Mucosal-associated invariant T (MAIT) cells are an innate-like T cell subset that recognize bacteria-derived metabolites presented on MR1, but can also be stimulated in a T cell receptor (TCR)-independent manner by pro-inflammatory cytokines. Therefore, their role in both sterile and non-sterile diseases are of great interest and only just beginning to be explored. To understand the role of MAIT cells in non-sterile inflammation, we utilized a controlled human infection model of live Salmonella enterica serovar Paratyphi A. We observed that at the time of diagnosis MAIT cells had an activated phenotype, which was maintained even after antibiotic treatment. We analysed the TCR repertoire of MAIT cells in diagnosed individuals to determine if the MAIT cell response to infection was antigen- driven. We found that infection led to redistribution of the repertoire, with transient contraction of the over-represented clones at the peak of infection. To understand the role of MAIT cells in sterile inflammation we examined cancer sections and found that MAIT cells infiltrate tumours derived from various tissues and that the source of MAIT cells was from tissue-resident MAIT cell subsets. We also determined that MAIT cells may respond to BCG immunotherapy of bladder cancer, as they are both present and activated in the bladder following treatment. Finally, we wanted to determine the extent to which both the TCRα and TCRβ usage affected MAIT cell responses. We found that the TRAJ usage, which relatively defines circulating versus tissue-resident MAIT subsets, has a large impact on the MAIT TCR response to both bacterial and ligand stimulation. We also investigated selected TCRβ clonotypes identified in Salmonella-infected individuals and found that the MAIT cell clonotypes that expanded after infection had stronger TCR-dependent activation than did contracted clonotypes from the same individual. In conclusion, we have characterised the function and phenotype of MAIT cells in human infection, cancer and cancer immunotherapy as well as provide insight into the usage and importance of the specific MAIT cells TCRα and TCRβ chains.

Les cellules T invariantes associées aux muqueuse (MAIT) sont des lymphocytes innés caractérisés par l'expression d'un récepteur des cellules T semi-invariant (iTCR) et restreints par la molécule du complexe majeur d'histocompatibilité de classe Ib, MR1. Chez l'homme, les cellules MAIT sont abondantes dans le sang (1 à 10%), l'intestin (3 à 5%) et le foie (20 à 40%) et réagissent contre des métabolites microbiens. En raison de leur rareté dans les souris de laboratoire classiques, les études sur les cellules MAIT murines ont été principalement effectuées sur des souris transgéniques (Tg) pour des TCR MAIT. Cependant, ces cellules MAIT Tg ne récapitulent pas de manière adéquate le phénotype des cellules MAIT humaines. Ici, nous décrivons une souche de souris congénique que nous avons générée qui possède des cellules MAIT qui ressemblent aux cellules MAIT humaines. Nous utilisons cet outil pour étudier les caractéristiques des cellules MAIT murines. L'étude de souches de souris consanguines d'origine sauvage montre que la souche CAST/Ei présente une fréquence des cellules MAIT nettement supérieur à celle retrouvée dans la souche C57BL/6. Un seul locus est impliqué et a été localisé dans la région TCRα. Ceci a permis la génération d'une souche "MAIT" congénique, qui ont été en outre croisé à une souris Tg pour un rapporteur GFP du facteur transcriptionnel RORγt sur la base de données antérieurs montrant que les MAITs humaines expriment ce facteur. Grâce à cet outil, nous montrons que les MAITs murines sont CD4−CD8−/lo, ont un phénotype mémoire effecteurs (CD44+) et coexpriment PLZF et RORγt. Ces MAITs murines sont orientées vers une localisation tissulaire (CCR6+CCR7−) et résident préférentiellement dans les tissus non lymphoïdes périphériques, y compris les poumons, le foie et la peau. Après stimulation du TCR, les MAITs produisent des cytokines TH1/2/17 et sont aussi activées par de antigènes bactériens (par exemple semi-purifié fraction bactérienne ou 5-OP-RU) d'une manière dépendant de MR1. Les MAITs ont une forte expression de récepteurs de cytokines (IL-7R, IL-18Rα, IL-12Rβ) et peuvent ainsi répondre à des cytokines innées. Lors d'une infection expérimentale des voies urinaires, les MAITs migrent vers la vessie et ont une activité protectrice anti-bactérienne. Au total, nos résultats démontrent que les cellules MAIT murines ressemblent étroitement à leurs homologues humains. Ce nouveau modèle murin sera un outil puissant pour faire avancer notre compréhension de la biologie des cellules MAIT en situation normale et pathologique. / Mucosal-associated invariant T cells (MAIT) are innate lymphocytes that express a semi-invariant T cell receptor (iTCR) and are restricted by the major histocompatibility complex (MHC) related molecule, MR1. In human, MAIT cells are abundant in the blood (1-10%), gut (3-5%), and liver (20-40%). They react against microbial-derived riboflavin metabolites that are common in bacteria and yeast. Due to the paucity of MAIT cells in classical inbred laboratory mice, studies on mouse MAIT cells were mostly performed in TCR-transgenic (Tg) mice. However, these Tg MAIT cells do not adequately recapitulate the phenotype of human MAIT cells. Herein, we present a recently generated congenic mouse strain harboring MAIT cells that closely resemble human MAIT cells and use this tool to study the characteristics of natural mouse MAIT cell. An analysis of wild-derived inbred mouse strains revealed that CAST/Ei strain has increased frequency of MAIT cells than C57BL/6 mice. This was linked to a locus on the TCRα region. Introduction of such locus into C57BL/6 mice generated a “MAIT” congenic strain, which were further crossed to Rorc(γt)-GfpTG reporter strain based on previous findings of RORγt expression on human MAIT cells. Using this tool, we show that natural mouse MAIT cells are CD4−CD8−/lo, display an effector memory phenotype (CD44+), and coexpress the transcription factors PLZF and RORγt. They exhibit tissue-homing properties (CCR6+CCR7−) and preferentially reside in peripheral non-lymphoid tissues, including lung, liver, and skin. Upon TCR ligation, MAIT cells produce TH1/2/17 type cytokines and react to bacterial-derived antigens (i.e. semi-purified bacterial fraction or 5-OP-RU) in an MR1-dependent manner. They have high expression of cytokine receptors (IL-7R, IL-18Rα, IL-12Rβ) and may respond to the corresponding innate cytokines. During experimental urinary tract infection, MAIT cells migrate to the bladder and display a protective anti-bacterial activity. Altogether, our results demonstrate that mouse MAIT cells resemble their human counterparts more closely than previously recognized and therefore this new mouse model will be a powerful tool for advancing our understanding of MAIT cell biology in health and disease.

Les cellules T invariantes associées aux muqueuse (MAIT) sont des lymphocytes innés caractérisés par l'expression d'un récepteur des cellules T semi-invariant (iTCR) et restreints par la molécule du complexe majeur d'histocompatibilité de classe Ib, MR1. Chez l'homme, les cellules MAIT sont abondantes dans le sang (1 à 10%), l'intestin (3 à 5%) et le foie (20 à 40%) et réagissent contre des métabolites microbiens. En raison de leur rareté dans les souris de laboratoire classiques, les études sur les cellules MAIT murines ont été principalement effectuées sur des souris transgéniques (Tg) pour des TCR MAIT. Cependant, ces cellules MAIT Tg ne récapitulent pas de manière adéquate le phénotype des cellules MAIT humaines. Ici, nous décrivons une souche de souris congénique que nous avons générée qui possède des cellules MAIT qui ressemblent aux cellules MAIT humaines. Nous utilisons cet outil pour étudier les caractéristiques des cellules MAIT murines. L'étude de souches de souris consanguines d'origine sauvage montre que la souche CAST/Ei présente une fréquence des cellules MAIT nettement supérieur à celle retrouvée dans la souche C57BL/6. Un seul locus est impliqué et a été localisé dans la région TCRα. Ceci a permis la génération d'une souche "MAIT" congénique, qui ont été en outre croisé à une souris Tg pour un rapporteur GFP du facteur transcriptionnel RORγt sur la base de données antérieurs montrant que les MAITs humaines expriment ce facteur. Grâce à cet outil, nous montrons que les MAITs murines sont CD4−CD8−/lo, ont un phénotype mémoire effecteurs (CD44+) et coexpriment PLZF et RORγt. Ces MAITs murines sont orientées vers une localisation tissulaire (CCR6+CCR7−) et résident préférentiellement dans les tissus non lymphoïdes périphériques, y compris les poumons, le foie et la peau. Après stimulation du TCR, les MAITs produisent des cytokines TH1/2/17 et sont aussi activées par de antigènes bactériens (par exemple semi-purifié fraction bactérienne ou 5-OP-RU) d'une manière dépendant de MR1. Les MAITs ont une forte expression de récepteurs de cytokines (IL-7R, IL-18Rα, IL-12Rβ) et peuvent ainsi répondre à des cytokines innées. Lors d'une infection expérimentale des voies urinaires, les MAITs migrent vers la vessie et ont une activité protectrice anti-bactérienne. Au total, nos résultats démontrent que les cellules MAIT murines ressemblent étroitement à leurs homologues humains. Ce nouveau modèle murin sera un outil puissant pour faire avancer notre compréhension de la biologie des cellules MAIT en situation normale et pathologique. / Mucosal-associated invariant T cells (MAIT) are innate lymphocytes that express a semi-invariant T cell receptor (iTCR) and are restricted by the major histocompatibility complex (MHC) related molecule, MR1. In human, MAIT cells are abundant in the blood (1-10%), gut (3-5%), and liver (20-40%). They react against microbial-derived riboflavin metabolites that are common in bacteria and yeast. Due to the paucity of MAIT cells in classical inbred laboratory mice, studies on mouse MAIT cells were mostly performed in TCR-transgenic (Tg) mice. However, these Tg MAIT cells do not adequately recapitulate the phenotype of human MAIT cells. Herein, we present a recently generated congenic mouse strain harboring MAIT cells that closely resemble human MAIT cells and use this tool to study the characteristics of natural mouse MAIT cell. An analysis of wild-derived inbred mouse strains revealed that CAST/Ei strain has increased frequency of MAIT cells than C57BL/6 mice. This was linked to a locus on the TCRα region. Introduction of such locus into C57BL/6 mice generated a “MAIT” congenic strain, which were further crossed to Rorc(γt)-GfpTG reporter strain based on previous findings of RORγt expression on human MAIT cells. Using this tool, we show that natural mouse MAIT cells are CD4−CD8−/lo, display an effector memory phenotype (CD44+), and coexpress the transcription factors PLZF and RORγt. They exhibit tissue-homing properties (CCR6+CCR7−) and preferentially reside in peripheral non-lymphoid tissues, including lung, liver, and skin. Upon TCR ligation, MAIT cells produce TH1/2/17 type cytokines and react to bacterial-derived antigens (i.e. semi-purified bacterial fraction or 5-OP-RU) in an MR1-dependent manner. They have high expression of cytokine receptors (IL-7R, IL-18Rα, IL-12Rβ) and may respond to the corresponding innate cytokines. During experimental urinary tract infection, MAIT cells migrate to the bladder and display a protective anti-bacterial activity. Altogether, our results demonstrate that mouse MAIT cells resemble their human counterparts more closely than previously recognized and therefore this new mouse model will be a powerful tool for advancing our understanding of MAIT cell biology in health and disease.

Les cellules T invariantes associées aux muqueuse (MAIT) sont des lymphocytes innés caractérisés par l'expression d'un récepteur des cellules T semi-invariant (iTCR) et restreints par la molécule du complexe majeur d'histocompatibilité de classe Ib, MR1. Chez l'homme, les cellules MAIT sont abondantes dans le sang (1 à 10%), l'intestin (3 à 5%) et le foie (20 à 40%) et réagissent contre des métabolites microbiens. En raison de leur rareté dans les souris de laboratoire classiques, les études sur les cellules MAIT murines ont été principalement effectuées sur des souris transgéniques (Tg) pour des TCR MAIT. Cependant, ces cellules MAIT Tg ne récapitulent pas de manière adéquate le phénotype des cellules MAIT humaines. Ici, nous décrivons une souche de souris congénique que nous avons générée qui possède des cellules MAIT qui ressemblent aux cellules MAIT humaines. Nous utilisons cet outil pour étudier les caractéristiques des cellules MAIT murines. L'étude de souches de souris consanguines d'origine sauvage montre que la souche CAST/Ei présente une fréquence des cellules MAIT nettement supérieur à celle retrouvée dans la souche C57BL/6. Un seul locus est impliqué et a été localisé dans la région TCRα. Ceci a permis la génération d'une souche "MAIT" congénique, qui ont été en outre croisé à une souris Tg pour un rapporteur GFP du facteur transcriptionnel RORγt sur la base de données antérieurs montrant que les MAITs humaines expriment ce facteur. Grâce à cet outil, nous montrons que les MAITs murines sont CD4−CD8−/lo, ont un phénotype mémoire effecteurs (CD44+) et coexpriment PLZF et RORγt. Ces MAITs murines sont orientées vers une localisation tissulaire (CCR6+CCR7−) et résident préférentiellement dans les tissus non lymphoïdes périphériques, y compris les poumons, le foie et la peau. Après stimulation du TCR, les MAITs produisent des cytokines TH1/2/17 et sont aussi activées par de antigènes bactériens (par exemple semi-purifié fraction bactérienne ou 5-OP-RU) d'une manière dépendant de MR1. Les MAITs ont une forte expression de récepteurs de cytokines (IL-7R, IL-18Rα, IL-12Rβ) et peuvent ainsi répondre à des cytokines innées. Lors d'une infection expérimentale des voies urinaires, les MAITs migrent vers la vessie et ont une activité protectrice anti-bactérienne. Au total, nos résultats démontrent que les cellules MAIT murines ressemblent étroitement à leurs homologues humains. Ce nouveau modèle murin sera un outil puissant pour faire avancer notre compréhension de la biologie des cellules MAIT en situation normale et pathologique. / Mucosal-associated invariant T cells (MAIT) are innate lymphocytes that express a semi-invariant T cell receptor (iTCR) and are restricted by the major histocompatibility complex (MHC) related molecule, MR1. In human, MAIT cells are abundant in the blood (1-10%), gut (3-5%), and liver (20-40%). They react against microbial-derived riboflavin metabolites that are common in bacteria and yeast. Due to the paucity of MAIT cells in classical inbred laboratory mice, studies on mouse MAIT cells were mostly performed in TCR-transgenic (Tg) mice. However, these Tg MAIT cells do not adequately recapitulate the phenotype of human MAIT cells. Herein, we present a recently generated congenic mouse strain harboring MAIT cells that closely resemble human MAIT cells and use this tool to study the characteristics of natural mouse MAIT cell. An analysis of wild-derived inbred mouse strains revealed that CAST/Ei strain has increased frequency of MAIT cells than C57BL/6 mice. This was linked to a locus on the TCRα region. Introduction of such locus into C57BL/6 mice generated a “MAIT” congenic strain, which were further crossed to Rorc(γt)-GfpTG reporter strain based on previous findings of RORγt expression on human MAIT cells. Using this tool, we show that natural mouse MAIT cells are CD4−CD8−/lo, display an effector memory phenotype (CD44+), and coexpress the transcription factors PLZF and RORγt. They exhibit tissue-homing properties (CCR6+CCR7−) and preferentially reside in peripheral non-lymphoid tissues, including lung, liver, and skin. Upon TCR ligation, MAIT cells produce TH1/2/17 type cytokines and react to bacterial-derived antigens (i.e. semi-purified bacterial fraction or 5-OP-RU) in an MR1-dependent manner. They have high expression of cytokine receptors (IL-7R, IL-18Rα, IL-12Rβ) and may respond to the corresponding innate cytokines. During experimental urinary tract infection, MAIT cells migrate to the bladder and display a protective anti-bacterial activity. Altogether, our results demonstrate that mouse MAIT cells resemble their human counterparts more closely than previously recognized and therefore this new mouse model will be a powerful tool for advancing our understanding of MAIT cell biology in health and disease.

Le microbiote désigne l'ensemble des microorganismes (bactéries, virus, champignons) vivant dans un environnement spécifique, en particulier chez un hôte (humain, animal ou végétal). La relation symbiotique existant entre le microbiote et son hôte a été mise en évidence dans de nombreux contextes. Le rôle protecteur du microbiote a été démontré chez l'homme, dans diverses pathologies, dont des infections bactériennes. Le microbiote colonise l'ensemble des muqueuses, dont l'intestin, où il est le plus abondant. Bien que le rôle du microbiote intestinal ait été beaucoup décrit, l'existence de bactéries commensales dans les poumons a été mise en évidence plus récemment. D'abord sujette à controverse, l'existence d'un microbiote pulmonaire, dont la composition est distincte de celle de l'intestin, et qui peut être altérée en conditions pathologiques, est maintenant bien établie. Il est également établi que le microbiote d'un organe peut agir sur la physiologie d'autres organes ; ainsi on parle par exemple d'un axe " intestin-poumons " pour désigner l'action de composés solubles produits par le microbiote intestinal, ainsi que de cellules immunitaires ou cytokines de l'intestin, véhiculés par le sang ou la lymphe, sur la physiologie du poumon. Les poumons sont une cible majeure pour la colonisation par des pathogènes. La tuberculose (TB), une inflammation chronique pulmonaire causée par la bactérie Mycobacterium tuberculosis, est encore aujourd'hui la pathologie respiratoire due à un agent étiologique unique la plus meurtrière. A ce jour la complexité des mécanismes mis en jeu pour expliquer la différence de susceptibilité à la TB entre les individus n'est pas encore complètement comprise. Il est proposé que la balance entre virulence de la souche de M. tuberculosis, et statut immunitaire de l'hôte pourrait expliquer l'inégalité entre les individus face au développement de la maladie. Ici nous avons émis l'hypothèse que le microbiote de l'hôte serait un facteur influençant l'interaction hôte-pathogène dans la TB via i) la modulation de l'immunité antituberculeuse et/ou ii) la physiologie (métabolisme, virulence) du pathogène. Mon travail de thèse a permis de montrer que l'élimination du microbiote par un traitement antibiotique à large spectre conduit à une colonisation plus importante des poumons par M.[...] / The microbiota refers to all microorganisms (bacteria, viruses, fungi) living in a specific environment, especially in a host (human, animal or plant). The symbiotic relationship existing between the microbiota and its host has been demonstrated in many contexts. In particular, it is now well-established that the microbiota plays a protective role during different human pathologies, including bacterial infections. The microbiota colonizes all the mucosal membranes of the body; particularly the intestine where it is more abundant. While role of the gut microbiota has already been widely studied, the existence of bacteria in the lungs has been described more recently. Even if at first controversial, the existence of a pulmonary microbiota, whose composition is distinct from that of the intestine, and which can be altered in pathological conditions, is now well established. It is also well-established that the microbiota of an organ can act on the physiology of other organs; for instance, a "gut-lungs" axis is used to designate the action of soluble compounds produced by the intestinal microbiota, as well as immunes cells or cytokines from the gut, carried by the blood or the lymph, on the physiology of the lung. The lungs are one of the major colonization site for different pathogens. Tuberculosis (TB), a chronic pulmonary inflammation caused by the bacteria Mycobacterium tuberculosis, is still today the most lethal respiratory disease due to a single etiological agent. To date, the complexity of the mechanisms explaining the difference in susceptibility to TB between individuals has not been fully understood yet. It has been suggested that the balance between virulence of the strain of M. [...]

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Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction sélective des cellules β pancréatiques entraînant une hyperglycémie et nécessitant un traitement par insulinothérapie à vie. La physiopathologie du DT1 est complexe et fait intervenir les cellules immunitaires innées et adaptatives dans la pathogenèse et la régulation du DT1. Alors que le développement du diabète peut être associé à des facteurs génétiques, des facteurs environnementaux sont également impliqués dans le déclenchement de cette maladie. Des études récentes ont mis en évidence le rôle du microbiote intestinal dans le développement ou la protection du DT1. Des modifications du microbiote ont par ailleurs été observées chez les patients DT1 avant le déclenchement de la maladie. Plusieurs études ont également décrit des altérations de la muqueuse intestinale chez les souris NOD et chez les patients DT1. Les cellules MAIT sont des lymphocytes T de type inné reconnaissant la molécule de MR1 et exprimant un TCR Va semi-invariant (Vα7.2-Jα33 chez l'homme et Vα19-Jα33 chez la souris). Les cellules MAIT sont activées par des métabolites bactériens, dérivés de la synthèse de la riboflavine. Leur particularité est de produire rapidement diverses cytokines telles que le TNF-α, l’IFN-γ et l’IL-17 et le granzyme B. La localisation et la fonction des cellules MAIT suggèrent qu'elles pourraient jouer un rôle clé dans le maintien de l'intégrité intestinale et le développement des réponses auto-immunes dirigées contre les cellules β. Dans l’ensemble, nos résultats chez les patients DT1 et chez les souris NOD montrent une activation anormale des cellules MAIT chez les patients DT1. Ces anomalies peuvent être détectées avant le déclenchement de la maladie. L'analyse des tissus périphériques de souris NOD souligne le rôle des cellules MAIT dans deux tissus, le pancréas et la muqueuse intestinale. Dans le pancréas, la fréquence des cellules MAIT est augmentée. Dans ce tissu les cellules MAIT semblent participer à la destruction des cellules β. Contrairement au pancréas, les cellules MAIT situées dans la muqueuse intestinale semblent jouer un rôle protecteur grâce à leur production de cytokines IL-22 et IL-17. Nos données chez les souris NOD Mr1-/-, dépourvues de cellules MAIT, soulignent le rôle protecteur des cellules MAIT lors du développement du DT1 en participant au maintien de l'intégrité intestinale. En outre, la présence d'altérations intestinales à mesure que la maladie progresse chez les souris NOD souligne l'importance des cellules MAIT dans le maintien de l'homéostasie intestinale. De manière intéressante, les cellules MAIT pourraient représenter un nouveau biomarqueur de la maladie et permettre de développer des stratégies thérapeutiques innovantes basées sur l’activation locale des cellules MAIT. / Type 1 diabetes (T1D) is an auto-immune disease characterized by the selective destruction of pancreatic islet β cells resulting in hyperglycemia and requiring a life-long insulin replacement therapy. The physiopathology of T1D is complex and still not entirely understood. Both innate and adaptive immune cells are involved in the pathogenesis and the regulation of T1D. While diabetes development can clearly be associated with genetic inheritance, environmental factors were also implicated in this autoimmune diseases. Recent studies have highlighted the role of the intestinal microbiota in the development or protection against T1D. Gut microbiota analyses in patients have shown differences before the onset of T1D. Moreover, several studies also described gut mucosa alterations in NOD mice and in T1D patients. MAIT (Mucosal Associated Invariant T) cells are innate-like T cells recognizing the MR1 molecule and expressing a semi-invariant receptor Vα chain (Vα7.2-Jα33 and Vα19-Jα33 in mice). MAIT cells are activated by bacterial metabolites, derived from the synthesis of riboflavin. Their particularity is to rapidly produce various cytokines such as TNF-α IFN-γ, IL-17 and granzyme B. The localization and the function of MAIT cells suggest that they could exert a key role in the maintenance of gut integrity, thereby controlling the development of autoimmune responses against pancreatic β cells. To summarize, our results in T1D patients and in NOD mice indicate an abnormal MAIT cell activation in this pathology, which occurs before disease onset. The analysis of peripheral tissues from NOD mice highlights the role of MAIT cells in two tissues, the pancreas and the gut mucosa. In the pancreas, MAIT cells frequency is elevated and they could participate to the β cells death. In contrast to the pancreas, in the gut mucosa MAIT cells could play a protective role through their cytokines production of IL-22 and IL-17. Our data in Mr1-/- NOD mice, lacking MAIT cells, reveal that these cells play a protective role against diabetes development and in the maintenance of gut mucosa integrity. Moreover, the presence of gut alteration as T1D progress in NOD mice underscores the importance of MAIT cells in maintaining gut mucosa homeostasis. Interestingly, MAIT cells could represent a new biomarker towards T1D progression and open new avenues for innovative therapeutic strategies based on their local triggering.

Les cellules Invariant Natural Killer T (iNKT) représentent une sous-population particulière de cellules T qui se distingue par son développement, ses fonctions et les ligands qu’elle reconnaît. Chez l’homme, les cellules iNKT expriment le réarrangement Vα24-Jα18/Vβ11 et reconnaissent des glycosphingolipides présentés par la molécule monomorphe du CMH de classe I CD1d. De plus, elles produisent rapidement de grandes quantités de cytokines, et sont ainsi considérées comme des cellules T ayant des caractéristiques innées. Les mécanismes moléculaires qui régulent l’homéostasie descellules iNKT ne sont pas complètement compris. La protéine XIAP (X-linked Inhibitor of Apoptosis) est un inhibiteur physiologique des caspases 3, 7 et 9. Des mutations du gène XIAP sont à l’origine du syndrome lymphoprolifératif lié à l’X de type 2 (XLP-2), un déficit immunitaire primitif (DIP) caractérisé par une susceptibilité accrue à l’infection par le virus Epstein Barr (EBV). Les patients souffrant du XLP-2 présentent une forte réduction de leur nombre de cellules iNKT dans le sang. Au cours de mon travail de thèse, j’ai montré que XIAP est requis pour la survie des cellules iNKT humaines. Cette fonction de XIAP corrèle avec un phénotype pro-apoptotique des cellules iNKT qui n’est pas retrouvé dans les cellules T conventionnelles. La susceptibilité accrue à l’apoptose des cellules iNKT est observée en utilisant des stimuli de la voie intrinsèque ou extrinsèque de l’apoptose. Les cellules iNKT, contrairement aux cellules T conventionnelles expriment des quantités élevées de protéines pro-apoptotiques comme les caspases 3 ou 7 ou Bid. Ce phénotype proapoptotique est acquis de manière précoce, puisqu’il est déjà présent dans des cellules iNKT de thymus ou de sang de cordon. L’extinction de XIAP dans des cellules iNKT et l’analyse de patients déficients en XIAP indiquent que XIAP est un inhibiteur efficace de l’apoptose dans les cellules iNKT alors qu’il n’a qu’un effet modéré dans les cellules T conventionnelles. J’ai ensuite montré que le phénotype pro-apoptotique des cellules iNKT est dépendant de l’expression du facteur de transcription PLZF. Celui-ci est déjà connu comme étant nécessaire à l’acquisition des fonctions effectrices de cescellules. De manière concordante, la surexpression de PLZF dans des cellules T conventionnelles conduit à un phénotype pro-apoptotique et à une augmentation de l’expression de la caspase 3. Récemment, une deuxième population de cellules T invariantes, les cellules MAIT (Mucosal Associated Invariant T) a été décrite. Ces cellules expriment un TCR semi-invariant Vα7.2-Jα33 et partagent avec les cellules iNKT certaines caractéristiques qui en font des cellules T innées comme les cellules iNKT. De la même manière que les cellules iNKT, les cellules MAIT ont un phénotype proapoptotiqueet sont diminuées dans le sang des patients déficients en XIAP. Ce phénotype proapoptotique est aussi dépendant de PLZF. De manière intéressante, un patient déficient en XIAP et ayant un nombre normal de cellules iNKT a été identifié. Ce patient n’a pas encore rencontré l’EBV, suggérant que la diminution des cellules iNKT chez les patients déficients en XIAP est due à une apoptose augmentée dans un contexte d’infection par l’EBV. Enfin, j’ai obtenu des données préliminaires suggérant que l’EBV utilise un mécanisme d’échappement aux cellules iNKT en diminuant l’expression de CD1d à la surface des cellules B. Mon travail de thèse a donc permis d’identifier une voie de régulation inconnue des lymphocytes T innés qui dépend de XIAP et de PLZF. PLZF est donc un facteur clé pour la différentiation et l’homéostasie des cellules T innées en régulant l’acquisition de leurs fonctions effectrices et en limitant leur survie. Ces observations ont aussi permis d’identifier le premier DIP associé à un déficit en cellules MAIT. Enfin, ces résultats suggèrent un rôle des cellules iNKT dans le contrôle de l’infection par l’EBV. / Invariant natural killer T (iNKT) lymphocytes represent a peculiar T cell-lineage that differs from conventional T cells by its development, function, and ligands it recognizes. In humans, iNKT cells express an invariant TCR made of the V?24-J?18/V?11 rearrangement, which recognizes glycosphingolipids presented by the MHC class I monomorphic molecule CD1d. Moreover, they rapidly produce high amounts of cytokines when stimulated and are thus considered as innate-like T cells. The molecular mechanisms that control the homeostasis of iNKT are poorly understood. XIAP (X-linked Inhibitor of Apoptosis) is a physiological inhibitor of caspases 3, 7 and 9 and is mutated in the X-linked lymphoproliferation syndrome 2 (XLP-2), a rare primary immunodeficiency (PID) characterized by a peculiar susceptibility to Epstein-Barr virus (EBV) infection. Patients with a XIAP deficiency exhibit a strong reduction of their iNKT cells in blood. Here, I report that XIAP is required for the survival of iNKT cells in humans. The requirement of XIAP correlates with a pro-apoptotic phenotype of iNKT cells that is not observed in conventional T cells. The increased susceptibility to apoptosis of iNKT cells was observed upon stimuli that trigger either extrinsic or intrinsic apoptosis pathways. iNKT cells by contrast to conventional T cells express elevated amounts of pro-apoptotic molecules including caspases 3 or 7 and Bid. The pro-apoptotic phenotype of iNKT cells is early acquired since iNKT cells from cord blood and thymus display a similar pro-apoptotic phenotype. Knock-down of XIAP in iNKT cells and analysis of XIAP-deficient humans indicate that XIAP is a potent inhibitor of apoptosis in iNKT cells while it has only a moderate effect in conventional T cells. I also show that this pro-apoptotic phenotype of iNKT cells is dependent of the expression of the transcription factor PLZF. This factor is already known to be necessary for the acquisition of the effector functions of these cells. Conversely, over expression of PLZF in conventional T cells leads to a pro-apoptotic phenotype and to an increased expression of caspase 3. Recently, a second invariant T cell subpopulation, the mucosal associated invariant T (MAIT) cells was identified both in humans and mice. These cells express a semi-invariant TCR made of V?7.2-J?33 rearrangements and share with iNKT cells a number of developmental, functional and phenotypical features that lead to consider MAIT cells as innate-like T cells like iNKT cells. Similarly, MAIT cells also exhibit a pro-apoptotic phenotype and are decreased in XIAP-deficient humans. The pro-apoptotic phenotype of MAIT cells is also dependent on PLZF. Interestingly, one XIAP-deficient patient with normal iNKT cell number was identified. This patient has not yet encountered EBV, suggesting that reduction of iNKT cells in XIAP-deficient patients is likely due to increased apoptosis in the context of EBV infection. I also show that EBV might have an escape mechanism from iNKT cells by down-regulating the expression of CD1d on the surface of B cells. My thesis works identify a previously unknown pathway controlling innate T cell homeostasis depending on XIAP and PLZF. PLZF is thus a key factor involved in the differentiation and the homeostasis of innate T cells by regulating the acquisition of their effector functions and their survival. I also identified the first PID associated with a defect in MAIT cells. Finally, these results provide evidences that iNKT cells might play a role against EBV infection.

Le diabète de type 1 (T1D) est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction des cellules β du pancréas par les lymphocytes T auto-réactifs. Durant ma thèse, nous nous sommes intéressés au rôle des cellules de l’immunité innée dans le T1D à l’aide d’un modèle murin de la maladie : la souris NOD. Au contraire des cellules du système adaptatif (lymphocytes T et B), les cellules de l’immunité innée constituent la première ligne de défense de l’organisme lors d’une infection. Cette population est constituée entre autre de neutrophiles, cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC), macrophages, mais aussi de lymphocytes T et B non conventionnels tel que les cellules iNKT et B-1a. Précédemment, notre laboratoire a mis en lumière le rôle des lymphocytes iNKT dans le développement du T1D. Durant la première partie de ma thèse, nous avons démontré que les lymphocytes iNKT17, une sous-population des lymphocytes iNKT, ont un rôle délétère dans le T1D chez la souris NOD. Ces cellules infiltrent le pancréas et y produisent de l’IL-17, une cytokine pro-inflammatoire. Grâce à des expériences de transferts, nous avons mis en évidence que les lymphocytes iNKT17 exacerbent la maladie via la production d’IL-17. Dans la deuxième partie de ma thèse, nous nous sommes intéressés aux mécanismes qui induisent l’activation des lymphocytes T auto-réactifs. Nous avons observé chez la souris NOD, que la mort physiologique des cellules β conduit à l’activation de cellules de l’immunité innée : les neutrophiles, les lymphocytes B-1a et les pDC. La coopération entre ces cellules conduit à l’activation des pDC qui produisent de l’IFNα. Cette cytokine active les lymphocytes T auto-réactifs qui vont détruire les cellules β du pancréas. Nos résultats montrent que l’immunité innée est un acteur important dans la physiopathologie du diabète sucré. / The type 1 diabetes ( T1D ) is an autoimmune disease characterized by the destruction of β cells in the pancreas by autoreactive T lymphocytes. During my thesis, we are interested in the role of cells of innate immunity in T1D using a mouse model of the disease: NOD mice. In contrast to cells of the adaptive system (T and B lymphocytes ) cells of innate immunity is the first line of defense of the body during infection . This population consists of neutrophils , among other , plasmacytoid dendritic cells ( pDC ) , macrophages , T lymphocytes but not conventional B as iNKT cells and B -1a.Previously, our laboratory has highlighted the role of iNKT cells in the development of T1D . During the first part of my thesis , we demonstrated that iNKT17 cells, a subpopulation of iNKT cells, have a deleterious role in T1D in NOD mice . These cells infiltrate the pancreas and there produce IL -17 , a proinflammatory cytokine. Through transfer experiments , we demonstrated that lymphocytes iNKT17 exacerbate disease through the production of IL-17 . In the second part of my thesis , we investigated the mechanisms that induce the activation of autoreactive T lymphocytes. We observed in NOD mice , the physiological death of β cells leads to activation of innate immunity cells : neutrophils, lymphocytes B- 1a and pDCs . The cooperation between these cells leads to activation of pDC that produce IFNa . This cytokine activates autoreactive T cells which will destroy the β cells of the pancreas. Our results show that innate immunity is an important player in the pathogenesis of diabetes mellitus.