L’athérosclérose est une maladie inflammatoire, caractérisée par une accumulation lipidique et cellulaire, dont le macrophage est l’acteur principal. Dans l’athérosclérose, le macrophage sécrète des cytokines qui favorisent le chimiotactisme et donc la migration et l’internalisation des cellules immunitaires, accentuant le processus pro-inflammatoire et accélérant l’évolution des plaques athéromateuses et leur instabilité jusqu’à éventuellement la rupture et/ou la formation de thrombus. Il est donc important de développer une technique d’imagerie cellulaire permettant de visualiser les macrophages et leur migration dans divers contextes pathologiques pour mieux comprendre leur implication, permettre le suivi thérapeutique et probablement leur utilisation dans la thérapie vectorisée. Le but de ce travail vise principalement à marquer aux nanoparticules de fer des macrophages activés de manière classiques (macrophages dits « M1 ») pour l’évaluation du statut inflammatoire dans un premier temps au sein des plaques d’athérome, et la visualisation de la dynamique de leur recrutement par IRM. Dans un deuxième temps, la méthode est exploitée pour montrer in vivo l’effet d’un traitement permettant de diminuer l’inflammation dans la plaque chez des souris invalidées pour le gène de l’apolipoprotéine E (ApoE-/-). Enfin, l’utilisation du protocole de marquage des macrophages M1 et leur suivi par IRM sont appliqués au diagnostic par imagerie d’une inflammation transitoire et circonscrite au poumon, induite par les lipopolysaccharides (LPS). En conclusion, le marquage des monocytes dirigés vers la voie M1 pour leur détection par IRM représente une méthode solide pour étudier différents phénomènes immunologiques en particulier le processus inflammatoire, et peut être un outil ou une approche de vectorisation permettant le suivi thérapeutique, cellulaire ou génique / Atherosclerosis is an inflammatory disease characterized by vessel wall lipids and cells accumulation, for which the macrophage acts as a central actor. In atherosclerosis the macrophage secretes cytokines that promote chemotaxis and thus migration and internalization of immune cells. This phenomenon emphasizes pro-inflammatory processes and accelerates the development of atherosclerotic plaque unstability to potentially its rupture with or without thrombus formation. It is therefore important to develop a technique for cell imaging to visualize macrophages and their migration in various pathological contexts to better understand their involvement, to allow therapeutic drug monitoring and probably their use in vectorized therapy. The aim of this work is mainly to label activated macrophages in classical way (macrophages called "M1") by iron nanoparticles, first to evaluate the inflammatory status within atherosclerotic plaques, and visualize their dynamic recruitment by MRI. In a second step, the method is used to show in vivo the effect of a treatment to reduce inflammation in the plaque, in mice invalidated for the gene for apolipoprotein E (ApoE-/ -). Finally, the protocol for M1 macrophages labelling and MRI tracking, was used for diagnostic imaging of a transient inflammation confined to the lung induced by lipopolysaccharide (LPS). In conclusion, the labelling of monocytes headed towards M1 polarization for their detection by MRI is a robust method to study various immunological phenomena in particular the inflammatory process, and can be an approach to vectorization and monitoring for gene or cell therapy

Macrófagos (Mf) produzem PAF e PAF-R e eliminam partículas alteradas via CD36. Uptake de oxLDL requer associação CD36/PAF-R. Avaliamos isto na eferocitose. Bloqueio do PAF-R e de lipid rafts (LR) inibiu eferocitose. Esta induziu associação PAF-R/CD36 e destes com flotilina-1 (marca LR). Eferocitose induziu IL-10 e IL-12p40. Bloqueio do PAF-R inibiu mais IL-10 e inibição da COX-2 teve efeito similar, sugerindo que eferocitose depende da interação PAF-R/CD36 em LR e que isto induz prostanoides e perfil regulador. Mf adquirirem diferentes fenótipos. Estudamos a participação do PAF-R. Bloqueio do PAF-R antes dos estímulos (IFN-g/LPS, IL-4 ou IgG-SRBC/LPS) inibiu marcadores MCP-1, TNF-a, iNOS, receptor manose, arginase-1 e IL-10, mas não IL-12p40, sugerindo que PAF-R modula fenótipo de Mf. PAF e PAF-like são gerados por estressores oxidativos. Ativação do PAF-R induz imunossupressão sistêmica (IS). Mostramos que terapia fotodinâmica (PDT) in vitro gerou ligantes do PAF-R e in vivo inibiu reação de CHS em WT, mas não em PAF-R KO, sugerindo que PDT induz IS via PAF-R. / Macrophages (Mp) produce PAF and PAF-R and scavenge altered particles via CD36. oxLDL uptake requires association CD36/PAF-R. We analyzed that on efferocytosis. PAF-R and lipid rafts (LR) blockage inhibited efferocytosis. Efferocytosis induced association CD36/PAF-R and both with LR marker protein, and induced IL-10 and IL-12p40. PAF-R and COX-2 blockage inhibited more IL-10, suggesting that efferocytosis depends on PAF-R/CD36 interaction in LR and that this induces prostanoids and regulatory profile. Mp acquire different phenotypes. PAF-R participation in that was analyzed. PAF-R blockage before stimuli (IFN-g/LPS, IL-4 or IgG-SRBC/LPS) inhibited markers MCP-1, TNF-a, iNOS, mannose receptor, arginase-1 and IL-10, but not IL-12p40, suggesting that PAF-R modulates Mp phenotype. PAF and PAF-like are generated by oxidative stressors. PAF-R activation induces systemic immunosuppression (SI). We showed that photodynamic therapy (PDT) in vitro generated PAF-R ligands and in vivo inhibited CHS reaction in WT, but not PAF-R KO, suggesting that PDT induces SI via PAF-R.

En dehors de son rôle dans la régulation de la balance hydrosodée, le récepteur minéralocorticoïde (MR) est un facteur de transcription hormono-dépendant qui exerce des effets pro-adipogéniques et anti-thermogéniques in vitro, mais son rôle dans la régulation du métabolisme énergétique in vivo n’a jamais été précisément étudié. Dans ce travail, nous avons montré que les souris surexprimant le MR humain (Tg) ont une résistance à l’obésité induite par le régime hyperlipidique. Ceci s’accompagne d’un défaut de développement de la masse adipeuse comme en témoignent des surfaces adipocytaires plus petites en histomoprhométrie et une diminution de l’expression de gènes impliqués dans l’adipogenèse tels que PPARγ2. Ce défaut d’adipogenèse n’est pas dû à une altération de la capacité intrinsèque des préadipocytes surexprimant le MR, isolés de la fraction stroma vasculaire, mais probablement à une modification de la polarisation macrophagique analysée par la technique du FACS. Ces résultats soulignent un impact immuno-métabolique de la surexpression du MR in vivo. Par ailleurs, dans notre modèle adipocytaire brun, nous démontrons que les corégulateurs du MR ont un profil d’expression différentiel pouvant rendre compte d’une coopération moléculaire au cours de la différenciation adipocytaire des cellules T37i. De plus, nous confirmons in vitro l’effet inhibiteur de l’aldostérone sur l’expression de UCP1 (Uncoupling protein 1). Enfin nous démontrons in vivo que la surexpression du MR dans le tissu adipeux brun des souris Tg induit une diminution de l’induction l’expression de UCP1 par une exposition au froid. L’ensemble de ces résultats apporte une meilleure compréhension du rôle du MR dans la régulation du métabolisme énergétique et devrait ouvrir des nouvelles perspectives thérapeutiques innovantes tels que l’utilisation de modulateurs sélectifs du MR dans le traitement des troubles métaboliques / Besides its role in the regulation of sodium homeostasis, the mineralocorticoid receptor (MR) is a hormone-dependent transcription factor that exerts pro-adipogenic and anti- thermogenic effects in vitro, but its role in vivo in the regulation of energy balance has never been precisely studied. In this study, we show that human MR overexpressing mice (Tg) were resistant to high fat diet-induced obesity. This was associated with a defect of fat mass as evidenced by smaller adipocyte size analyzed by histomorphometric study and a decreased expression of genes involved in adipogenesis such as PPARγ2. This alteration in adipogenesis was not related to a defect of the intrinsic capacity of MR overexpressing preadipocytes to differentiate into adipocytes, but probably to a change in macrophage polarization studied by FACS analysis. These results indicate an immuno-metabolic impact of MR overexpression in vivo. Moreover, in our brown adipocyte model, we demonstrate that MR coregulators have a differential expression profile, consistent with a coordinated and physiologically relevant cooperation occuring during brown adipogenesis. In addition, we confirm in vitro the inhibitory effect of aldosterone on UCP1 expression (Uncoupling protein 1). Finally, we demonstrate in vivo that MR overexpression in brown adipose tissue of Tg mice induced a decrease in the cold-induced UCP1 expression. Taken together, these results provide a better understanding of MR involvement in the regulation of energy metabolism and should open new therapeutic oportunities such as the use of selective MR modulators in the management of metabolic disorders.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est le rhumatisme inflammatoire chronique le plus fréquent. Cette maladie est caractérisée par une auto-immunité et une synovite hypertrophique, responsables d'une destruction des articulations périphériques. Les macrophages contribuent aux phénomènes inflammatoires de la PR. Ces cellules peuvent présenter différents états d'activation ou " polarisation ", réversibles, dépendant de leur environnement, notamment cytokinique. Les biothérapies (bDMARDs) ont représenté une avancée majeure dans la prise en charge des manifestations inflammatoires des formes sévères de PR. Toutefois, peu d'études ont évalué si ce bénéfice était lié à une action spécifique sur le macrophage. L'objectif de ce travail de transversal était : (i) d'évaluer in vitro l'effet des principales biothérapies de la PR (anti-TNF : etanercept, adalimumab, certolizumab ; anti-IL- 6R : tocilizumab ; CTLA4-Ig : abatacept) sur la différenciation et l'activation de macrophages dérivés de monocytes issus de patients atteints de PR et de sujets sains, (ii) d'identifier des marqueurs de polarisation du macrophage, corrélés à l'activité de la maladie (DAS28). Parmi les bDMARDs évalués, seuls les anti-TNF ont montré une action sur la polarisation des macrophages. En contexte de différenciation avec M-CSF, les bDMARDs anti-TNF ont induit un biais vers une polarisation non inflammatoire dite alternative. En contexte d'activation inflammatoire, les bDMARDs anti-TNF ont induit une préservation sélective des marqueurs de polarisation liés à l'IL-10 (CD16, CD163, MerTK) et une inhibition des marqueurs inflammatoires (CD40, CD80). Nous avons montré que ce changement phénotypique s'accompagnait : (i) d'un changement fonctionnel concordant avec une polarisation induite par l'IL-10, (ii) d'une inhibition de la production des cytokines de l'inflammation (TNF, IL-6, IL-12), (iii) et d'une majoration de la phagocytose. Nous avons montré que ce mécanisme était dû à une production précoce d'IL-10 et dépendant de STAT3. De plus, nous avons pu montrer que le certolizumab, un anti-TNF, induisait une réponse anti-inflammatoire, impliquant le facteur de transcription NRF2 (nuclear factor erythroid-2-related factor 2), un régulateur central dans la réponse au stress oxydatif. Enfin, nous avons observé que l'expression de CD16, à la surface des macrophages non activés, était corrélée négativement à l'activité de la PR. Ces travaux concourent à montrer l'intérêt du ciblage du macrophage dans la PR et nous ont d'identifier de potentielles cibles théranostiques dans le traitement de la PR par anti-TNF. / Rheumatoid arthritis (RA) is the most frequent chronic inflammatory rheumatism. This disease is characterized by an auto-immunity and a hyperplasic synovitis, both responsible for peripheral joints destruction. Macrophages contribute to inflammatory aspects of RA. This cell type can present various states of activation or "polarization", reversible and dependent on its environment, notably cytokines. Biologics (bDMARDs) represented a revolution in severe RA treatment. However, data regarding their specific action on macrophage are scarce. The aim of our translational work was: (i) to assess the in vitro effect of RA bDMARDs (anti-TNF: etanercept, adalimumab, certolizumab; anti-IL-6R: tocilizumab; CTLA4-Ig: abatacept) on the phenotype of monocytes-derived-macrophages from RA patients and healthy volunteers, during differentiation and activation phases, (ii) to identify polarization markers correlated with disease activity (DAS28). Among bDMARDs, only anti-TNF modulated macrophage polarization. During differentiation, anti-TNF bDMARDs induced a bias toward the so-called alternative non-inflammatory polarization. In inflammatory context, anti-TNF bDMARDs induced a selective preservation of markers associated with IL-10 (CD16, CD163, MerTK) and an inhibition of inflammatory markers (CD40, CD80). We showed that these changes in phenotype were associated with changes in functions consistent with: (i) a polarization induced by IL10, (ii) a decrease in inflammatory cytokines production (TNF, IL-6, IL-12), (iii) and an increase in phagocytosis. We showed that this mechanism was dependant on early IL-10 production and STAT3 signaling. Moreover, we have showed that certolizumab, an anti-TNF agent, induced an anti-inflammatory response, implicating the transcription factor NRF2 (nuclear factor erythroid-2- related factor 2), a central regulator of the response to oxidative stress. We observed that CD16 expression on non-activated macrophages was negatively correlated with RA activity. This work contributes to demonstrate the relevance of macrophage targeting in RA, and enabled us to identify theranostic targets for RA treatment with anti-TNF bDMARDs.

Candida lusitaniae est une levure pathogène opportuniste émergente, responsable d’infections sévères chez les sujets immunodéprimés, et constitue un important modèle d’étude fonctionnelle de gènes par génétique inverse. Cette levure est souvent associée à des résistances aux antifongiques, d’où la nécessité de mieux comprendre l’interaction entre l’hôte et le pathogène, afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Les molécules signal sont décrites comme modulatrices de cette interaction. Au cours de ce travail, nous avons créé un mutant dpp3Δ, inactivé pour une pyrophosphate phosphatase, chez C. lusitaniae. La mutation a pour conséquence de modifier le taux secrété de PEA/tyrosol, des alcools aromatiques récemment décrits comme molécules signal chez les espèces Candida. Les levures du mutant dpp3Δ présentent aussi un défaut de pseudo-filamentation et de reproduction sexuée. Comparé à la souche sauvage, le mutant dpp3Δ module différemment la réponse macrophagique, notamment la production de NO et ROS, ainsi que la sécrétion de TNF-α et d’IL-10. Curieusement, la sécrétion d’IL-10 est modulée par les levures même sans contact physique avec les macrophages. Par ailleurs, nous avons observé des effets du traitement des levures par le PEA ou le tyrosol sur la modification des réponses immunes macrophagiques. Enfin, nous avons montré que le gène DPP3 chez C. lusitaniae était un facteur de virulence essentiel dans des modèles murins d’infection, et qu’il augmentait le taux de TNF-α secrété et la colonisation des cerveaux. / C. lusitaniae, an emerging Candida species often associated with antifungal resistance, is an important model to study gene function by reverse genetics. Understanding the host-pathogen interaction helps identifying new virulence factors and potentially new antifungal targets. Signaling molecules are often reported as modulators of this interaction. Here we created a dpp3Δ knocked-out mutant, lacking a pyrophosphate phosphatase, in C. lusitaniae. This mutation modified the ratio of secreted PEA/tyrosol, two newly reported signaling molecules in Candida species. Colony morphology of yeast cells was also altered as yeasts had a defect in pseudo-filamentation, and mating capacity was severely reduced. Compared to the wild-type strain, the dpp3Δ knocked-out mutant differently affected NO and ROS production by macrophages as well as TNF-α and IL-10 secretion. Interestingly IL-10 secretion was found to be modulated by C. lusitaniae without the need of a physical contact with the phagocytes. Moreover we elucidated the effects of PEA and tyrosol on yeast cells leading to modulations in macrophage immune responses. At last, the DPP3 gene was found to be an essential pathogenicity factor in mice models, leading to an increase of TNF-α secretion and brain colonization.

Introduction: Myocardial infarction (MI) remains the leading cause of morbidity and mortality worldwide. Induced by cardiomyocyte death, MI initiates a prolonged and uncontrolled inflammatory response which impairs the healing process. Immune cells, such as macrophages, play a central role in organizing the early post-MI inflammatory response and the subsequent repair phase. Two activation states of macrophages have been identified with distinct and complementary functions (inflammatory vs. reparatory). This bimodal pattern of macrophage activation is an attractive therapeutic target to favorably resolve post-MI inflammation and enhance recovery. It has been demonstrated that azithromycin (AZM), a commonly used antibiotic with immunomodulatory effects, polarizes macrophages towards the reparatory phenotype. AZM has an excellent safety profile and has been approved for human use. We hypothesize that AZM reduces inflammation and improves heart function in MI. Methods and results: In our initial studies, we demonstrated that oral free AZM (160 mg/kg daily for 7 days), initiated 3 days prior to MI, enhances post-MI cardiac recovery as a result of shifting macrophages to the reparatory state. We observed a significant reduction in mortality with AZM therapy. AZM-treated mice showed a significant decrease in pro-inflammatory and an increase in reparative macrophages, decreasing the pro-inflammatory/reparative macrophage ratio. Macrophage changes were associated with a significant decline in pro- and an increase in anti-inflammatory cytokines. Additionally, AZM treatment was correlated with a distinct decrease in neutrophil count due to apoptosis, a known signal for shifting macrophages towards the reparative phenotype. Finally, AZM treatment improved cardiac recovery, scar size, and angiogenesis. We designed this proof of concept study using pre-MI AZM therapy to achieve steady state levels prior to injury. Therefore, in our follow-up studies we targeted inflammatory macrophages using a non-Pegylated liposomal formulation of AZM (Lazm) which has been shown in multiple studies to promote drug efficacy and minimize off-target effects. To test the hypothesis that Lazm is more effective and safer than free AZM, low doses of free/liposomal AZM (10 or 40 mg/kg, administered intravenously) were initiated immediately after MI. We observed that Lazm induces early resolution of the post-MI inflammatory response as evidenced by switching of the activation state of monocytes/macrophages towards the reparatory phenotype. Neutrophils were substantially decreased, particularly pro-inflammatory neutrophils. Cytokine profiles were also shifted to the anti-inflammatory status with Lazm therapy. Taken together, AZM treatment resulted in a significant shift in macrophage activation towards the reparatory state. The shift in inflammatory state was accompanied by a decrease in apoptosis and infarct size in the injured heart, as well as enhanced angiogenesis and LV functional recovery in our long-term studies. In addition, Lazm was protective against off-target effects of AZM on the heart. Conclusion: This is the first evidence of a novel and clinically-relevant therapeutic strategy to modulate post-MI inflammation. We found that AZM reduces cardiac inflammation and improves adverse cardiac remodeling after infarction via promoting a shift of macrophage activation state. The overarching significance of this work is the modulation of sterile inflammation, which can be a viable therapeutic target in many conditions including stroke and heart attack. Additionally, this is the first study to demonstrate the immune modulation properties of liposomal AZM, which has wide potential therapeutic applications beyond the cardiovascular field. Importantly, liposomal formulation of AZM is protective from its cardiac off-target effects. Our findings strongly support clinical trials using AZM as a novel and clinically relevant therapeutic target to improve cardiac recovery and reduce heart failure post-MI in humans.

The cytokines GM-CSF, IL-3 and IL-5 are central regulators of haemopoietic cell functions and are pivotal in the regulation of haemopoiesis and inflammatory responses of myeloid cells. In particular, these cytokines have been shown to perform essential functions in host defence against foreign pathogens through their ability to regulate innate immune responses in myeloid cells. As key regulators of such important processes, these cytokines play an important role in human inflammatory pathologies such as rheumatoid arthritis, asthma, multiple sclerosis and psoriasis as well as a number of leukemias such as JML and CMML. GM-CSF, IL-3 and IL-5 signal through receptors containing α subunits specific to each cytokine and a common β subunit (βc). Cytokine stimulation leads to tyrosine phosphorylation of the βc and promotes specific responses such as proliferation, survival and activation of haemopoietic cells. Mouse knockout studies identified a key function of these cytokines in the activation of effector functions of myeloid cells, including production of reactive oxygen species (ROS) and phagocytosis. These earlier studies provide a link between cytokine signalling and inflammation, but the molecular mechanisms by which βc activation regulates effector cell functions, and the receptor motifs involved, are unknown. The aim of this thesis was to address two broad questions with regard to βc signalling: (1) Does βc regulate specific cellular responses by phosphotyrosine-independent mechanisms? (2) What are the molecular mechanisms by which βc initiates signalling to promote specific biological responses such as activation of effector cell functions? To address the first question, we have focussed on Serine 585, a potential 14-3-3 binding site which lies in the cytoplasmic potion of huβc. Out results show that the mutation huβc S585G disrupted the interaction of 14-3-3ζ with βc, whilst not affecting receptor tyrosine phosphorylation. Both mouse and human βc were shown to interact with 14-3-3 proteins, indicating that this interaction is conserved between these species. Significantly, a huβc S585G mutant was unable to promote haemopoietic cell survival in response to IL-3. These results identify a new mechanism by which cytokine receptors are able to couple to downstream signalling pathways that regulate cell survival. An approach was developed and optimised to analyse specific GM-CSF-mediated responses in monocytes/macrophages expressing wildtype or mutant huβc, (including huβc S585G that was defective in regulating survival). Bone marrow-derived muβc -/-;muβIL-3 -/- monocytes/macrophages were retrovirally transduced with constructs expressing wildtype or mutant huβc, along with huGMRα, then purified by FACS. Two assays were established to measure effector functions in the transduced monocyte/macrophages; (1) a flow cytometry assay for ROS production, and (2) an assay for phagocytosis. The capacity for GM-CSF to prime (i.e. enhance effector functions) ROS production and phagocytosis was investigated in huGMRα-transduced monocytes/macrophages. Our results have identified two key residues in the cytoplasmic domain of βc subunit: Tyrosine 577 (required for huβc interaction with the adaptor protein Shc) and serine 585 (required for 14-3-3 association), that are essential for the ability of GM-CSF to regulate key effector functions in monocytes/macrophages. These novel findings are significant in that they establish a molecular link between the GM-CSF/IL-3/IL-5 receptor and the regulation of both haemopoietic cell survival and inflammatory responses, and therefore have important implications in our understanding of inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis and asthma. / http://proxy.library.adelaide.edu.au/login?url= http://library.adelaide.edu.au/cgi-bin/Pwebrecon.cgi?BBID=1317007 / Thesis (Ph.D.) -- University of Adelaide, School of Medicine, 2008

La phagocytose est un processus par lequel des cellules spécialisées du système immunitaire comme les macrophages ingèrent des microorganismes envahisseurs afin de les détruire. Les microbes phagocytés se retrouvent dans un compartiment intracellulaire nommé le phagosome, qui acquiert graduellement de nombreuses molécules lui permettant de se transformer en phagolysosome possédant la capacité de tuer et dégrader son contenu. L’utilisation de la protéomique a permis de mettre en évidence la présence de microdomaines (aussi nommés radeaux lipidiques ou radeaux membranaires) sur les phagosomes des macrophages. Notre équipe a démontré que ces radeaux exercent des fonctions cruciales au niveau de la membrane du phagosome. D’abord nous avons observé que la survie du parasite intracellulaire L. donovani est possible dans un phagosome dépourvu de radeaux lipidiques. Parallèlement nous avons constaté qu’un mutant de L. donovani n’exprimant pas de LPG à sa surface(LPG-) est rapidement tué dans un phagosome arborant des radeaux membranaires. Pour comprendre le mécanisme de perturbation des microdomaines du phagosome par la molécule LPG, nous avons provoqué la phagocytose de mutants LPG- du parasite et comparé par microscopie les différences avec le parasite de type sauvage. Nous avons ainsi démontré que le LPG de L. donovani est nécessaire et suffisant au parasite pour empêcher la maturation normale du phagosome. Nous avons également découvert que la molécule LPG permet d’empêcher la formation des radeaux lipidiques sur le phagosome et peut aussi désorganiser les radeaux lipidiques préexistants. Enfin, nous avons montré que l’action de LPG est proportionnelle au nombre d’unités répétitives de sucres (Gal(β1,4)-Manα1-PO4) qui composent cette molécule. Nos travaux ont démontré pour la première fois le rôle important de ces sous-domaines membranaires dans la maturation du phagosome. De plus, nos conclusions seront des pistes à suivre au cours des études cliniques ayant pour but d’enrayer la leishmaniose. Le second objectif de ce travail consistait à effectuer la caractérisation des radeaux lipidiques par une analyse protéomique et lipidomique à l’aide de la spectrométrie de masse. Nous avons ainsi entrepris l’identification systématique des protéines présentes dans les radeaux membranaires des phagosomes et ce, à trois moments clés de leurmaturation. Le traitement des phagosomes purifiés avec un détergent nous a permis d’isoler les «Detergent Resistent Membranes» (DRMs) des phagosomes, qui sont l’équivalent biochimique des radeaux membranaires. Nous avons ainsi établi une liste de 921 protéines associées au phagosome, dont 352 sont présentes dans les DRMs. Les protéines du phagosome sont partagées presque également entre trois tendances cinétiques (augmentation, diminution et présence transitoire). Cependant, une analyse plus spécifique des protéines des DRMs démontre qu’une majorité d’entre elles augmentent en fonction de la maturation. Cette observation ainsi que certains de nos résultats montrent que les radeaux lipidiques des phagosomes précoces sont soit très peu nombreux, soit pauvres en protéines, et qu’ils sont recrutés au cours de la maturation du phagosome. Nous avons aussi analysé les phospholipides du phagosome et constaté que la proportion entre chaque classe varie lors de la maturation. De plus, en regardant spécifiquement les différentes espèces de phospholipides nous avons constaté que ce ne sont pas uniquement les espèces majoritaires de la cellule qui dominent la composition de la membrane du phagosome. L’ensemble de nos résultats a permis de mettre en évidence plusieurs fonctions potentielles des radeaux lipidiques, lesquelles sont essentielles à la biogenèse des phagolysosomes (signalisation, fusion membranaire, action microbicide, transport transmembranaire, remodelage de l’actine). De plus, la cinétique d’acquisition des protéines de radeaux lipidiques indique que ceux-ci exerceraient leurs fonctions principalement au niveau des phagosomes ayant atteint un certain niveau de maturation. L’augmentation du nombre de protéines des radeaux membranaires qui s’effectue durant la maturation du phagosome s’accompagne d’une modulation des phospholipides, ce qui laisse penser que les radeaux membranaires se forment graduellement sur le phagosome et que ce ne sont pas seulement les protéines qui sont importées. / Macrophages are specialized cells of the immune system which mediate destruction and killing of invading micro-organisms. They do so by engulfing them by a process called phagocytosis. Microbes are then captured in an intracellular compartment, the phagosome, which gradually acquire molecules able to attack and degrade its cargo. Use of proteomics let us demonstrate the presence of flotillin-1 enriched microdomains (also called lipid rafts or membrane rafts) on the phagosomes. Our team demonstrated the crucial importance of these rafts in the phagocytosis process. Indeed, survival of L. donovani correlates with its presence in a ‘raftless’ phagosome while a mutated L. donovani without LPG is rapidly killed in a phagosome containing lipid rafts. To understand the membrane raft destabilisation mechanism mediated the LPG molecule, we induced phagocytosis of parasites devoid of LPG (LPG-) and compared it to the wild type parasite by microscopy. We first demonstrated that LPG alone is necessary to prevent normal maturation of the phagosome. Additionally, we discovered that the LPG molecule not only inhibits lipid rafts formation on the phagosome but also disorganise pre-existing lipid rafts. This effect of LPG is proportional to the number of repetitive sugar units (Gal( 1,4)-Man 1-PO4) which compose this molecule. Our work demonstrated for the first time an important role of the membrane rafts in the phagosome maturation. Moreover, our conclusions will give new interesting leads for clinical studies on leishmaniosis. The second goal of this work was to characterise them with proteomics and lipidomics tools. To do this, we undertook the systematic identification of proteins present on both subdomains of the phagosome (lipid rafts versus the rest of the phagosomal membrane). To achieve this, we purified phagosomes, from which we isolated lipid rafts by floating Triton X-100 insoluble membranes (DRMs for Detergent Insoluble Membranes). After that, we identified proteins by mass spectrometry.

Macrófagos (Mf) produzem PAF e PAF-R e eliminam partículas alteradas via CD36. Uptake de oxLDL requer associação CD36/PAF-R. Avaliamos isto na eferocitose. Bloqueio do PAF-R e de lipid rafts (LR) inibiu eferocitose. Esta induziu associação PAF-R/CD36 e destes com flotilina-1 (marca LR). Eferocitose induziu IL-10 e IL-12p40. Bloqueio do PAF-R inibiu mais IL-10 e inibição da COX-2 teve efeito similar, sugerindo que eferocitose depende da interação PAF-R/CD36 em LR e que isto induz prostanoides e perfil regulador. Mf adquirirem diferentes fenótipos. Estudamos a participação do PAF-R. Bloqueio do PAF-R antes dos estímulos (IFN-g/LPS, IL-4 ou IgG-SRBC/LPS) inibiu marcadores MCP-1, TNF-a, iNOS, receptor manose, arginase-1 e IL-10, mas não IL-12p40, sugerindo que PAF-R modula fenótipo de Mf. PAF e PAF-like são gerados por estressores oxidativos. Ativação do PAF-R induz imunossupressão sistêmica (IS). Mostramos que terapia fotodinâmica (PDT) in vitro gerou ligantes do PAF-R e in vivo inibiu reação de CHS em WT, mas não em PAF-R KO, sugerindo que PDT induz IS via PAF-R. / Macrophages (Mp) produce PAF and PAF-R and scavenge altered particles via CD36. oxLDL uptake requires association CD36/PAF-R. We analyzed that on efferocytosis. PAF-R and lipid rafts (LR) blockage inhibited efferocytosis. Efferocytosis induced association CD36/PAF-R and both with LR marker protein, and induced IL-10 and IL-12p40. PAF-R and COX-2 blockage inhibited more IL-10, suggesting that efferocytosis depends on PAF-R/CD36 interaction in LR and that this induces prostanoids and regulatory profile. Mp acquire different phenotypes. PAF-R participation in that was analyzed. PAF-R blockage before stimuli (IFN-g/LPS, IL-4 or IgG-SRBC/LPS) inhibited markers MCP-1, TNF-a, iNOS, mannose receptor, arginase-1 and IL-10, but not IL-12p40, suggesting that PAF-R modulates Mp phenotype. PAF and PAF-like are generated by oxidative stressors. PAF-R activation induces systemic immunosuppression (SI). We showed that photodynamic therapy (PDT) in vitro generated PAF-R ligands and in vivo inhibited CHS reaction in WT, but not PAF-R KO, suggesting that PDT induces SI via PAF-R.

Legionella pneumophila, l’agent responsable de la légionellose est transmissible à l’Homme par les aérosols environnementaux et infecte les macrophages pulmonaires. Après l’exposition à différents stress L. pneumophila est capable de d’entrer dans un état Viable Non Cultivable (VBNC) qui semble être une stratégie de survie. L’objectif de nos travaux était d’étudier l’état VBNC de différentes souches de L. pneumophila après des traitements thermique et chimique et d’évaluer le pouvoir infectieux des formes VBNC envers les macrophages et les cellules épithéliales alvéolaires. Nous avons étudié les profils physiologiques de L. pneumophila de trois souches différentes. Les résultats montrent que pour chaque souche 3 populations peuvent être identifiées, les légionelles viables cultivables, les VBNC et les bactéries mortes. Lorsque soumises aux stress, chaque souche possède un profil physiologique propre et la présence ou non de bactéries VBNC était dépendante du traitement appliqué et de la souche utilisée. La deuxième partie fut relative à l’étude des traitements thermiques de 70°C pendant 30 min et des chocs au dioxyde de chlore de 4, 6 et 7 mg/L pendant 60 min à température ambiante sur ces VBNC. Aucune légionelle VBNC n’est capable de se développer au sein des cellules et aucune croissance sur milieu BCYE n’a été observée après co-culture. La suite de notre étude a été d’étudier le comportement, envers les macrophages, de L. pneumophila revivifiées après culture sur amibes. Les résultats montrent que les légionelles VBNC induites par choc thermique et revivifiées par co-culture sur Acanthamoeba polyphaga sont capables d’infecter de nouveau les macrophages. En conclusion, ces résultats suggèrent que: (i) les formes VBNC de L. pneumophila ne sont pas spontanément infectieuses pour les macrophages et les cellules épithéliales alvéolaires in vitro et (ii) elles peuvent devenir pathogènes pour les cellules humaines après revivification préalable sur A. polyphaga / Legionella pneumophila, the causative agent of legionellosis is transmitted to human through aerosols from environmental sources and invades lung’s macrophages. It also can replicate within various protozoan species in environmental reservoirs. Following exposures to various stresses, L. pneumophila enters a Viable Non Cultivable state (VBNC) which is likely to be a survival strategy. The objective of our work was to study the VBNC forms of several strains of L. pneumophila serogroup 1 obtained after thermal and chemical treatments and to evaluate the infectivity of these VBNC forms against macrophages and alveolar epithelial cells. First we studied the physiological patterns of the three different strains (Philadelphia GFP 008, 044 clinical and environmental RNN). For all strains we observed the presence of VBNC bacteria in the native (non stressed) state. The results show that for each strain, three populations of Legionella can be identified: viable and culturable, VBNC and dead cells. Once submitted to the various stresses, we observed that each strain had its own physiological pattern and the presence (or not) of VBNC bacteria was dependent on the applied treatment and the strain used. The second part was related to the study of the pathogenicity of these VBNC forms against macrophages or epithelial cells. The study focused on heat shock treatment at 70°C for 30 min and chlorine dioxide treatment at 4, 6 and 7 mg/L for 60 min at room temperature. The results show that no Legionella VBNC forms were able to grow within the cells and no growth on BCYE medium was observed after co-culture. Then we investigated the behavior of L. pneumophila resuscitated after culture on ameba within macrophages. The results shows that Legionella VBNC induced by heat shock treatment and resuscitated by Acanthamoeba polyphaga co-culture are able to infect macrophages. In conclusion, these results suggest that: (i) the VBNC forms of L. pneumophila are not infectious for macrophages and alveolar epithelial cells in vitro and; (ii) they can be pathogenic for human cells after revivification by an amoeba (A. polyphaga)