treg était, avec le nadir de LT CD4, un facteur prédictif de NRI dans les 2 ans suivant le début de la TARV, et que son impact sur la réponse immune était d'autant plus marqué que le nadir de CD4 était bas. La mesure du pourcentage de Treg à l'introduction de la TARV pourrait être un outil simple et facilement utilisable en routine pour mieux cibler les patients à risque de NRI, en association avec la mesure du nadir des LT CD4. Un suivi de la cohorte permettra de confirmer ces résultats à plus long terme. D'autres études devront être conduites, en se focalisant sur les patients avec un nadir de LT CD4 bas, ainsi que chez des patients plus âgés, afin d'explorer les interactions entre immunosénescence, activation immune et Treg / More than 30 years after the discovery of HIV, between 20 and 30% of patients on highly active antiretroviral therapy (ART) do not recover normal levels of CD4 T lymphocytes (CD4). This immunological non response (INR) to ART is associated with an increased morbidity and mortality. There are many conflicting results in the literature related the role of T cells immune activation of T regulator cells (Treg), in INR. In order to clarify the links between INR, immune activation and Treg, we made two hypotheses: (i) there is a link between Treg’s percentage, immune activation of CD4 and / or CD8, and INR; and (ii) the percentage of Treg measured at ART introduction can be used as an independent predictor for INR. To test our hypotheses, we initially improved the immunophenotyping of Treg in daily practice, by comparing different Treg’s phenotype, and by validating in clinical samples a new « one step» staining method of intracellular FoxP3. Then we analyzed in a crosssectionnal study the links between INR, immune activation, different Treg’s subpopulations and detection of very low level viremia, in a population of HIV-1 infected patients, under suppressive ART for many years. Predictive factors associated with the INR were analyzed using multivariate analysis. Simultaneously, we performed a prospective study to analyse the prognostic role of Treg’s percentage at ART introduction on the CD4 reconstitution within 2 years. We have shown that INR after 7 years of ART was independently associated with CD4 nadir and Treg’s percentage. We found in INR patients a significant increase of CD4 immune activation, but not of CD8. Finally, we showed that the Treg’s percentage and the CD4 nadir were independant predictors of INR within 2 years from the start of ART. The effect of Treg at baseline on CD4 evolution was as lower as the CD4 nadir was higher. Measuring the percentage of Treg at ART introduction could be a simple and easy tool to use in daily routine. It could help to better target patients at risk of INR in association with the measurement of CD4 nadir. A follow-up of the cohort will confirm these results in the long term. Further studies will be conducted, focusing on patients with a low CD4 nadir, and on older patients, in order to explore the interactions between immunosenescence, immune activation and Treg

Le système immunitaire est capable de rejeter une tumeur, même si l'interaction entre système immun et tumeurs est et reste complexe. Contrôler à long terme la croissance de la tumeur est un challenge, probablement suite à divers mécanismes de tolérance centrale et périphérique. Différentes approches d'immunothérapie du cancer ont été et sont toujours développées. Nous avons, au laboratoire, investigué et démontré, dans le cadre de deux différents modèles tumoraux murins, les capacités thérapeutiques d’une nouvelle stratégie de vaccinations combinées associant des injections de cellules dendritiques (DC) et de cellules tumorales sécrétrices de GM-CSF.<p><p>Notre travail de thèse a consisté à poursuivre l'étude de cette stratégie de vaccins combinés en étudiant plus particulièrement le rôle des lymphocytes T régulateurs (Treg) dans l'efficacité thérapeutique des vaccinations. <p>Les Treg regroupent différentes populations cellulaires immunosuppressives dérivées du thymus qui jouent un rôle clé dans le maintien de la tolérance périphérique. Les Treg naturels dont le mécanisme de suppression principal nécessite un contact cellule-cellule, expriment de façon constitutive les molécules de surface CD4, CD25 et CTLA-4 mais le marqueur le plus spécifique est le facteur de transcription Foxp3 qui est indispensable à leur développement et à leur fonction suppressive. Dans un premier temps, nous avons donc caractérisé les Treg de rat pour l'expression de Foxp3 et la nature et spécificité antigénique de leur fonction suppressive. Nos résultats démontrent d’une part, une expression de Foxp3 restreinte aux LT CD25+ natifs et liée à une fonction suppressive s'exerçant par contact cellule-cellule et d’autre part, une spécificité antigénique non-restreinte de ces Treg. <p><p>Ensuite, nous avons utilisé ce modèle de vaccination associant des injections de DC et de cellules tumorales sécrétrices de GM-CSF pour analyser comparativement les réponses immunes induites chez les rats vaccinés guéris ou non-guéris et les rats contrôles non vaccinés et identifier les paramètres cruciaux conduisant à l'éradication de la tumeur. Nos résultats ont montré que la principale différence entre rats vaccinés guéris et non guéris ne réside pas dans l'induction de réponses cytotoxiques systémiques spécifiques de la tumeur. Par contre, la guérison est associée à la persistance d'une réponse systémique LT CD4+ TH1 ainsi qu'au recrutement important en intratumoral de LT CD8+ cytotoxiques lié à une faible proportion relative de Treg. <p><p>Comme dans la majorité des études publiées chez l'animal, les DC utilisées dans ces vaccins combinés ont été générées à partir de rats naïfs, par différenciation de précurseurs de la moëlle osseuse en présence de GM-CSF seul. Par analogie avec les vaccins DC administrés aux patients cancéreux, nous avons aussi dérivé des DC à partir de la moëlle osseuse de rats porteurs d’une tumeur (TUM+) et nous avons constaté que ces mêmes vaccins combinés montraient in vivo une efficacité thérapeutique nettement moins bonne que leurs équivalents naïfs. Nous avons établi que cette différence d’efficacité était liée à la présence de Treg fonctionnels dans les vaccins DC dérivés de rats TUM+. Puis, nous avons établi le lien entre la présence de Treg dans les vaccins DC TUM+ et leur moins bonne efficacité thérapeutique en montrant qu'un traitement in vivo des rats TUM+ au témozolomide (TMZ) avant de générer les vaccins DC résultait in vitro, en une moindre expression de Foxp3 et une fonction suppressive diminuée et in vivo, en une bien meilleure survie des rats vaccinés.<p><p>Enfin, dans le but d’une utilisation future en clinique, nous avons développé une approche simplifiée ‘tout in vivo’ de notre modèle de vaccinations combinées, en utilisant la tumeur localement irradiée in vivo comme source d’antigène pour des DC autologues injectées en péri-tumoral et un apport exogène de GM-CSF. Nous avons utilisé des adénovirus associés recombinants porteurs du gène du GM-CSF (AAV1-GM-CSF) pour transduire la tumeur in vivo. Ces injections intratumorales d’AAV1-GM-CSF ont montré de bons résultats en vaccinations combinées puisque 60% des rats ont pu être guéris d’une tumeur 9L pré-implantée. Nous avons ensuite expérimenté l’enrobage des AAV1-GM-CSF dans un polymère biocompatible et thermosensible, le poloxamère, avant de les injecter en intratumoral, sans observer de meilleur effet thérapeutique. Cependant, nous avons constaté que l'utilisation du poloxamère pour enrober du GM-CSF recombinant permettait d'améliorer nettement la survie des rats vaccinés par comparaison à l'utilisation de GM-CSF recombinant seul.<p><p>La stratégie de vaccinations combinées que nous avons largement explorée et validée chez le rat serait une alternative intéressante à développer en clinique, particulièrement en combinaison avec un traitement permettant d'éliminer les Treg à la fois dans les vaccins et chez les patients vaccinés.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Une forte production de la chimiokine CCL2 par les cellules malignes et les cellules stromales a été démontrée dans la plupart des cancers humains. Ainsi, l’axe chimiokinique CCR2/CCL2 est un important marqueur du développement des cancers ; ce même axe est associé à la récurrence de tumeurs après thérapie anticancéreuses. Les macrophages associés aux tumeurs (TAM) et les lymphocytes T régulateurs (Treg) ont des capacités immunosuppressives robustes et contribue à la croissance tumorale. Durant cette thèse, je me suis intéressé à la fonction de l’expression du récepteur de chimiokine CCR2 par ces cellules dans le contexte de thérapies anticancéreuses. Nous avons montré que le récepteur de chimiokines CCR2 contrôle la migration des Treg en contexte tumoral, chez l’homme et la souris, et que son expression par les Treg peut servir de biomarqueur de la réponse à la chimiothérapie. Notre étude indique une nouvelle fonction de CCR2 et définie un nouveau sous-type de Treg impliqué dans la régulation de l’immunité antitumorale. En parallèle, nous avons pu mettre en évidence que les métastases pulmonaire sont composées à la fois de macrophages résident du tissu et de macrophages recrutés via l’axe CCR2. La présence de macrophages résidents au sein des tumeurs pourrait contribuer à l’hétérogénéité des microenvironnements de diffèrent type de tumeurs. Le récepteur CCR2 est important pour le la phase de rechute après chimiothérapie, indiquant un rôle limité des macrophages résidents dans ce phénomène. De plus, nous avons montré que le VEGF joue un rôle direct dans la survie des TAM. Ainsi, la combinaison de la chimiothérapie avec un anticorps anti-VEGF cible simultanément les TAM résidents et recrutés et permet d’augmenter l’efficacité de la chimiothérapie. / Malignant and stromal cells are strong producer of the chemokine CCL2 in most human cancers. The chemokine axis CCR2/CCL2 is thus a key marker of cancer development, but is also associated with relapse following therapy. Tumour associated macrophages (TAM) and regulatory T cells (Treg) display robust immunosuppressive capacities and contribute to tumour growth. My thesis work focused on the function of the expression of the chemokine receptor CCR2 by these cell types in the context of anticancer therapies. We have shown that CCR2 controls the migration of Treg in tumoral context, in both human and mice, and that the expression of this receptor by Treg could serve as a biomarker of the response to chemotherapy. Our study indicate a novel function of CCR2, defining at the same time a new Treg subset implicated in the regulation of antitumor immunity.We have also demonstrated that pulmonary metastases are composed of both tissue resident and recruited macrophages. The presence of resident macrophages within tumours could contribute to the heterogeneity of the microenvironment of different tumour types. CCR2 is largely implicated in the relapse phase following chemotherapy, indicating a limited role for resident macrophages in this phenomenon. Meanwhile, we have demonstrated that VEGF plays a direct role in TAM survival. The combination of chemotherapy with an anti-VEGF antibody targets both resident and recruited TAM, thereby enhancing the efficacy of chemotherapy. Finally, we have shown that the CCR2/CCL2 axis is implicated in the response to radiotherapy by enhancing the recruitment of both Treg and TAM. This work provides evidences for a central role of the CCR2/CCL2 axis in mediating Treg and TAM co-localization in response to anticancer therapy, this axis could also contribute to establishment of immunosuppressive networks in tumours. Our results provide a better understanding of the immune mechanism implicated in resistance to anticancer therapies.

Les deux formes d'inflammation pulmonaire en réanimation sont la pneumonie et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA). Nous avons conçu un test diagnostique rapide basé sur l'autofluorescence des neutrophiles alvéolaires. S'appuyant sur une étude expérimentale, puis sur une étude clinique randomisée, nous avons montré que les sondes d'intubation avec ballonnets coniques diminuaient les micro-inhalations sans prévenir l'incidence des pneumonies post-opératoire. Une grande variabilité des pressions des ballonnets coniques pose la question de leur effet délétère. La thérapie cellulaire basée sur les cellules souches mésenchymateuses (CSM) est prometteuse. L'étude des effets thérapeutiques des vésicules extracellulaires issues de CSM (VE-CSM) constitue un nouvel axe de recherche. Dans 2 modèles murins de SDRA, puis dans un modèle de poumons humains ex vivo, nous avons démontré des effets thérapeutiques des VE-CSM. Nous avons ensuite étudié les lymphocytes T régulateurs (Treg) pulmonaires et systémiques dans le SDRA. Cette étude a montré un déficit quantitatif plutôt que fonctionnel de la population Treg pulmonaire dans le SDRA, avec une cinétique évoquant un recrutement des Treg circulants vers le compartiment pulmonaire au cours de la maladie. En conclusion, nos travaux ont développé de nouvelles stratégies diagnostiques et préventives des pneumonies de réanimation, afin de réduire leur impact en termes de morbi-mortalité. Les bénéfices thérapeutiques des CSM et des VE-CSM dans le SDRA expérimental, ainsi que l'altération du phénotype Treg observé chez nos patients, ouvrent de nouveaux champs de recherche vers le développement d'immunothérapies innovantes. / Pneumonia and acute respiratory distress syndrome (ARDS) are two facets of severe acute lunginflammation, often met in intensive care unit (ICU). Rapid diagnosis of pneumonia remains essential inorder to optimize their management. We worked on setting up a quick test diagnosis based on theintensity of alveolar neutrophils autofluorescence. The validation of this test in a multicenter cohort isunderway. Preventing microaspiration across the cuff remains a priority to prevent pneumonia inmechanically ventilated patients. Based on the results of an ex vivo study followed by a clinicalrandomized trial, we showed that tapered-cuff endotracheal tube prevented microaspiration in the exvivo model, without lowering intraoperative microaspirations and postoperative pneumonia rate aftermajor vascular surgery. Both studies yielded similar results concerning the higher variation of cuffpressureover time, which leads to the question of their safety of use in terms of potential resultingtracheal wall ischemia.Pneumonia represents 80% of the cause of ARDS, which can be viewed as lung uncontrolledinflammatory response. Cell-based therapy using mesenchymal stem cells (MSC) is a growing field ofresearch in ARDS therapy. Despite numerous beneficial effects in ARDS, their capacity of self-renewalpoints them out as a potential cancer inducer in the mid-long term. In this context, evaluating thetherapeutic effects of extracellular vesicles-released from MSC (EV-MSC) represents a novel approach.We showed therapeutic effects of EC-CSM in two murine model of ARDS induced by endotoxin or liveEscherichia coli bacteria, and in another ex vivo human lung preparation.We then focused our research on temporal and compartmental dynamics of regulatory T cells(Treg) phenotypes in ARDS patients. This prospective observational clinical study showed that Early ARDSwas characterized with an alveolar compartment fully polarized towards pro-inflammatory state andneutrophils chemotaxis. In lung compartment, and compared to control patients, ARDS patients showeda quantitative Tregs deficiency, which partially recovered over time, while activation markers wereoverexpressed in both Tregs and effectors T cells (Teff). Conversely, patients with ARDS had a higherproportion of systemic Tregs compared to controls. Significant increased proportion in circulating Th1,Th22, and ILC1 subsets, and decreased proportion in ILC3 subsets were also found in ARDS patientscompared to controls.In conclusion, we developed novel strategies to diagnose and prevent pneumonia in ICU, whichremains essential to improve patients’ outcomes. Therapeutic effects of MSC and EV-MSC, as well asTreg phenotype alterations pave the way for development of novel immunoregulatory therapies.

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’hépatite auto-immune (HAI) est une maladie chronique caractérisée par une destruction progressive du parenchyme hépatique par le système immunitaire. La majorité des patients atteints d’HAI sont des femmes (75% à 90% des cas). L’amélioration des traitements au cours des dernières années a permis à un grand nombre de ces femmes de devenir enceintes. Pendant la grossesse, une rémission spontanée de la maladie a pu être observée chez les femmes atteintes d’HAI. Cette rémission est temporaire et elle est généralement suivie d’une rechute suite à l’accouchement (post-partum). Les causes exactes de cette rémission associée à la grossesse et de la rechute post-partum ne sont pas connues à ce jour. Nous avons donc tenté de reproduire ces phénomènes dans un modèle murin d’HAI développé dans notre laboratoire, afin de déterminer les mécanismes possiblement impliqués. Notre modèle d’HAI consiste en une xéno-immunisation de souris C57BL/6 avec les auto-antigènes impliqués dans l’HAI de type 2 chez l’humain. Nous avons ainsi accouplées des souris préalablement xéno-immunisées, puis nous les avons sacrifiées au début de la 3e semaine de gestation ou 2 à 3 semaines post-partum, afin d’évaluer les dommages hépatiques et afin d’étudier la réponse immunitaire. Comme chez les femmes atteintes d’HAI, les souris présentent une rémission de la maladie pendant la grossesse. Nous en sommes venus à cette conclusion par l’observation d’une diminution de l’inflammation hépatique, des niveaux de transaminases sériques et des titres d’auto-anticorps circulants. À l’inverse des humains, les souris xéno-immunisées ne présentent pas de rechute post-partum. Une analyse des cellules régulatrices (cellules T régulatrices et cellules B productrices d'IL-10) suggère une implication des Tregs hépatiques dans la rémission, car ceux-ci sont augmentés pendant la gestation. Ces Tregs hépatiques sont majoritairement d’origine thymique et ne semblent pas particulièrement attirés au foie en réponse à l’inflammation. La polarisation TH2 est un phénomène connu pendant la grossesse, par contre elle ne semble pas influencer la réponse auto-immune dans nos souris. Une meilleure compréhension des mécanismes d’immunosuppression observés lors de la grossesse pourrait mener au développement d’une thérapie mieux ciblée. / Autoimmune hepatitis (AIH) is a disease of unknown aetiology, characterized by a progressive destruction of the hepatic parenchyma by the immune system. Women are predominantly affected by AIH, with a prevalence of 75% in type 1 AIH and 90% in type 2. Improvement of treatments to control liver inflammation has contributed to increase the number of pregnant patients. During pregnancy, a spontaneous, but temporary, remission of the disease has been observed in women with AIH, often followed by post-partum relapse. Currently, this phenomenon is not fully understood. Thus, we aim to study the mechanisms responsible for the pregnancy-related remission and post-partum relapses in a murine model of AIH developed in our laboratory. Xenoimmunization of C57BL/6 mice with the antigens recognized by autoreactive cells of type 2 AIH patients results in a loss of tolerance, with clinical and biochemical features of AIH similar to those observed in patients. For this study, xenoimmunized mice were mated and sacrificed at the beginning of the 3rd week of gestation or 2-3 weeks post-partum, and liver disease was evaluated at that time as well as the immune response. As it occurs in women with AIH, pregnancy induces a remission of the disease in our murin model. Pregnant mice show a decrease of liver inflammation, ALT levels and circulating autoantibodies. The mice did not show any sign of relapse during the post-partum period. Our analysis of cellular populations with regulatory properties (regulatory T cells and IL-10 secreting B cells) revealed an increase of hepatic Tregs during pregnancy, which suggests an implication of those cells in the remission. Those Tregs infiltrating the liver are mainly originated from the thymus and do not seem to be recruited to the liver in response to inflammation. Although a switch towards a TH2 response is known to occur during pregnancy, this phenomenon does not seem to be implicated in the remission of AIH in our murine model. A better understanding of the natural immunosuppression occurring during pregnancy could bring important knowledge to design new and improved therapy for AIH.

L’hépatite auto-immune (HAI) est une maladie chronique caractérisée par une destruction progressive du parenchyme hépatique par le système immunitaire. La majorité des patients atteints d’HAI sont des femmes (75% à 90% des cas). L’amélioration des traitements au cours des dernières années a permis à un grand nombre de ces femmes de devenir enceintes. Pendant la grossesse, une rémission spontanée de la maladie a pu être observée chez les femmes atteintes d’HAI. Cette rémission est temporaire et elle est généralement suivie d’une rechute suite à l’accouchement (post-partum). Les causes exactes de cette rémission associée à la grossesse et de la rechute post-partum ne sont pas connues à ce jour. Nous avons donc tenté de reproduire ces phénomènes dans un modèle murin d’HAI développé dans notre laboratoire, afin de déterminer les mécanismes possiblement impliqués. Notre modèle d’HAI consiste en une xéno-immunisation de souris C57BL/6 avec les auto-antigènes impliqués dans l’HAI de type 2 chez l’humain. Nous avons ainsi accouplées des souris préalablement xéno-immunisées, puis nous les avons sacrifiées au début de la 3e semaine de gestation ou 2 à 3 semaines post-partum, afin d’évaluer les dommages hépatiques et afin d’étudier la réponse immunitaire. Comme chez les femmes atteintes d’HAI, les souris présentent une rémission de la maladie pendant la grossesse. Nous en sommes venus à cette conclusion par l’observation d’une diminution de l’inflammation hépatique, des niveaux de transaminases sériques et des titres d’auto-anticorps circulants. À l’inverse des humains, les souris xéno-immunisées ne présentent pas de rechute post-partum. Une analyse des cellules régulatrices (cellules T régulatrices et cellules B productrices d'IL-10) suggère une implication des Tregs hépatiques dans la rémission, car ceux-ci sont augmentés pendant la gestation. Ces Tregs hépatiques sont majoritairement d’origine thymique et ne semblent pas particulièrement attirés au foie en réponse à l’inflammation. La polarisation TH2 est un phénomène connu pendant la grossesse, par contre elle ne semble pas influencer la réponse auto-immune dans nos souris. Une meilleure compréhension des mécanismes d’immunosuppression observés lors de la grossesse pourrait mener au développement d’une thérapie mieux ciblée. / Autoimmune hepatitis (AIH) is a disease of unknown aetiology, characterized by a progressive destruction of the hepatic parenchyma by the immune system. Women are predominantly affected by AIH, with a prevalence of 75% in type 1 AIH and 90% in type 2. Improvement of treatments to control liver inflammation has contributed to increase the number of pregnant patients. During pregnancy, a spontaneous, but temporary, remission of the disease has been observed in women with AIH, often followed by post-partum relapse. Currently, this phenomenon is not fully understood. Thus, we aim to study the mechanisms responsible for the pregnancy-related remission and post-partum relapses in a murine model of AIH developed in our laboratory. Xenoimmunization of C57BL/6 mice with the antigens recognized by autoreactive cells of type 2 AIH patients results in a loss of tolerance, with clinical and biochemical features of AIH similar to those observed in patients. For this study, xenoimmunized mice were mated and sacrificed at the beginning of the 3rd week of gestation or 2-3 weeks post-partum, and liver disease was evaluated at that time as well as the immune response. As it occurs in women with AIH, pregnancy induces a remission of the disease in our murin model. Pregnant mice show a decrease of liver inflammation, ALT levels and circulating autoantibodies. The mice did not show any sign of relapse during the post-partum period. Our analysis of cellular populations with regulatory properties (regulatory T cells and IL-10 secreting B cells) revealed an increase of hepatic Tregs during pregnancy, which suggests an implication of those cells in the remission. Those Tregs infiltrating the liver are mainly originated from the thymus and do not seem to be recruited to the liver in response to inflammation. Although a switch towards a TH2 response is known to occur during pregnancy, this phenomenon does not seem to be implicated in the remission of AIH in our murine model. A better understanding of the natural immunosuppression occurring during pregnancy could bring important knowledge to design new and improved therapy for AIH.

Une résidence à long terme de lymphocytes T (LTs) au sein de la plupart des tissus non lymphoïdes a été récemment décrite, notamment à la suite d’infections. Ces cellules confèreraient à l’hôte une meilleure protection en cas de réinfection. À l'aide de deux approches expérimentales différentes, l'injection d'anticorps bloquant l’entrée des LTs dans les ganglions lymphatiques (LNs) et la génération de parabioses par chirurgie, nous avons pu mettre en évidence, à l’état basal, la résidence d’une proportion significative des LTs αβ mémoires CD4+, des LTs αβ régulateurs CD4+ et d’une sous-population des LTs γδ dans les organes lymphoïdes secondaires. Les LTs CD4+ régulateurs et mémoires résidents ont en commun de nombreuses caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles, et partagent avec leurs homologues issus de tissus non lymphoïdes une signature transcriptionnelle commune de résidence. Les LTs γδ résidents, quant à eux, arborent des caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles proches de celles des cellules du système immunitaire inné. Si le microbiote semble jouer un rôle important dans la résidence des LTs αβ CD4+ des plaques de Peyer (PPs), son rôle ne semble pas être prépondérant dans la résidence de ces cellules au sein des LNs. Comme dans de nombreux tissus non lymphoïdes, la sous-expression de S1PR1 pourrait en partie expliquer la résidence des LTs αβ CD4+. Par contre, les LTs γδ seraient, eux, retenus dans les tissus lymphoïdes de par des interactions étroites avec les macrophages. Enfin, la résidence des LTs αβ augmente avec l'âge au point que la majorité des LTs CD4+ régulateurs et mémoires des LNs et des PPs sont en fait résidents chez des souris âgées. Nos résultats montrent que la résidence des cellules T n'est pas seulement une caractéristique des tissus non lymphoïdes mais qu’elle peut être étendue aux organes lymphoïdes secondaires. Le rôle respectif de ces différentes populations de LTs devra être exploré. / In the last decade, numerous data have demonstrated the existence of T cells residing in non-lymphoid tissues, mostly after infectious diseases. These resident memory T cells may represent a first line of defense against pathogens at front-line sites of microbial exposure upon reinfection. Using two different experimental approaches such as the injection of integrin-neutralizing antibodies that inhibits the entry of circulating lymphocytes into lymph nodes and long-term parabiosis experiments, we have highlighted the long-term residence of a substantial proportion of regulatory and memory CD4 αβ T cells and γδ T cells within the secondary lymphoid organs of specific pathogen free mice. Resident γδ T cells display innate-like characteristics. Lymph node-resident regulatory and memory CD4 αβ T cells share many phenotypic and functional characteristics, including a core transcriptional profile, with their cell-counterparts from non-lymphoid tissues. Microbiota plays an important role in αβ T-cell residence in Peyer’s patches but only a small one if any in lymph nodes. Like in many non-lymphoid tissues, S1PR1 down-regulation may account forαβ T-cell residency within secondary lymphoid organs although other mechanisms may account for this especially in the case of lymph node memory CD4 T cells. Specific in vivo cell-depletion strategies have allowed us to demonstrate that macrophages are the main actors involved in the long-term retention of γδ T cells in secondary lymphoid organs. Strikingly, T-cell residence increases with age to the point that the majority of regulatory and memory CD4 αβ T cells from LNs and Peyer’s patches are in fact resident T cells in old mice. Altogether, our results show that T-cell residence is not only a hallmark of non-lymphoid tissues but can be extended to secondary lymphoid organs.

Le respect de l’équilibre entre lymphocytes T effecteurs auto-réactifs et lymphocytes T régulateurs (LTreg) est primordial dans le maintien de la tolérance aux antigènes du soi. Les partenaires cellulaires et les mécanismes moléculaires impliqués dans la rupture de l’équilibre de cette balance ne sont pas ou peu connus dans les maladies auto-immunes. Ainsi, les travaux décrits dans cette thèse portent sur le dérèglement de la balance T effecteurs/ Treg dans deux modèles de maladies auto-immunes chez l’homme: le lupus érythémateux systémique et l’anémie hémolytique auto-immune (AHAI). Nous montrons une augmentation de l’expression de la molécule de costimulation OX40L (CD252, TNFSF4) à la surface des cellules présentatrices d’antigène circulantes et infiltrant les tissus chez les patients lupiques. Cette augmentation est corrélée à l’activité de la maladie chez l’adulte comme chez l’enfant. Elle a pour conséquence l’induction de lymphocytes T effecteurs de type Tfh (T follicular helper) et le blocage des fonctions suppressives des Treg, deux acteurs majeurs dans la physiopathologie du lupus. Dans le second projet, nous montrons une augmentation de la proportion de T8reg circulants chez les patients affectés d’une AHAI à anticorps chauds en phase de rémission. Ces Treg expriment le CD25, le FoxP3 et exercent leur fonction suppressive par un mécanisme faisant intervenir l’IL10. De faibles doses d’IL-2 permettent l’expansion de cette population cellulaire in vitro. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances dans la physiopathologie de ces deux maladies et offrent des perspectives thérapeutiques potentielles. / Respect of the balance between autoreactive T cells and regulatory T cells (LTreg) is important to maintain tolerance to self-antigens. Cellular partners and molecular mechanisms involved in the disruption of this balance are not or little known in autoimmune diseases.Thus, the work described in this thesis focuses on the disruption of the T effector/ Treg balance in two models of human autoimmune diseases: systemic lupus erythematosus and autoimmune hemolytic anemia (AIHA). We show an increased expression of the OX40L (CD252, TNFSF4) costimulatory molecule at the surface of both circulating and tissues-infiltrating antigen presenting cells in SLE patients. OX40L expression is correlated with disease activity in adults and in children and results in Tfh (follicular helper T) effector cells induction and Treg suppressive functions inhibition, two key mechanisms in the pathogenesis of lupus. In the second project, we show an increase of the circulating T8reg proportion in patients with a warm AIHA in a non-active state. These Treg express CD25, FoxP3 and exert their suppressive function by a mechanism involving IL-10. Low-dose IL-2 allows the expansion of this cell population in vitro. These results provide new insights into the pathophysiology of these diseases and offer potential therapeutic perspectives.

La réponse immune représente une réponse complexe à laquelle correspond une succession d’événements orchestrés finement. Parmi les mécanismes qui régulent la réponse immune, les lymphocytes T régulateurs (Tregs) assurent le maintien de la tolérance en périphérie et le contrôle des réponses immunes adaptatives. Ils représentent une population hétérogène et leurs mécanismes de suppression sont toujours l’objet d’intenses recherches. Suivant le contexte de suppression et leur nature, les lymphocytes Tregs réalisent une inhibition de l’activation des lymphocytes Th, soit directement, soit via la modulation de la fonction des cellules dendritiques (DC). Dans un modèle d’immunisation par des cellules dendritiques chargées de KLH, les lymphocytes Tregs naturels contrôlent sélectivement l’initiation des réponses de type Th1/CTL spécifiques de l’antigène. Le but de ce travail était de définir quels sont les acteurs potentiels du contrôle de cette réponse. A l’aide de l’anticorps PC61 dirigé contre le récepteur CD25 et éliminant les lymphocytes Tregs naturels, nous avons montré que le ligand de costimulation CD70 joue un rôle clé dans leur régulation de la réponse Th1/CTL (Article 1). Ainsi, dans des conditions normales, la cytokine IL-12 induit principalement l’initiation de la réponse Th1 in vivo, tandis qu’en l’absence de lymphocytes Tregs naturels, la voie CD70/CD27 est une voie alternative d’induction de l’IFN-γ. Cette voie d’activation pourrait être opérationnelle dans certains contextes infectieux lorsque les lymphocytes Tregs sont déstabilisés voire éliminés, par exemple lors d’infections par Toxoplasma gondii ou par les virus HTLV1, SIV ou HIV. Nous avons montré que les lymphocytes Tregs naturels diminuent l’expression du ligand CD70 sur les DC, de manière dépendante de son récepteur CD27. Ensuite, nous nous sommes intéressés à une deuxième population de lymphocytes T régulateurs, les lymphocytes Tregs ICOShigh induits in vivo par le traitement avec l’anticorps anti-CTLA-4. Dans le cadre d’une colite induite par l’agent alkylant TNBS et mettant en jeu une réponse Th1, cette population de lymphocytes Tregs amplifiée par le traitement à l’anticorps anti-CTLA-4 régule la réponse immune via la cytokine anti-inflammatoire IL-10 et l’enzyme immunosuppressive IDO (Article 2). Ainsi, les résultats obtenus nous ont permis de répondre à notre objectif et de définir certains mécanismes de suppression des lymphocytes Tregs naturels et des lymphocytes Tregs induits. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons cherché à comparer les populations de lymphocytes Tregs naturels et ICOShigh présentes dans l’intestin d’une souris naïve. Une analyse transcriptomique a révélé que ces deux populations s’opposent sur les plans phénotypique et fonctionnel. Nous proposons un modèle dans lequel les deux populations de lymphocytes Tregs agiraient en synergie pour maintenir l’homéostasie intestinale. Les lymphocytes Tregs ICOShigh différenciés au niveau local et continuellement activés contrôleraient la réponse inflammatoire associée à la présence de la flore commensale. Les lymphocytes Tregs naturels, en quiescence dans les ganglions mésentériques, n’interviendraient qu’en cas d’infection par des pathogènes. L’étude des lymphocytes T régulateurs soulève un certain nombre de concepts clés de l’immunité : la spécificité des réponses, la distinction des microorganismes commensaux et pathogènes… Mieux connaître les lymphocytes Tregs dans un modèle murin permettra de mieux comprendre les réponses inflammatoires intestinales chroniques observées chez l'homme et d’envisager, à terme, de nouveaux traitements. / An immune response is complex and implies numerous sequential events. It is regulated by different mechanisms, among which regulatory T cells maintain peripheral tolerance and control adaptive immune responses. Regulatory T cells are very heterogeneous and suppress immune responses through different mechanisms, still under investigation. They can inhibit T cell activation directly or through the modulation of dendritic cell function, depending on their nature and the tissular context. In a dendritic cell-mediated immunization model, naturally occurring regulatory T cells selectively control the priming of antigen-specific Th1/CTL responses. Our goal was to define the potential actors of this control, targeted by natural regulatory T cells. Using the PC61 antibody which targets and depletes these cells, we showed that the costimulation ligand CD70 plays a key role in their control of Th1/CTL responses (first article). We showed that mainly IL-12 provokes Th1 development in normal conditions, wheras CD70 plays a major role in priming Th1 responses in the absence of natural Tregs. This pathway can be operational if regulatory T cells are destabilized or even depleted, for example during infection with Toxoplasma gondii or with HTLV1, SIV or HIV. We showed that natural Tregs downregulate CD70 expression on the surface of DCs. Next, we focused on another regulatory T cell population, induced in vivo by the anti-CTLA-4 mAb treatment. In a model of pro-Th1 colitis, induced by the alkylating agent TNBS, these ICOShigh regulatory T cells exert an IL-10 and IDO-dependant control over the immune response (second article). Thus, we succeeded in determining some control mechanisms of the immune response targeted by two populations of regulatory T cells. Finally, we compared two regulatory T cell populations: naturally occurring regulatory T cells and ICOShigh regulatory T cells from the intestines of naïve mice. A transcriptional analysis revealed two populations phenotypically and functionally distinct. We proposed a model in which these populations act synergistically and both maintain intestinal homeostasis. ICOShigh regulatory T cells might control commensal gut flora-specific inflammatory responses and quiescent natural regulatory T cells from mesenteric lymph nodes might control potential pathogen infections. As a conclusion, this study raises some immunological issues: specificity of immune responses, distinction between commensal and pathogenic microorganisms… A better knowledge of these regulatory populations will lead to a better understanding of human intestinal responses and in the medium term will lead to new therapeutic approaches and tools.