Les antibiotiques (ATB) inhibent l'efficacité anti-tumorale du blocage de PD1, mais les mécanismes sous-jacents à leurs effets immunosuppresseurs demeurent inconnus. Nous montrons ici que les ATB favorisent l'accumulation des cellules T FoxP3+ et RORct+ a4b7hi dans les ganglions lymphatiques et les lésions tumorales. Les ATB induisent la perte de l'adressine MadCAM-1 iléale provoquant la recirculation des lymphocytes T régulateurs et TH17 α4β7hi de l’iléon vers le microenvironnement tumoral (TME). Cette migration a été visualisée grâce à 2 méthodes, la première consiste en l’ injection directe de carboxyfluoresceine succinimidyl ester (CFSE) dans les ganglions lymphatiques mésentériques des souris porteuses de tumeurs, l’autre utilise des souris transgéniques Kaede contenant une protéine flurorescente photoconvertible. Les hétérodimères d'adressine MAdCAM-1 et d'intégrine α4β7 sont indispensables pour l'efficacité anti-tumorale et dans l'immuno-surveillance induite par les anticorps anti-PD1. L’utilisation de modèles knock-out de MadCAM-1 ou d’ anticorps bloquant son ligand α4β7, compromettent l’efficacité anticancéreuse du blocage du PD1 ceci en mobilisant les cellules entérotropes α4β7hi Treg et TH17 vers le TME et inversement, en réduisant le retour du Treg du TME vers l'intestin. L’inhibition de la voie MadCAM-1 au niveau iléal réduit simultanément les lymphocytes CCR5+ effecteurs et mémoires dans le tissu tumoral. Ces résultats démontrent l’existence d’un lien mécanistique entre la dysbiose intestinale et l'efficacité du traitement anti- tumoral, l’importance de l'axe intestin-tumeur dans l’ immunosurveillance du cancer et ouvre des perspectives d’application clinique pour cibler la voie MAdCAM-1 α4β7+ . / Antibiotics (ATB) inhibit the anticancer efficacy of PD1 blockade but the mechanisms underlying their immunosuppressive effects remains unknown. Here we show that ATB promote the accumulation of enterotropic, ileum egressing FoxP3+ and RORct+ α4β7 hi T cells into tumor draining lymph nodes and tumor lesions. ATB induce the loss of ileal MadCAM-1 adressin provoking the recirculation of α4β7 hi ileal Treg and TH17 cells to the tumor microenvironment (TME), as visualized using direct injection of carboxyfluorescein succinimidyl ester in mesenteric lymph nodes of tumor bearers as well as Kaede transgenic mice harboring a photoconvertible flurorescent protein. MAdCAM-1 addressin and α4β7 integrin heterodimers are indispensable for the anticancer efficacy and the immuno-surveillanc elicited by anti-PD1 antibodies. Gene defects in MadCAM-1 as well as antibodies blocking its ligand α4β7, severely compromise the anticancer effects of PD1 blockade by mobilizing enterotropic α4β7hi Treg and TH17 cells towards the TME and conversely reducing Treg homing from the TME to the gut, concomitantly reducing CCR5+ effector memory tumor infiltrating lymphocytes. These findings demonstrate a mechanistic link between gut dysbiosis and tumor treatment efficacy and unveil the potential clinical relevance of the MAdCAM-1 α4β7+ and the gut-tumor axis in cancer immunosurveillance.

L'élaboration de nouvelles stratégies pour la détection de l'activité de la sclérose en plaques (SEP) est importante pour améliorer le diagnostic et le suivi de cette pathologie. Pour cela, nous avons utilisé des microparticules d'oxyde de fer (MPIO) couplées à un anticorps spécifique de la protéine P-sélectine ou de MAdCAM-1. Durant cette thèse, nous avons démontré que l’IRM moléculaire spécifique de la P-sélectine est capable de détecter les événements pathologiques qui se déroulent dans la moelle épinière de modèles murins de SEP chronique et récurrente-rémittente. De façon intéressante, nous montrons ici que cette technique d'IRM peut prédire l'apparition des poussées et des récupérations dans l’EAE. De plus, nous avons démontré que l’IRM moléculaire de MAdCAM-1 est capable de détecter l’inflammation intestinale dans des modèles de pathologies intestinales et de SEP. Les techniques novatrices d'IRM développées dans cette étude pourraient apporter de nouvelles avancées dans le diagnostic et le pronostic des rechutes de la SEP en ciblant l'activation vasculaire. Enfin, nous rapportons dans la dernière partie de cette thèse que le système glymphatique existe également dans le parenchyme de la moelle épinière de la souris. Dans l’EAE, l’activité de ce système est réduite dans la moelle épinière mais pas dans le cerveau ou le cervelet. Cette altération est associée à l'accumulation de cellules inflammatoires dans l'espace péri-vasculaire, à la désorganisation de l'AQP4 et entraine une forte augmentation du volume ventriculaire. Ces perturbations pourraient contribuer à la physiopathologie de la SEP. Nos résultats sont très prometteurs pour l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques. / Developing new strategies to detect disease activity in multiple sclerosis (MS) is essential to improve the diagnosis and follow-up of this pathology. To this aim, we used microparticles of iron oxide (MPIO) coupled to an antibody specific to the P-selectin or MAdCAM-1 protein. In this thesis, we establish that molecular MRI specific to P-selectin protein is able to detect the pathological events that take place in the spinal cord of chronic and relapsing-remitting models of MS in mice. Interestingly, we show here that this MRI technique can predict the apparition of relapses and recoveries in EAE. Moreover, we demonstrate that MRI specific to MAdCAM-1 protein is able to detect the gut inflammation that takes place in models of bowel diseases or MS. The innovative MRI techniques developed in this study could bring new advances in the diagnosis and prognosis of MS relapses by targeting gut inflammation. In the last part of this work, we report that the glymphatic system also exists in the spinal cord parenchyma of the mouse. In EAE, the activity of this system is reduced in the spinal cord but not in the brain or cerebellum. This alteration is associated to inflammatory cell accumulation within the perivascular space, AQP4 disorganization and leads to a large increase of ventricular volume. These disruptions could contribute to the MS pathophysiology. Our results hold significant promise for the development of new therapeutic strategies.

INTRODUCCIÓN: El tratamiento de la enfermedad inflamatoria intestinal se ha basado en el uso de aminosalicilatos corticoides e inmunosupresores, que ayudan a controlar los brotes de la enfermedad, aunque no consiguen su curación. El bloqueo de las moléculas de adhesión endotelial, que permiten el reclutamiento de leucocitos desde el lecho vascular hacia el área inflamada, podría ser una diana terapéutica útil en esta enfermedad.OBJETIVOS: 1. Determinar el valor de las moléculas de adhesión endotelial como nuevas dianas terapéuticas en la enfermedad inflamatoria del intestino. 2. Evaluar el posible valor terapéutico de su modulación con anticuerpos monoclonales bloqueantes de las moléculas de adhesión endotelial, péptidos trébol y ciclosporina A.MATERIAL Y MÉTODOS: El modelo experimental utilizado ha sido el de la colitis inducida por DSS en el ratón, que remeda la colitis ulcerosa en humanos. Para cuantificar la expresión in vivo de las moléculas de adhesión endotelial se ha recurrido a la técnica del doble anticuerpo marcado y para evaluar su expresión in vitro. a los cultivos primarios de células endoteliales de vena de cordón umbilical humano. Asimismo, para analizar las interacciones leucocito-endotelio en las vénulas del colon se ha utilizado la microscopía intravital de fluorescencia.RESULTADOS Y CONCLUSIONES: 1. En la colitis experimental inducida por DSS existe un aumento en la expresión de las moléculas de adhesión endotelial ICAM-1, VCAM-1 y MAdCAM-1 y de las interacciones leucocito-endotelio (roadamiento y adhesión) en las vénulas postcapilares del colon. 2. VCAM-1 es la principal molécula responsable del incremento de la adhesión leucocitaria al endotelio y juega un papel fundamental en la fisiopatología de la enfermedad inflamatoria intestinal experimental. 3. El inmunobloqueo sostenido de VCAM-1 tiene efecto terapéutico ya que mejora el curso de la colitis. En cambio, la inmunoneutralización de ICAM-1 o de MAdCAM-1 no altera el curso clínico en este modelo experimental. 4. El aumento de la expresión de las moléculas de adhesión endotelial VCAM 1 y MAdCAM-1 en el colon es proporcional a la gravedad de la colitis inducida. 5. El péptido trébol TFF2 es útil en el tratamiento de la colitis experimental, siendo su administración tópica superior a la sistémica 6 TFF2 produce de forma indirecta, una reducción en la expresión de las moléculas de adhesión endotelial y en el reclutamiento leucocitario que contribuye a su efecto beneficioso. 7. La ciclosporina A mejora la colitis experimental inducida por DSS en el ratón. 8. El efecto terapéutico de la ciclosporina A se debe, en parte, a que reduce la producción de citocinas proinflamatorias y la expresión de las moléculas de adhesión del endotelio, actuando directamente sobre la célula endotelial, lo que decrece el reclutamiento leucocitario hacia el intestino inflamado.SUMARIO: 1- VCAM-1 es la molécula de adhesión endotelial más importante en este modelo experimental de colitis que remeda la colitis ulcerosa en humanos- 2 El inmunobloqueo de VCAM-1, en contraste con el de ICAM-1 o MAdCAM-1, podría atenuar la respuesta inflamatoria sin alterar los mecanismos inmunes fisiológicos ya que esta molécula no está implicada en la recirculación fisiológica de los leucocitos. 3. Los trabajos que componen esta Tesis Doctoral constituyen la base racional para investigar el efecto de los anticuerpos anti-VCAM-1 en los pacientes con colitis ulcerosa. / INTRODUCTION: Treatment of inflammatory bowel disease is currently based on the use of aminosalicylates, corticosteroids and immunomodulators, which can control flares of disease but are not curative. Blockade of endothelial adhesion molecules involved in the recruitment of leukocytes from the vascular bed to the inflammatory site might be a useful therapeutic strategy in this disease.AIM: To assess the usefulness of modulation of endothelial adhesion molecules with monoclonal antibodies, trefoil peptides (TFF2), and cyclosporin A (CsA) as a therapeutic strategy for experimental colitis. MATERIAL AND METHODS: Dextran sulphate sodium (DSS)-induced colitis, a murine model that mimics human ulcerative colitis, was used. Cell adhesion molecule expression was measured by the dual radiolabeled antibody technique. Leukocyte-endothelial cell interactions were determined in colonic venules by fluorescence intravital microscopy.RESULTS AND CONCLUSIONS: 1. VCAM-1 plays a central role in leukocyte recruitment in colitis since blockade of this adhesion molecule has a higher therapeutic effect than immunoneutralization of ICAM-1 or MAdCAM-1 in this experimental model.2. TFF2 is useful in the treatment of colitis, and topical administration is superior to the systemic route. Indirect reduction in adhesion molecule expression and leukocyte recruitment into the inflamed intestine contributes to the beneficial effect of TFF2 treatment.3. CsA A ameliorates DSS-induced colitis in mice. Reduced adhesion molecule expression resulting from diminished pro-inflammatory cytokine production and from a direct effect of CsA in endothelial cells decreases leukocyte recruitment into the inflamed intestine, contributing to this protective effect. SUMMARY: 1. VCAM-1 is the most important endothelial adhesion molecule in an experimental model of colitis that mimics human ulcerative colitis. 2. VCAM-1 immunoblockade, in contrast to ICAM-1 or MAdCAM-1, can attenuate the inflammatory response without altering the physiological immune mechanisms since this molecule is not involved in the physiological recirculation of leukocytes. 3. The results of this Doctoral Thesis constitute the rationale to investigate the effects of anti-VCAM-1 antibodies in patients with ulcerative colitis.