La maladie d’Alzheimer (MA) est un désordre neurologique progressif et irréversible caractérisé par l’accumulation de peptides β-amyloïdes, de plaques amyloïdes et de dégénérescence neurofibrillaires. L’inflammation et des altérations du système immunitaire ont été reliées à la MA, suggérant que le système immunitaire périphérique pourrait jouer un rôle pendant la phase asymptomatique de la maladie. Les lymphocytes natural killer et les neutrophiles (PMN) participent à la surveillance immune innée et leurs rôles demeurent controversés dans la MA. Nous avons étudié les changements phénotypiques et fonctionnels des cellules NK et des PMN du sang périphérique dans une cohorte de patients composée de personnes âgées en bonne santé, de patients amnestic mild cognitive impairment (aMCI) et de personnes atteintes de la MA à un stade léger (mMA). L’analyse phénotypique des lymphocytes NK a révélé des différences d’expression de CD16 (augmenté chez les patients mMA), de NKG2A (diminué chez les patients aMCI), et des TLR2 et TLR9 (tous deux diminués chez les patients mMA). Les tests fonctionnels ont révélé que l’activité cytotoxique des lymphocytes NK ainsi que leur capacité de dégranulation étaient inchangés dans les 3 groupes de patients. Au contraire, l’expression du récepteur CD95 était augmentée chez les aMCI et mMA et l’expression de granzyme B et la production de cytokines telles que TNFα et IFNγ étaient augmentées chez les aMCI mais pas chez les patients mMA. Le chimiotactisme induit par la chimiokine CCL19 et non par CC21 était diminué chez les aMCI et mMA, malgré l’augmentation de l’expression du CCR7 chez les patients aMCI. L’analyse des PMN révèle une augmentation spécifique de l’expression de CD177 chez les patients mMA. La stimulation à l’IL-8 entraine l’augmentation attendue de l’intégrine CD11b à la surface des PMN des patients âgés contrôles, mais les patients aMCI et mMA ne répondent pas. La baisse de l’expression des récepteurs CD14 et CD16 a été observée sur les PMN des patients mMA uniquement. Au contraire, seul les PMN des patients aMCI présentent une baisse de l’expression du marqueur CD88 et du TLR2. La phagocytose est différentiellement diminuée dans les PMN des patients aMCI et mMA tandis que l’ingestion de particules de Dextran est absente uniquement chez les patients mMA. Le killing contre Candida albicans est sévèrement diminué dans les groupes aMCI et mMA, alors que la production de radicaux libres est seulement diminuée au stade mMA. La production de cytokines inflammatoires (TNFα, IL-6, IL-1β, IL-12p70) et de chimiokines (MIP-1α, MIP-1β, IL-8) en réponse à une stimulation au LPS est très basse chez les patients aMCI et absente chez les mMA. Ces résultats suggèrent un état d’activation des cellules NK chez les patients aMCI qui pourrait refléter une réponse immunitaire active dirigée contre une agression encore non identifiée. L’altération différentielle des capacités de réponse à des agressions pathologiques des PMN des patients aMCI et mMA pourrait se traduire par une baisse progressive de la réponse immune associée au développement de la MA.

Depuis la formulation de la théorie de l’immuno-surveillance en 1957 par Burnet et Thomas, le monde scientifique s’est efforcé d’identifier les cellules immunitaires impliquées dans ce processus. Les lymphocytes Natural Killer (NK) constituent une composant majeure de l’immuno-surveillance innée dans plusieurs cancers hématologiques et solides. L’activité des lymphocytes NK passe principalement par une grande variété de récepteurs avec un rôle activateur ou inhibiteur. Parmi les récepteurs activateurs présents à la surface des lymphocytes NK, le récepteur NCR3/NKp30 a un rôle majeur dans la toxicité directe contre la cellule cible et dans l’activation des cellules dendritiques.Les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST) et le Neuroblastome (NB) sont deux tumeurs sensibles à l’immuno-surveillance par les lymphocytes NK. Dans une étude récente notre équipe a démontré que l’épissage alternatif du gène NCR3/NKp30 peut être déterminant dans la fonction NK et dans la survie des patients atteints de GIST.Afin de caractériser les lymphocytes infiltrant le GIST, nous avons effectué une recherche visant à analyser l’infiltrat des lymphocytes CD3+, des lymphocytes T régulateurs (Treg) et des lymphocytes NK dans des tumeurs GIST localisés, et corréler ces résultats à la survie des patients. Nous avons mis en évidence que, avant traitement, les lymphocytes NK sont surtout localisés au niveau des fibres trabéculaires qui entourent la tumeur, alors que les lymphocytes T sont localisé à l’intérieur de la tumeur en contact avec les cellules tumorales qui expriment HLA-I.Nous avons aussi observé que les cellules NK ont un phénotype plutôt CD56bright et migrent à l’intérieur de la tumeur après traitement par Imatinib. L’analyse de survie a mis en évidence que les lymphocytes NK et T peuvent prédire la survie sans progression (PFS). Ces résultats mettent en évidence l’importance de l’infiltrat immunitaire dans la prédiction du risque de rechute dans le GIST et surlignent l’importance de viser une réponse immunitaire dans les protocoles thérapeutiques.Nous avons ensuite déterminé la proportion de lymphocytes NK dans le sang périphérique et dans la moelle dans une cohorte de Neuroblastome (NB) localisé et métastatique : une infiltration plus important par les NK CD56bright a été observé chez les patients présentant une maladie métastatique et chez les patients avec une réponse mineure au traitement d’induction. De plus, les NK présents dans les échantillons de moelle osseuse infiltrés par les neuroblastes, présentaient une expression plus basse du récepteur NKp30. L’expression du ligand de NKp30, B7-H6, a été mise en évidence sur les neuroblastes infiltrant la moelle osseuse, et sa forme soluble, sB7-H6, a été retrouvée être positivement corrélée à l’extension de maladie et inversement à la réponse au traitement d’induction. L’analyse de l’épissage alternatif du gène NCR3/NKp30 a permis de mettre en évidence l’impact des isoformes NKp30 sur la survie sans progression chez les patients atteints de NB de haut risque en maladie minimale résiduelle après chimiothérapie d’induction. En particulier, les patients présentant un taux élevé de l’isoforme pro-inflammatoire (NKp30b) par rapport à l’isoforme immunosuppressive (NKp30c), présentent une meilleure survie sans évènement. Nous avons aussi démontré le rôle des monocytes dans l’amplification de la réponse NKp30 dépendant. Les résultats de notre recherche dans le GIST et dans le NB, deux maladies différentes mais toutes les deux sensibles aux lymphocytes NK, surlignent l’importance d’intégrer de nouvelles options thérapeutiques aptes à cibler le système immunitaire. / Since Burnet and Thomas formulated in 1957 the cancer immunosurveillance theory, the scientific world has made tremendous progress to identify the immune cells involved in this process. Natural Killer (NK) cells have emerged as a major component of the innate immunosurveillance of several hematological and solid malignancies. The activity of NK-cells is mainly mediated through their wide variety of receptors with activating and inhibitory functions. Among the versatile receptors present on NK cells, the activating receptor NCR3/NKp30 is a major receptor involved in both direct killing of target cells and mutual NK and dendritic cell activation.Gastrointestinal stromal tumors (GIST) and Neuroblastoma (NB) are known to be tumors sensitive to NK immunosurveillance. In a recent study we showed that alternative splicing of NCR3/NKp30 gene can affect NK cell function and GIST patient’s outcome.In order to better characterize the GIST tumor-infiltrating lymphocytes, we analyzed the CD3+, T regulatory (Treg) and NK lymphocytes infiltration within primary localized GIST tumors and we determined their prognostic value. We described that, before treatment, NK cells are mainly localized in fibrous trabeculae while T lymphocytes are in the tumor nests in HLA-I positive tumor cells contact. Moreover infiltrating NK cells displayed a secreting CD56bright phenotype, and accumulate in tumor nests after Imatinib (IM) treatment. Importantly CD3+ and NK lymphocytes independently predicted progression free survival (PFS). These results highlight the importance of the immune infiltrate in re-define the GIST risk stratification and allow enhancing the immune response in the therapeutic decisions.We next investigated the proportions of NK cells in blood and bone marrow (BM) in a cohort of localized and metastatic NB; a high proportion of CD56bright NK cells was associated with metastatic NB and with poor response to induction treatment within the metastatic NB. Moreover, infiltrated BM presented NKp30 down regulation. The expression of the NKp30 ligand, B7-H6, was found on BM neuroblasts, while the soluble protein, sB7-H6 correlated with resistance to treatment. Furthermore the transcriptional status of NKp30/NCR3 dictated the event-free survival rates of HR-NBs with minimal residual disease post-induction chemotherapy: in particular patients presenting a high proportion of the immunosuppressive isoform (NKp30c) compared to the pro-inflammatory isoform (NKp30b), presented a worse outcome. We further demonstrated the significant role of monocytes to amplify the NKp30 activation response.These researches in GIST and NB, two different but at the meantime NK-sensitive diseases support the effort to define new immunological therapeutic approaches and to determine their optimal use.

Durant la grossesse, le fœtus est séparé de la mère par le placenta qui constitue une barrière protectrice efficace. Cependant, cette barrière n’est pas totalement imperméable et permet de nombreux échanges (nutriments, hormones, déchets, ...) dans des zones bien spécifiques nommées interfaces materno-fœtales. Au niveau de ces zones, les cellules fœtales entrent en contact direct avec le sang et les tissus maternels. Parmi ces interfaces, on trouve notamment la decidua basalis (paroi de l’endomètre gestant) où les villosités choriales du placenta s’ancrent profondément et l’espace intervilleux où les villosités flottantes sont baignées par le sang maternel. L’accès au placenta au niveau de ces interfaces est un processus finement régulé par de nombreux mécanismes. Cependant, certains pathogènes qui infectent la mère peuvent détourner ces mécanismes, franchir la barrière placentaire et se disséminer au fœtus. La famille des pathogènes TORCH (Toxoplasmosis, Others, Rubella, Cytomegalovirus et Herpes) est la plus connue pour induire des infections congénitales. Cependant d’autres virus moins connus ou émergents sont aussi capables d’infecter les interfaces mère-fœtus et de causer des complications graves pouvant être fatales pour la mère et le fœtus. Parmi ces virus, on retrouve notamment le virus de l’Hépatite E (VHE) et le virus Zika (ZIKV). C’est dans ce contexte que s’insèrent mes travaux de thèse qui s’articulent autour de trois axes. Dans la première partie de ma thèse, nous nous sommes intéressés à la pathogenèse du VHE et du ZIKV à l’interface mère-fœtus en identifiant les cibles cellulaires des virus et en caractérisant les conséquences fonctionnelles de l’infection. Dans la seconde partie, nous avons étudié la fonction des cellules Natural Killer déciduales (dNK), qui représentent 30% des cellules de la decidua basalis. Ces cellules dNK ne sont pas cytotoxiques durant une grossesse physiologique mais elles sécrètent de nombreux facteurs solubles essentiels au bon déroulement de la grossesse. Nous avons démontré que les fonctions effectrices des cellules dNK sont directement régulées et dictées par le microenvironnement décidual. De plus, nous avons découvert que les cellules dNK sont capables de détecter et de limiter l’infection des cellules stromales déciduales par le ZIKV. Enfin, dans la dernière partie, nous nous sommes intéressés à la pathogenèse de l’infection par le VHE dans un autre groupe de patients à haut risque de formes graves, les personnes âgées. Nous avons alors mis en évidence que le développement de formes sévères est associé à l’émergence d’une population de lymphocytes T CD8 caractérisée par un fort état d’activation associé à des défauts fonctionnels. En conclusion, mes travaux de thèse ont permis de mieux comprendre la pathogenèse du VHE et du ZIKV durant la grossesse et au-delà. De plus, ils ont participé à prouver l’importance du microenvironnement local dans le contrôle de la plasticité des cellules immunitaires. / During pregnancy, the fetus is isolated from the mother by the placenta, which constitutes an efficient protective barrier. However, this barrier is not completely impermeable and allows various exchanges (nutrients, hormones, wastes …) in specific areas called maternal-fetal interfaces. In these areas, fetal cells are in direct contact with maternal blood and tissues. Among these interfaces, we can distinguish the decidua basalis (gestating endometrium wall) where the placental chorionic villi are deeply anchored, and the intervillous space where the floating villi bathe in the maternal blood. The access to the placenta is a process tightly regulated by different mechanisms. However, some pathogens that infect the mother can subvert these mechanisms, cross the placental barrier, and spread to the fetus. The family of TORCH pathogens (Toxoplasmosis, Others, Rubella, Cytomegalovirus and Herpes) is best known for inducing such congenital infections. Alternatively, other less known or emerging viruses like Hepatitis E virus (HEV) and Zika virus (ZIKV) are also able to infect the maternal-fetal interface and cause severe outcomes that can be lethal for both the mother and the fetus. It’s in this context that fit my thesis work, articulated around three research axes. In the first part of my work, we focused on the pathogenesis of HEV and ZIKV at the maternal-fetal interface by identifying the cellular targets of the viruses and deciphering the functional consequences of their infection. Then, we studied the role of the decidual Natural Killer (dNK) cells, which account for 30% of total cells within the decidua basalis. These dNK cells are devoid of cytotoxic function in healthy conditions but they rather secrete various soluble factors that are essential for the success of pregnancy. In the second part of my work, we demonstrated that the decidual microenvironment dictates and regulates the effector functions of dNK cells. Moreover, we found that dNK cells are able to detect and limit the infection of decidual stromal cells by ZIKV. Finally, in a last part, we investigated the pathogenesis of HEV infection in another group of patients at high risk of developing serious forms, the elderly people. Thus, we highlighted that the development of severe forms is associated with the emergence of a population of CD8 T cells characterized by a high activation status associated with functional defects. In conclusion, my thesis work has shed light on the pathogenesis of HEV and ZIKV during pregnancy and beyond. In addition, they helped to demonstrate the importance of the local microenvironment in controlling the plasticity of immune cells.