L'acide lysophosphatidique (LPA) est un lipide bioactif qui est formé dans le sang par l'autotaxine. Le LPA est un médiateur important du système vasculaire, notamment par sa modulation de l'immunité et de l'inflammation. Plusieurs espèces moléculaires de LPA existent en fonction de leur acide gras. Les espèces moléculaires de LPA ont des affinités différentes pour les récepteurs aux LPA. Il en résulte que les espèces moléculaires de LPA peuvent avoir des effets différents, même si elles ciblent une même cellule. Parmi ses nombreux effets, le LPA induit l'activation des plaquettes et est le seul activateur endogène connu des globules rouges (GR). L'activation des plaquettes et des GR induit la libération de vésicules extracellulaires (EV). Les EV de plaquettes (PEV) et les EV de GR (REV) ont des effets pro-inflammatoires et sont des acteurs importants de la coagulation. Le LPA est connu pour promouvoir la pathophysiologie de la polyarthrite rhumatoïde (PAR), une maladie rhumatismale auto-immune systémique (MRAS). Les patients touchés par les MRAS comme la PAR ou le lupus érythémateux disséminé (LED) présentent une inflammation vasculaire importante et sont plus à même de développer des maladies cardiovasculaires comme l'athérosclérose. Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité chez ces patients. Le LPA et les EV promeuvent tous deux l'inflammation vasculaire et le développement de maladies cardiovasculaires. Ils sont également impliqués dans la coagulation. L'hypothèse à l'origine des travaux de cette thèse est que le LPA via l'activation des GR peut promouvoir l'inflammation vasculaire et participer aux dommages vasculaires associés aux MRAS comme l'athérosclérose et la thrombose. Dans cette thèse, nous avons d'abord étudié l'action des principales espèces moléculaires de LPA trouvées dans le plasma sur les GR. Par des approches de cytométrie en flux à haute sensibilité, nous avons montré que certaines espèces moléculaires de LPA induisent l'exposition de la phosphatidylsérine (PS) par les GR et la libération de REV PS⁻ et PS⁺ similaire à celles trouvées dans le plasma de patients LED. Cependant, d'autres espèces moléculaires de LPA inhibent l'activation des GR. J'ai établi les principales voies de signalisation impliquées dans l'activation et l'inhibition des GR. De plus, nous avons mis en évidence que, même si elle est possible dans le plasma, l'activation des GR par le LPA dépend de son environnement. Notre deuxième focus était centré les potentielles associations entre l'autotaxine et les EV avec le risque de thrombose et le développement de l'athérosclérose chez des patients LED. Nous avons montré que l'autotaxine n'était pas augmentée ni associée avec l'activité de la maladie chez les patients LED. Et bien que les patients LED présentaient des quantités très importantes de PEV et de REV, elles n'étaient pas associées avec l'activité de la maladie. Cependant, les quantités de REV PS⁺ sont associées avec un risque plus élevé de thrombose chez les patients SLE. De plus, le groupe de patients avec des quantités élevées de REV PS⁺ présentait également des concentration d'autotaxine plasmatique plus élevées. Le travail présenté dans cette thèse approfondit la compréhension de l'effet du LPA sur l'activation des GR et leur libération de REV. Il met également en évidence l'implication potentielle du LPA et des REV dans les thromboses associées aux patients MRAS. / The lysophosphatidic acid (LPA) is a bioactive lipid which is formed by autotaxin in blood. LPA is an important mediator in the vascular system mainly through its modulation of immunity and inflammation. Several LPA species exist depending on the fatty acid. LPA species varies in their affinity for the LPA receptors, which means that LPA species may have different effects, even if they target a same cell. Among its numerous biological actions, LPA induces platelet activation and is the only known endogenous activator of red blood cells (RBCs). Both platelet and RBC activation lead to the liberation of extracellular vesicles (EVs). Platelet EVs (PEVs) and RBC EVs (REVs) are the two main populations of EVs found in blood. Both PEVs and REVs have been described as pro-inflammatory mediators and are important actors of the coagulation. LPA is a known promoter of the pathophysiology of rheumatoid arthritis (RA), a systemic autoimmune rheumatic disease (SARD). Patients affected by SARDs such as RA and systemic lupus erythematosus (SLE) present high vascular inflammation and are more prone to develop cardiovascular diseases for instance atherosclerosis. Cardiovascular diseases are the first cause of mortality for these patients. LPA and EVs are two mediators which promotes vascular inflammation and the development of cardiovascular diseases. Also, both are pro-coagulant factors. The hypothesis driving this thesis is that LPA through the activation of RBCs promotes vascular inflammation and participate to the vascular damages associated with MRAS patients such as atherosclerosis and thrombosis. In this thesis, we first focused our interest to study the action of major blood LPA species on RBCs. Through high sensitivity flow cytometry, we found that some LPA species induces the exposition of phosphatidylserine (PS) by RBCs and the liberation of PS⁻ and PS⁺ REVs similar to those found in the plasma of LED patients. However, other species were inhibitors of RBC activation. We have established the main LPA's signaling pathways involved in the activation and inhibition as well that even if it is possible in the plasma, RBC activation by LPA is affected by the environment. Our second focus was on the potential associations of autotaxin and EVs with thrombotic risk and the development of atherosclerosis in SLE patients. We found that autotaxin were not elevated in SLE patients nor associated with the disease activity. Even though, SLE patients presented high quantities of PEVs and REVs, they were not associated with the disease activity. However, we showed that the quantities of PS⁺ REVs were associated with a higher risk of thrombosis in SLE patients. Moreover, the group of patients with high quantities of PS⁺ REVs also presented higher quantities of plasmatic autotaxin. The work presented in this thesis brings a better understanding of LPA impact on RBC activation and REV liberation. It also highlights the potential implication of both LPA and REVs in thrombosis associated with SARD patients.

De nos jours, les maladies auto-immunes concernent une part grandissante de la population mondiale et s’accompagnent d’une comorbidité importante, mais aussi d’un lourd fardeau économique. Parmi ces maladies les plus courantes, on distingue l'arthrite rhumatoïde et le psoriasis affectant respectivement les articulations et la peau et qui ne possèdent toujours pas de traitements curatifs. Dans la pathogenèse de ces maladies, une forte réponse inflammatoire est notamment générée et entretenue, contribuant ainsi à la dégradation des tissus ciblés. De nombreux marqueurs de l’inflammation sont sécrétés dans ces tissus, dont les protéines S100A8 et S100A9 qui sont deux motifs moléculaires associés aux dommages cellulaires. Ces deux protéines sont majoritairement exprimées par les neutrophiles et les cellules myéloïdes activées ainsi que les kératinocytes. Plusieurs études démontrent des propriétés pro-inflammatoires pour S100A8 et S100A9. S100A9 stimule la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires par les neutrophiles et les monocytes. La protéineS100A8 est chimiotactique pour les neutrophiles et les monocytes et sa neutralisation in vivo diminue le recrutement de leucocytes dans l’inflammation aiguë. En revanche, des études suggèrent des fonctions anti inflammatoires pour S100A8. Son expression est notamment induite par l’interleukine 10 et les glucocorticoïdes. De plus, S100A8 est sensible à l’oxydation et sa forme oxydée possède des fonctions anti inflammatoires. Cependant, les fonctions de ces deux protéines dans le développement de l’inflammation associées aux maladies auto-immunes sont peu connues. Nous avons effectué la première caractérisation des souris déficientes pour S100a8 et démontré que la protéine S100A8 contrôle la différenciation des cellules myéloïdes et leur capacité à moduler la réponse inflammatoire. À l’aide du modèle d’arthrite induite par le collagène, nous avons démontré que S100A8 est anti-inflammatoire. Elle diminue l’infiltration de neutrophiles et la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires dans les pattes. Également, nous avons démontré que S100A8 atténue l’activité des ostéoclastes in vitro et invivo. Le traitement avec un anticorps contre la protéine S100A8 nous a permis de démontrer que les fonctions anti-inflammatoires de S100A8 sont principalement extra cellulaires. En comparant les souris déficientes pour S100a8 et S100a9, nous avons étudié le rôle de S100A8 et S100A9 dans le psoriasis induit par l’imiquimod chez la souris. Dans ce modèle, S100A8 et S100A9 amoindrissent l’hyperplasie et l’inflammation de la peau. Ces travaux ont montré que S100A8 contrôle la différenciation et la prolifération des kératinocytes. Aussi, S100A8 et S100A9 contrôlent l’infiltration de neutrophiles dans le derme ainsi que la réponse des lymphocytes T producteurs d’IL-17 dans les ganglions lymphatiques et le derme.Les travaux de cette thèse démontrent que S100A8 est anti-inflammatoire dans l’arthrite et le psoriasis, mais que S100A9 possède des fonctions différentes dans l’inflammation dépendamment du type de réaction inflammatoire. Par ailleurs, nous avons révélé que deux alarmines peuvent étonnamment exercer des fonctions anti-inflammatoires. La compréhension de ces nouveaux rôles de modulation de l’inflammation pourrait contribuer au développement de nouvelles thérapies.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 janvier 2024) / Les inquiétudes liées aux variants du SRAS-CoV-2 et l'efficacité des vaccins actuels ont augmenté dû aux mutations accumulées dans la glycoprotéine Spike, la cible principale des anticorps. Ces mutations peuvent altérer la liaison des anticorps neutralisants, affectant la neutralisation. Les individus atteints de maladies auto-immunes sous immunomodulateurs sont susceptibles d'avoir une réponse immunitaire réduite. Ce projet a donc permis d'évaluer l'impact des traitements sur leurs capacités à générer des anticorps neutralisant le SRAS-CoV-2 et ses variants après vaccination. Des essais de pseudoneutralisation de sérums de sujets vaccinés (2 doses) avec le vaccin mRNA-1273 ont été réalisés avec des lentivirus pseudotypés avec la Spike de Wuhan-1 (souche originale) et des variants Delta et Omicron. L'IC50 de chaque sérum, soit la dilution de sérum causant 50% de neutralisation, a été déterminé puis comparé entre les sujets contrôles et les patients selon le traitement, la maladie, l'âge et le variant. Les résultats indiquent que le rituximab et la prednisone ont négativement affecté la neutralisation après deux doses de vaccin, les réponses étant similaires aux titres avant vaccination (p > 0.05). Relativement aux sujets sains, leur capacité neutralisante est grandement diminuée (p < 0.001). De manière similaire, les petites molécules (e.g. inhibiteur de JAK kinase) et le mycophénolate mofetil ont affecté la neutralisation, mais moins que le rituximab et la prednisone. Les médicaments biologiques (e.g. anti-TNF) et le méthotrexate n'ont pas affecté la réponse neutralisante. L'âge n'a pas eu d'impact sur la neutralisation. Concernant les variants, Delta a montré une neutralisation réduite par rapport à Wuhan-1, tandis qu'Omicron n'a pas été neutralisé. Les mutations acquises dans la Spike d'Omicron permettent donc d'évader la neutralisation après deux doses de vaccin, soulignant l'importance de poursuivre la recherche de vaccins universels afin de pallier les impacts négatifs des immunomodulateurs sur la neutralisation. / Concerns about emerging SARS-CoV-2 variants on the efficacy of current vaccines haveincreased since the emergence of the Omicron variant, as mutations have accumulated in the Spikeglycoprotein, the main target of neutralizing antibodies. These mutations can alter the binding of neutralizing antibodies, affecting neutralization. Individuals with autoimmune diseases onimmunomodulators may have their immune response affected by these treatments. This project therefore assessed whether current vaccines allow the generation of neutralizing antibodies that are capable (or not) of neutralizing the different SARS-CoV-2 variants as effectively in people with autoimmune diseases undergoing treatment. Pseudo-neutralization assays were performed on sera from subjects vaccinated (2 doses) with the mRNA-1273 vaccine using lentiviruses pseudotyped with the Spike of the original Wuhan-1 strain and the Delta and Omicron variants. The IC50 of each serum, i.e. the serum dilution causing 50% neutralization, was determined then compared between control and patient subjects according to treatment, disease, age, and variant. Results indicate that rituximab and prednisone have a negative effect on neutralization after two doses of vaccine, as responses were comparable to pre-vaccination neutralizing titers (p > 0.05). When compared to healthy subjects, the ability to neutralize was reduced (p < 0.001). Similarly, treatment with small molecules (e.g. JAK kinase inhibitor) and mycophenolate mofetil affected neutralization, but to a lesser extent than rituximab and prednisone. Biological drugs (e.g. anti-TNF) and methotrexate did not affect the neutralizing response. Age had no impact on neutralization. In terms of variants, the Delta variant was less neutralized in comparison to Wuhan-1, while the Omicron variant is more resistant to neutralization. Acquired mutations in the Omicron Spike protein thus promote antibody evasion induced after two doses of vaccine, highlighting the importance to continue research into universal vaccines to counteract the negative impact of immunomodulatory treatments on the neutralizing antibody response

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Endocrinologie et maladies métaboliques : Nancy 1 : 2002. / Thèse : 2002NAN11172. Titre provenant de l'écran-titre.

Les maladies auto-immunes (MAI) correspondent à un large ensemble de pathologies cliniquement hétérogènes, affectant le plus souvent des adultes jeunes, de façon volontiers chronique. Du point de vue physiopathologique, ces maladies correspondent à la survenue d’une rupture de tolérance au soi, dont les mécanismes sont complexes et font appel à l’ensemble des acteurs du système immunitaire. Si l’implication des cellules de l’immunité adaptative est largement documentée dans ce contexte, celle des cellules appartenant à l’immunité innée, comme les cellules Natural Killer (NK) est peu étudié. A travers deux exemples de MAI systémiques, le Lupus Systémique (LS) et le Syndrome des Antisynthétases (SAS), l’objet de ce travail est de montrer l’implication des cellules NK au cours des MAI et d’étudier les mécanismes en cause.L’étude phénotypique et fonctionnelle des cellules NK chez des patients présentant une MAI révèle de nombreuses anomalies comparativement aux sujets contrôles. Ces dernières sont plus marquées chez les patients en phase active plutôt qu’en rémission. De plus, l’infiltration des tissus cibles au cours du SAS par les cellules NK d’une part, et l’activation in vitro de ces cellules par les auto-antigènes au cours du LS d’autre part, confirme l’implication des cellules NK au cours de ces deux MAI. Par ailleurs, des interactions des cellules NK avec plusieurs types cellulaires impliqués dans l’immunopathologie de ces maladies semblent conditionner les anomalies observées. Ces dernières sont différentes selon la maladie étudiée : le profil des cellules NK des patients atteints de LS étant plutôt immature et tourné vers la production de cytokines, tandis que celui des patients atteints de SAS correspond à un stade de différentiation terminal mais hypofonctionnel.L’ensemble des résultats suggère que les cellules NK participent à l’immunopathologie des MAI. Leur implication est conditionnée par l’effet de certains stimuli et certaines interactions cellulaires, qui sont de nature différente d’une MAI à l’autre. / Auto-immune diseases (AID) form a broad spectrum of heterogeneous and chronic pathologies, most commonly affecting young adults. The etiopathogenesis of AID corresponds to a breakdown of the immunological tolerance: the result of complex mechanisms, implicating every component of the immune system. While adaptive immune cells has been extensively studied in this context, the role of innate immune cells, including Natural Killer (NK) cells, is much less understood. Using Systemic Lupus Erythematosus (SLE) and Antisynthetase Syndrome (ASS) as model pathologies, the main objective of this work is to demonstrate the involvement of NK cells in AID and to study the relevant mechanisms. Patients with AID showed numerous anomalies in the phenotypical and functional analysis of their NK cells, as compared to healthy controls. These differences are more pronounced in active rather than inactive patients. Moreover, the infiltration of target tissues by NK cells in ASS as well as the activation of these cells by SLE specific auto-antigens confirm the involvement of NK cells in AID. Additionally, interactions of NK cells with different immune cells, known to be involved in AID pathogenesis, seem to be the cause of the observed anomalies. These anomalies differ among both AID: NK cells from patients with SLE are immature and devoted to cytokine production, whereas those from patients with ASS have reached a highly differentiated but hypofunctional stage. Taken as a whole, these data suggest that NK cells are involved in the immuno-pathogenesis of AID. This involvement seems conditioned by the effect of different stimuli and different cellular interactions, which are distinct from one form of AID to another.

Ces travaux de recherche visent à mettre au point par une nouvelle « Approche Chimique Inverse » des antigènes synthétiques pour le diagnostic de maladies auto-immunes; utilisant les autoanticorps spécifiques de ces pathologies en tant que biomarqueurs.L'efficacité de ces peptides modifiés en tant qu'outils pour le diagnostic est évaluée par un screening au moyen de tests immunoenzymatiques (SP-ELISA), de sérums de patients atteints de pathologies auto-immunes sélectionnées.Trois maladies ont été étudiées en particulier.La cirrhose primitive biliaire est une maladie auto-immune cholestatique affectant le foie, caractérisée par une destruction progressive des canaux intra-hépatiques, pouvant mener à une cirrhose. Il existe des autoanticorps antimitochondriaux spécifiques à cette maladie qui reconnaissent un epitope lipoylé de la PDC-E2, protéine impliquée dans le cycle énergétique mitochondrial. La synthèse de sondes moléculaires lipoylées basées sur la PDC-E2(167-186) a été mise au point et optimisée. Les antigènes synthétiques ont ainsi été testés sur des sérums de patients de PBC. Les résultats montrent que: 1) la séquence a une importance pour la reconnaissance des anticorps; 2) la chiralité du dithiolane de la lipoyl-lysine ne semble pas avoir d'influence majeure sur la reconnaissance des autoanticorps; 3) l'absence de lipoylation sur le mime de la protéine native semble donner de meilleurs résultats que l'antigène synthétique lipoylé.Le diabète est une maladie caractérisée par une hyperglycémie provoquée par l'action réduite ou inexistante de l'insuline. L'excès de sucre dans le sang peut provoquer des modifications de diverses natures sur les protéines circulantes (glycation, O-glycosylation, N-glycosylation).La synthèse de sondes moléculaires portant ces structures en tant que modifications post-traductionnelles a été mise au point. Les antigènes synthétiques ont ainsi été testés sur des sérums de patients atteints de diabète. Les résultats montrent que trois des peptides testés permettent de différencier les patients atteints de diabète de type 1 (forme autoimmune) de ceux de type 2 (forme non autoimmune) ainsi que des controles sains.La sclérose en plaques est une maladie impliquant une démyélinisation des fibres nerveuses du système nerveux central. Le système immunitaire détruit les protéines composante cette gaine de myéline. La kynurénine est un des métabolites principaux du Tryptophane, et il a été montré que dans la sclérose en plaques, la voie métabolique du Tryptophane pourrait être déréglée.Ainsi, la synthèse de peptides modifiés portant une kynurénine comme modification post-traductionnelle aberrante a été menée à bien. Les résultats ne montrent pas de détection particulière d'anticorps dirigés contre cette modification dans le cas de la sclérose en plaques. / This research work aims to apply the novel concept of “Chemical Reverse Approach” to the design, the production, and the immunological screening of synthetic antigens able to specifically detect autoantibodies in sera of patients affected by immune-mediated diseases. Such specific autoantibodies are considered disease biomarkers and can be used to develop novel diagnostic/prognostic tools for the aforementioned pathologies.In particular, three diseases have been investigated.Primary Biliary Cirrhosis is an autoimmune cholestatic disease of the liver, characterized by progressive destruction of intrahepatic bile ducts. Specific antimitochondrial autoantibodies directed against a lipoylated epitope of the PDC-E2 protein, are considered relevant for the disease. The PDC-E2 protein is involved in the energetic cycle of mitochondria. Synthesis of lipoylated molecular probes based on PDC-E2(167-186) was carried out and optimized. These new synthetic antigens were tested on PBC patients' sera. The results showed that: 1) the sequence is fundamental for antibody recognition; 2) dithiolane lipoyl-lysine chirality does not seem to have any significant influence on antibody recognition; 3) the unlipoylated analogue of the native protein appears to detect a more relevant antibody titre than the lipoylated one.Diabetes is a disease characterized by hyperglycaemia. This condition is caused by the reduced or inexistent action of insulin. Hyperglycaemia can cause various modifications on circulating proteins (such as glycation, O-glycosylation, N-glycosylation).The synthesis of post-translationally modified peptides containing such structures was carried out. These new synthetic antigenic probes were tested on sera from patients suffering from diabetes. The results showed that three peptides among those tested can differentiate patients with type-1 diabetes (autoimmune form) from those with type-2 (non-autoimmune form) and healthy patients.Multiple sclerosis is a demyelinating disease of the central nervous system. The immune system destroys proteins components of myelin sheath. Kynurenine is a major metabolite of Tryptophan, and it has been shown that in multiple sclerosis, the metabolic pathway of Tryptophan may be deregulated.Thus, the synthesis of modified peptides incorporating a kynurenine as an aberrant post-translational modification was carried out. The results show no specific antibody detection in multiple sclerosis sera.

Les cellules dendritiques (DC), principales cellules présentatrices d’antigène, jouent un rôle crucial dans la régulation de la réponse immunitaire. Leur état d’activation et de maturation conditionne notamment la réponse immunitaire anti-tumorale. Ainsi à un stade immature, les DC sont incapables d’activer la réponse immunitaire. Notre équipe a montré qu’en plus d’être inefficaces, les DC intra-tumorales acquièrent des propriétés immunosuppressives et inhibent l’activation lymphocytaire. A l’inverse, activées et matures, les DC peuvent être utilisées en immunothérapie des cancers. Notre équipe a montré que les DC peuvent dans certaines conditions devenir tumoricides et que ces DC tumoricides combinent une activité cytotoxique contre les cellules tumorales et la capacité d’activation des lymphocytes T spécifiques de la tumeur. Avant d’utiliser ces DC tumoricides en phase clinique, nous avons voulu étudier les interactions de ces cellules avec des cellules immunosuppressives générées par les tumeurs, les lymphocytes T régulateurs (Treg). Notre étude montre que les DC cytotoxiques (KDC), générées à partir du sang de patients atteints de tumeurs, sont capables d’inhiber la génération des lymphocytes T régulateurs, impliqués dans l’immunosuppression induite par les tumeurs. Elles sont également à l’origine de la polarisation des lymphocytes T naïfs en des lymphocytes T helper 1, principaux acteurs de la réponse immunitaire anti-tumorale. Sans parvenir à identifier les molécules impliquées, nous avons établi que l’inhibition de la génération des Treg par les KDC n’implique ni l’IL-6, ni le NO, mais est partiellement dépendante d’un contact cellulaire. La rate joue un rôle central dans les mécanismes de tolérance immunitaire, lors des cancers, mais également lors des maladies auto-immunes (MAI). Une meilleure compréhension de la réponse immunitaire au cours de ces 2 types de pathologies au niveau d’un organe lymphoïde majeur tel que la rate est indispensable pour adapter au mieux les thérapeutiques. Cependant, il n’existe que très peu d’études portant sur les DC spléniques humaines. Nos travaux sur les DC au sein de rates provenant de patients atteints de divers cancers et MAI mettent en évidence une répartition des sous populations de DC qui diffère selon les pathologies. Bien que limité par le nombre d’échantillons humains, nous avons également déterminé le profil d’activation de ces sous populations de DC après stimulation par différents TLR. Etant donné le rôle clé des DC dans l’initiation de la réponse immunitaire spécifique, ces nouvelles connaissances pourraient permettre de cibler certains sous-types de DC afin de les activer ou de les inhiber lors de ces différentes pathologies. Ces observations offrent d’importantes perspectives pour la future utilisation des DC dans les stratégies d'immunothérapie. / Known for years as professional antigen presenting cells (APC), dendritic cells (DC) play a crucial role in immune response regulation. Their state of activation and maturation conditions the antitumor immune response. Thus, at an immature stage, the DC are unable to activate the immune response. Our team demonstrated that besides being ineffective, intra-tumoral DC acquire immunosuppressive properties and inhibit T cell activation. Conversely, activated and mature DC can be used in cancer immunotherapy. Previous reports from our research team deciphered that under certain conditions DC can become tumoricidal. These DC combine a cytotoxic activity against tumor cells and the capacity to activate tumor specific T cells. Prior launching the possibility of the application of such cytotoxic DC (referred as KDC for Killer DC) in clinic, we explored the interactions of these cells with regulatory T cells (Treg), -major immunosuppressive cells promoted by tumor microenvironment. Our study revealed that KDC, generated from the blood of cancer patients, can inhibit Treg generation and deviate naive T cell polarization into T helper 1 cells, key players in the anti-tumor immune response. We have further established that the inhibition of Treg generation by the KDC requires cell to cell contact, though implies neither IL-6 nor NO, but the mechanism still to be deciphered. Spleen, a major lymphoid organ, drives foremost mechanisms in immune tolerance during cancer and autoimmune diseases (AID). A better understanding of the immune response specifications during these 2 types of diseases in the spleen is therefore essential goal for therapeutic developments. Nevertheless, there is negligible volume of studies on human splenic immune cells, in particular DC. Our research on splenic DC, derived from patients with various cancers and AID, display distinct DC subset distribution respective to the disease. Although limited by the availability of human splenic samples, we also determined the activation profile of DC subsets after stimulation by different TLR ligands. Given the key role of DC in initiating specific immune response, this novel findings could be implemented to target certain DC subset activation or inhibition in these pathologies. These investigations provide important knowledge for more refine exploitation of DC in immunotherapeutic strategies as treatment tools or as targets.

Les maladies inflammatoires et auto-immunes sont parmi les maladies les plus morbides et mortelles puisqu’elles sont responsables de plus de 60% des décès mondialement. La plupart des médicaments traitant ces pathologies sont peu efficaces et/ou sont responsables d’un grand nombre d’effets secondaires. Ce projet de recherche comporte deux objectifs principaux, soient la synthèse de nouveaux dérivés d’urées aromatiques substituées (UAS) ainsi que de leurs bioisostères, et l’évaluation du potentiel anti-inflammatoire de ces derniers afin d’identifier ceux qui sont efficaces contre certains mécanismes responsables des processus inflammatoires. Notre hypothèse est que des modifications structurales apportées à ces urées permettra d’augmenter leur potentiel anti-inflammatoire dans des modèles in vitro et in vivo. La synthèse d’une chimiothèque renfermant des structures entièrement nouvelles et diversifiées a été développée. Les molécules ont été synthétisées, purifiées par chromatographie liquide et caractérisées par RMN 1H, 13C, point de fusion et par HPLC-MS. Par la suite, des essais biofonctionnels ont été réalisés sur différentes lignées cellulaires primaires et cancéreuses. La majorité de nos composés n’ont pas d’effet marqué sur la prolifération cellulaire et n’influencent pas la progression du cycle cellulaire, ce qui témoigne de leur innocuité potentielle. Le potentiel antiinflammatoire des molécules a ensuite été évalué sur des kératinocytes humains, où nous avons déterminé leur capacité à inhiber la production d’interleukine 6 (IL6), une cytokine étroitement liée à l’inflammation. Certains de nos composés inhibent à plus de 80% la production d’IL-6. Le mécanisme anti-inflammatoire que pourrait avoir nos composés a ensuite été étudié et une cible thérapeutique potentielle a ensuite été déterminée et évaluée. En plus d’UASs montrant une forte inhibition de l’expression d’IL-6 certaines inhibent l’activité de l’époxyde hydrolase soluble (sEH)à plus de 80% à 250 nM. Ce projet de maîtrise a également permis le développement de méthodes de Ce projet de maîtrise a également permis le développement de méthodes de synthèse des UASs et de leurs bioisostères à la fois simples, rapides et efficaces. Ces molécules montrent une activité anti-inflammatoire indiscutable dont les relations structure-activité et le mécanisme d’action anti-inflammatoire ont été étudiés. / Inflammatory and autoimmune diseases are among the most morbid and deadly treats to human health. The aims of our project are to synthesize, characterize and screen a chemolibrary of new aromatic substituted ureas (UASs) as well as some of their bioisosteres to identify “hit compounds” that are effective against inflammatory processes. Our hypothesis is that structural modifications of these ureas will improve their anti-inflammatory potential both in vitro and in vivo. The synthesis of a chemolibrary containing entirely new and diversified structures has been developed. The molecules have been synthesized, purified by flash chromatography and fully characterized by 1H, 13C NMR and HPLC-MS. Subsequently, their antiproliferative activity was examined on various normal and cancer cell lines. The anti-inflammatory potential of these molecules was evaluated by investigating their potential to inhibit IL-6 production using an ELISA assay. More than a hundred urea derivatives have been synthesized, the latter proposing completely new and diversified structures. Some of our compounds inhibit by more than 80% of IL-6 production in human keratinocytes. The majority of these compounds showed no marked antiproliferative effects on the cell lines tested so far, suggesting their potential innocuity. Moreover, all the synthesized compounds do not impact the cell-cycle progression. Structural analyzes predicted that the new compounds could inhibit an enzyme involved in inflammation namely the soluble epoxide hydrolase (sEH). Several UASs reduce sEH) activity by displaying more than 80% inhibition at the nanomolar level. Moreover, UAS-1025 has an IC50 of 3.6± 0.7 nM on the human sEH and UAS-1008 an IC50 of 6.9± 0.7 nM on the murine sEH. This research has led to the development of simple, fast and efficient synthetic methods to produce potent anti-inflammatory UASs and their bioisosteres. Several VI of these molecules exhibit significant anti-inflammatory and anti-psoriatic activities whose structure-activity relationships and mechanism of action are currently under study. / Texte principalement en français, comprend quelques extraits en anglais

L'action ubiquitaire de l'interféron de type I (IFN- alpha/beta , ici IFN) dans la physiologie et la pathologie est aujourd'hui certaine. Une réponse dérégulée à l'IFN peut entraîner des interféronopathies ou des maladies auto-immunes. Dans mon travail de thèse j'ai étudié trois éléments de la voie de signalisation de l'IFN afin de comprendre comment une dérégulation peut se produire. TYK2 est une tyrosine kinase de la famille Janus impliquée dans la signalisation de cytokines immunorégulatrices (IFN de type I, IL-10, IL-12, IL-23). Selon le récepteur, TYK2 est co-activé avec JAK1 ou JAK2. L'interaction moléculaire entre les deux kinases juxtaposées est peu connue. J'ai caractérisé deux variants de TYK2 associés à des maladies auto-immunes, TYK2 I684S et TYK2 P1104A. J'ai démontré que ces deux variants ont un défaut catalytique, mais soutiennent la réponse à l'IFN. Mes résultats suggèrent un modèle d'activation réciproque des deux kinases. Par des études de signalisation dans les cellules EBV-B j'ai montré que l'homozygotie TYK2 P1104A a un impact différent selon la cytokine étudiée. L'analyse de deux autres polymorphismes de TYK2 associés à des maladies auto-immunes (rs12720270, rs2304256) a montré un impact sur la rétention de l'Exon 8, ce qui augmente l'expression de TYK2. J'ai aussi contribué à la dissection du mécanisme moléculaire contrôlant la réponse à l'IFN dans les cellules de patients déficients pour USP18 ou ISG15 et souffrant d'interféronopathies. Ces travaux ont démontré le rôle essentiel d'USP18 pour restreindre la réponse à l'IFN et ont mis en évidence ISG15 comme un nouvel inhibiteur de l'IFN chez l'humain mais pas chez la souris. / Today, the pervasive action of type I IFN (IFN-alpha/beta, here IFN) in human physiology and pathology has become evident. Dysregulated IFN response can lead to interferonopathies and auto-immune diseases (AID). My thesis work has focused on the study of three elements of the IFN response pathway, aiming to understand how dysregulation occurs. TYK2 belongs to the Janus tyrosine kinase family and is involved in signaling of several immunoregulatory cytokines, such as type I IFN, IL-10, IL-12 and IL-23. Depending on the receptor complex, TYK2 is co-activated with either JAK1 or JAK2. A detailed molecular characterization of the interplay between the two juxtaposed enzymes is missing. In my study, I characterized two rare AID-associated human variants TYK2 I684S and TYK2 P1104A. I found that both variants are catalytically impaired but rescue signaling in response to IFN in fibroblasts. My results support a model of reciprocal activation of Janus kinases. Through signaling studies I showed that TYK2 P1104A homozygosity has a cytokine-specific impact in EBV-B cells. My studies of two other AID-associated TYK2 SNPs (rs12720270 and rs2304256) suggest that they promote Exon 8 retention and increase TYK2 expression. In the second part of my thesis work, I contributed to dissecting the molecular mechanism that tunes down IFN response in cells from rare USP18- and ISG15-deficient patients that suffered of interferonopathies. This work substantiated the essential role of USP18 in downregulating the IFN response and highlighted ISG15 as a novel IFN inhibitor in humans, but not in mice.

Lors d’uvéite non infectieuse (UNI), des événements environnementaux vont provoquer une rupture de la tolérance immune périphérique et une activation des cellules résidentes oculaires. Plusieurs données attestent de l’importance du rôle joué par les signaux de danger lors de ces deux phases clefs d’activation pathologique. Si une place capitale a été donnée aux signaux de danger exogènes, notamment microbiens, l’importance des signaux de danger endogènes commence à émerger. A ce titre, les nucléotides constituent une famille importante de signaux de danger endogènes puisque en situation pathologique, ils vont être libérés de façon massive dans l’espace extracellulaire où ils peuvent avoir de nombreux effets en activant des récepteurs P2X et P2Y. Le but de ce travail est d’investiguer si les récepteurs P2Y2 jouent un rôle de récepteurs de danger lors d’UAI. Pour ce faire, nous avons d’abord étudié in vitro l’effet des nucléotides extracellulaires sur la production d’IL-8 (cytokine connue pour son rôle chimiotactique lors d’UNI) par des cellules de l’EPR. Nous avons pu montrer que les nucléotides ATPγS, UTP et UDP, stimulent la sécrétion d’IL-8 tant basale qu’induite par le TNFα en activant la voie intracellulaire d’ERK1/2 via l’activation des récepteurs P2Y2 et P2Y6. Ensuite, in vivo, nous avons comparé le développement d’uvéites autoimmunes expérimentales entre des souris génétiquement déficientes pour le récepteur P2Y2 (P2Y2-/-) et des souris sauvages (P2Y2+/+) et avons pu montrer que le groupe P2Y2-/- était moins affecté par la maladie que le groupe sauvage contrôle. De même, après transfert adoptif de lymphocytes T autoréactifs semi-purifiés, les souris P2Y2-/- étaient moins malades que les souris P2Y2+/+ et le transfert adoptif de lymphocytes T autoréactifs semi purifiés de souris P2Y2-/- induisait moins de maladie que le transfert adoptif de cellules contrôles. En accord avec ces dernières données, nous avons mis en évidence que les LT autoréactifs semi-purifiés issus des souris P2Y2-/- immunisées proliféraient moins et sécrétaient moins de cytokines proinflammatoires que ceux issus des souris P2Y2+/+. Une série de co-cultures nous a permis de démontrer que ce déficit de prolifération provenait d’un défaut au niveau des CPA des souris P2Y2-/-. En conclusion, notre travail de thèse a mis en évidence que la stimulation des récepteurs P2Y augmente l’activation de l’EPR et des lymphocytes T autoréactifs, favorisant ainsi le développement d’UNI. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished