Paracoccidioides brasiliensis é um fungo dimórfico patogênico agente etiológico da paracoccidioidomicose (PCM), uma micose endêmica no Brasil. A busca por alternativas para reduzir o tempo de tratamento da PCM levou ao desenvolvimento de uma vacina de DNA contendo a sequência do peptídeo P10 de P. brasiliensis. Neste trabalho, avaliamos a geração de células T de memória e células T reguladoras em camundongos imunizados com esta vacina de DNA antes e após o desafio com o fungo, através da análise de seus esplenócitos e linfócitos pulmonares por citometria de fluxo. Os resultados mostram um aumento no percentual de células T reguladoras e de memória no baço e pulmões dos animais imunizados antes e depois de 30, 60 e 120 dias do desafio em comparação com os grupos controle e não imunizado. Outro experimento revelou que o modelo experimental da PCM in vivo é capaz de induzir a expressão de ROR&#947t. Este estudo mostra que nossa vacina de DNA contra a PCM gera células com fenótipo de reguladoras e de memória, caracterizando seu potencial para o tratamento desta micose. / Paracoccidioides brasiliensis is a dimorphic fungal pathogen that is the etiological agent of paracoccidioidomycosis (PCM), a mycosis endemic in Brazil. The search for new alternatives to reduce the duration of PCM treatment led to the development of a DNA vaccine encoding the peptide P10 of P. brasiliensis. Presently, we evaluated the generation of memory and regulatory T cells in mice immunized with this DNA vaccine, before and after the challenge with the fungus by analizing their splenocytes and pulmonary lymphocytes by flow cytometry. The results show an increase in the percentage of regulatory and memory T cells on spleens and lungs of immunized mice before and after 30, 60 and 120 days of challenge compared with the control and untreated groups. Another experiment revealed that the PCM in vivo infection model is capable of inducing ROR&#947t expression. This study demonstrates that our DNA vaccine against PCM generates cells with a regulatory and memory phenotype, which shows its potencial in the treatment of this mycosis.

La toxine pertussique (PTX) est une exotoxine produite uniquement par Bordetella pertussis, un pathogène de la coqueluche. Les effets de la toxine au cours d'une infection bactérienne sont bien connus, et sont pour la plupart liés à son activité ADP-ribosyltransférase qui cible les GPCRs. Or, la PTX est un antigène majeur permettant d’établir une réponse immunitaire contre B. pertussis ce qui en fait donc un composant principal de tous les vaccins anti-coqueluche actuels. De nombreux travaux sur la PTX concernent ses mécanismes moléculaires et son rôle durant la phase d'infection. Mais, il y a un manque d'information sur le rôle immunogène de la PTX.En utilisant un modèle d'infection intranasale par B. pertussis, nous avons constaté que la génération de lymphocytes T CD4 mémoires résidant (Trm) dans les poumons dépendait de l'exposition à la PTX. La toxine pertussique est couramment utilisée pour inhiber la réponse aux chimiokines, dans l'étude de la migration des cellules T. Etant donné que la plupart des récepteurs aux chimiokines sont des GPCRs, la mobilité de nombreuses cellules immunitaires, y compris les cellules T, est facilement affectée par la PTX. La migration des cellules T est un phénomène sophistiqué régulé spatio-temporellement. Nos résultats démontrent que la PTX n’affecte pas les étapes de la migration dépendantes des intégrines lorsque les cellules T sont activées.Ce travail s’intéresse à l'impact de la PTX sur la biologie des cellules T en étudiant son rôle dans la réponse immunitaire adaptative in vivo, dans un modèle animal d'infection et son impact sur la migration des lymphocytes T in vitro. / Pertussis toxin (PTX) is an exotoxin uniquely produced from Bordetella pertussis, a human respiratory tract pathogen causing pertussis disease, also known as whooping cough. The toxin is well described its virulence effects during bacterial infection. Most of these effects are due to ADP-ribosyltransferase activity of the molecule that targets G-protein coupled receptors (GPCR). On the other hand, PTX is an important antigen that provides protection against pertussis disease and a major component of all current pertussis vaccines. There are numerous literatures on PTX about its molecular mechanisms and its role during infection phase. Instead, lack of information on how PTX contributes host’s adaptive immunity has incurred confusion in understanding the immunogenic role of PTX. With intranasal infection model of B. pertussis, we detected the generation of CD4 lung-resident memory T cells (Trm) were depending on PTX exposure. For T cell migration study, PTX is being used to inhibit chemokine response. Because most of chemokine receptors are GPCR, the motility of many immune cells including T cells is easily affected by PTX. T cell migration is a sophisticate phenomenon regulated space-temporally. The results demonstrated, once T cells become activated and effector, are less influenced than inactivated T cells.This thesis reports the impact of PTX on T cells in two parts; 1) Role of PTX in adaptive immune response by in vivo infection system and 2) Influence of PTX on T cell motility by in vitro assays.

Les cellules T mémoires (Tm) protègent l’organisme contre les réinfections de pathogènes qu’il a déjà combattu. Les Tm possèdent plusieurs propriétés en commun avec les cellules souches hématopoïétiques (CSH), notamment la capacité de se différencier, de s’auto-renouveler et de maintenir une population relativement constante au sein de l’organisme via des mécanismes homéostatiques. Il a été démontré que Hoxb4, un membre de la famille des facteurs de transcription Hox, était capable d’induire l’expansion des CSH in vivo et in vitro de façon rapide. Au vu de ces parallèles, nous avons posé l’hypothèse que la surexpression de Hoxb4 pourrait induire l’expansion de populations de Tm. Nous avons analysé les populations de Tm et lymphocytes T naïfs (Tn) dans les organes lymphoïdes de souris transgéniques surexprimant Hoxb4 et les avons comparées à des souris de type sauvage (wt). Alors que la fréquence des cellules T matures Hoxb4 diminuait avec l’âge, leur phénotype ainsi que leur viabilité demeuraient inchangés. Ensuite, nous avons procédé à des transplantations en compétition de Tm (CD4+CD44hi) Hoxb4 et wt chez des hôtes dépourvus de lymphocytes T (CD3-/-) dans le but d’évaluer leur contribution à la reconstitution du compartiment T après 2 mois. Au final, les Tm wt avait contribué un peu plus que les Tm Hoxb4 à la reconstitution (~60%). Des analyses fonctionnelles et phénotypiques ont montré que les Tm Hoxb4 possédaient une fonctionnalité normale, mais se distinguaient des Tm wt par la présence d’une faible population qui présentait un phénotype « mémoire central » (Tcm), conférant habituellement une longévité accrue. Les cellules des ganglions lymphatiques totaux des hôtes furent transplantées de façon sérielle chez trois générations de nouveaux hôtes. Le phénotype Tcm observés chez les Tm Hoxb4 était récapitulé chez les hôtes secondaires uniquement. Les ratios sont demeurés en faveur des Tm wt lors des deux transplantations suivantes, mais les Tm Hoxb4 ont commencé à montrer un avantage compétitif chez certains hôtes quaternaires. Une transplantation en compétition à court terme de Tm Hoxb4 et wt marqués avec un marqueur cytoplasmique ont démontré la présence chez les Tm Hoxb4 seulement d’une faible population CD62Lhi proliférant lentement. Ainsi, l’expansion préférentielle de Tcm CD4 par le biais d’une sélection ou d’une différenciation induite par la surexpression de Hoxb4 pourrait potentiellement leur permettre de maintenir un état de quiescence leur permettant de persister plus longtemps suite à des transplantations sérielles. / Memory T cells (Tm) protect the organism against reinfection from pathogens they’ve already encountered. Tm share characteristics with hematopoietic stem cells (HSC), such as the capacity to differentiate, self-renew and maintain a relatively constant population via homeostatic mechanisms. Hoxb4, a member of the Hox genes family of transcription factors, has been shown to expand HSCs rapidly in vivo and in vitro. Thus, drawing from these parallels we hypothesise that Hoxb4 overexpression could lead to expansion of Tm populations. Tm and naïve T cell (Tn) populations were analysed in the lymphoid organs of young and aged transgenic mice overexpressing Hoxb4 in comparison with wild type (wt) mice. While the frequencies of mature Hoxb4 T cells in lymphoid organs seemed to decline with age, the phenotype or the cell viability remained unaffected. Next, CD4+CD44hi Hoxb4 Tm were transferred into T cell deficient (CD3-/-) hosts in competition with wt CD4+CD44hi Tm and evaluated for their contribution to T cell reconstitution after 2 months. Engraftment of wt Tm in secondary lymphoid organs was slightly higher than Hoxb4 Tm (~60%). Functional assays and phenotypic analysis showed that Hoxb4 Tm exhibited normal functionality, but in contrast to wt Tm, a fraction of Hoxb4 Tm exhibited a more central memory (Tcm) phenotype, indicative of a longer lifespan. Total lymph nodes from hosts were serially re-transplanted for three generations. The Tcm phenotype of the Hoxb4 Tm present in the primary hosts was recapitulated in the secondary but not in the tertiary hosts. The ratios remained in favor of the wt Tm after two subsequent expansion rounds, but Hoxb4 Tm showed a competitive advantage over wt Tm in some quaternary hosts. Cell tracking of a short term transplantation of Hoxb4 and wt Tm in competition exposed a small population of CD62Lhi cells displaying slow proliferation in the Hoxb4 Tm only. Thus preferential CD4+ Tcm expansion by selection or differentiation could potentially allow Hoxb4 Tm to persist longer following serial transplantations due to a more quiescent state.

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Paracoccidioides brasiliensis é um fungo dimórfico patogênico agente etiológico da paracoccidioidomicose (PCM), uma micose endêmica no Brasil. A busca por alternativas para reduzir o tempo de tratamento da PCM levou ao desenvolvimento de uma vacina de DNA contendo a sequência do peptídeo P10 de P. brasiliensis. Neste trabalho, avaliamos a geração de células T de memória e células T reguladoras em camundongos imunizados com esta vacina de DNA antes e após o desafio com o fungo, através da análise de seus esplenócitos e linfócitos pulmonares por citometria de fluxo. Os resultados mostram um aumento no percentual de células T reguladoras e de memória no baço e pulmões dos animais imunizados antes e depois de 30, 60 e 120 dias do desafio em comparação com os grupos controle e não imunizado. Outro experimento revelou que o modelo experimental da PCM in vivo é capaz de induzir a expressão de ROR&#947t. Este estudo mostra que nossa vacina de DNA contra a PCM gera células com fenótipo de reguladoras e de memória, caracterizando seu potencial para o tratamento desta micose. / Paracoccidioides brasiliensis is a dimorphic fungal pathogen that is the etiological agent of paracoccidioidomycosis (PCM), a mycosis endemic in Brazil. The search for new alternatives to reduce the duration of PCM treatment led to the development of a DNA vaccine encoding the peptide P10 of P. brasiliensis. Presently, we evaluated the generation of memory and regulatory T cells in mice immunized with this DNA vaccine, before and after the challenge with the fungus by analizing their splenocytes and pulmonary lymphocytes by flow cytometry. The results show an increase in the percentage of regulatory and memory T cells on spleens and lungs of immunized mice before and after 30, 60 and 120 days of challenge compared with the control and untreated groups. Another experiment revealed that the PCM in vivo infection model is capable of inducing ROR&#947t expression. This study demonstrates that our DNA vaccine against PCM generates cells with a regulatory and memory phenotype, which shows its potencial in the treatment of this mycosis.

Verstärkte Anstrengungen zur Förderung der T-Zell-basierten Immunität haben eine zwingende Notwendigkeit für unser Verständnis der menschlichen T-Zell-Funktion und –Erhaltung geschaffen. Das Paradigma, dass Gedächtnis-T-Lymphozyten kontinuierlich durch den Körper zirkulieren wurde vor kurzem durch die Entdeckung der Gedächtnis-T-Zellen, die in einer Vielzahl von Geweben, einschließlich des Knochenmarks angesiedelt sind, herausgefordert. Allerdings bleibt der Unterschied zwischen Funktionsweise von zirkulierenden und gewebeansässigen Gedächtnis-T-Zellen nur unzulänglich verstanden. Die Knochenmark ist die Heimat für eine große Anzahl Gedächtnis-T-Zellen. CD4+ Gedächtnis-T-Zellen aus dem Knochenmark beinhalten ein breites Spektrum an Antigenspezifitäten. Interessanterweise wurden CD4+ Gedächtnis-T-Zellen spezifisch für systemische Kindheitsantigene im Knochenmark von älteren Menschen gefunden, auch wenn sie nicht mehr in der Blutzirkulation nachgewiesen werden konnten. Gedächtnis-T-Zellen aus dem Knochenmark sind sesshaft und ruhend und Langzeitgedächtnis gegen systemische Antigene erhalten. Sowohl der Überlebensmechanismus von Gedächtnis-T-Zellen, als auch die Kapazität von gewebsansässigen Gedächtnis-T-Zellen nach einer systemischen Herausforderung mobilisiert zu werden, sind bisher nur unzureichend geklärt. Ich habe gezeigt, dass Gedächtnis-T-Zellen aus dem peripheren Blut und Knochenmark unterschiedliche Überlebensfähigkeiten haben. Weiterhin habe ich die Rolle von Überleben Faktoren in ihrer Erhaltung identifiziert. Zudem habe ich bestimmt, dass Gedächtnis-T-Zellen aus dem Blut und Knochenmark unterschiedliche Zellpopulationen sind, mit unterschiedliche TCRβ Repertoires. Schließlich konnte ich zeigen, dass sesshafte Gedächtnis-T-Zellen, die spezifisch für systemische Antigene sind, schnell in die Blutzirkulation mobilisiert werden. Zusammenfassend bieten diese Studien ein umfassenderes Verständnis der Funktion und des Erhalts des immunologischen Gedächtnisses. / Intensified efforts to promote protective T cell-based immunity in vaccines and immunotherapies have created a compelling need to expand our understanding of human T cell function and maintenance. The paradigm that memory T lymphocytes are continuously circulating through the body in search of their cognate antigen has been recently challenged by the discovery of memory T cells residing in a variety of tissues, including the bone marrow (BM). However, the division of labor and lifestyle of circulating versus tissue resident memory T cells remains poorly understood. The human BM is home to a great number of memory T cells. BM memory CD4+ T cells contain a wide array of antigen specificities. Interestingly, memory CD4+ T cells specific for systemic childhood antigens have been found in the BM of elderly humans, even when they were no longer detectable in peripheral blood (PB) circulation. BM memory T cells are resident, resting and maintain long-term memory to systemic antigens. The survival mechanisms of circulating and BM resident memory T cells; as well as the capacities of tissue resident memory T cells to be mobilized into blood circulation after systemic antigen re-challenge to confer us with immune protection remains to be elucidated. I have shown that PB and BM memory T cells have different survival capacities, as well as identified the role of survival factors in their maintenance. Moreover, using sequencing analysis of the TCRβ repertoire, I have determined that PB and BM memory T cells are separated cell populations. Finally, by tracking the dynamics of antigen-specific memory CD4+ T cells after systemic MMR re-vaccination I could show that TRM CD4+ T cells specific for systemic antigens can be rapidly mobilized into blood circulation and contribute to the immune response. These studies provide a more comprehensive understanding of the function and maintenance of immunological memory in humans.

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Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est une hémopathie maligne caractérisée par un syndrome myéloprolifératif. Elle est secondaire à la formation d’un gène chimérique BCR-ABL dont le produit de ce gène de fusion est une protéine possédant une activité tyrosine kinase dérégulée, nécessaire et suffisante à la leucémogénèse. Plusieurs arguments suggèrent l’implication des cellules du système immunitaire dans le contrôle de la LMC.Nous avons montré que les lymphocytes Natural Killer T invariant (iNKT), une population minoritaire de lymphocytes T non conventionnels impliqués dans l’immunosurveillance, sont anergiques chez les patients en phase chronique (LMC-PC). Ce défaut est corrigé chez les patients en rémission cytogénétique complète après traitement par Imatinib Mesylate (LMC-IM) ou IFN-α.Les lymphocytes iNKT sont impliqués chez la Souris dans la génération de cellules T CD8+ « innate-memory », une autre population de lymphocytes T innés découverte récemment chez la Souris. Nous avons mis en évidence chez l’Homme, l’existence d’une population de cellules T ayant un phénotype inné et mémoire, exprimant fortement le facteur de transcription Eomesodermine et capable de produire rapidement de l’IFN-γ en réponse à une stimulation innée par les interleukines (IL)-12 et IL-18.Cette population de cellules est déficiente sur le plan numérique et fonctionnel chez les patients LMC-PC. Ces défauts sont partiellement corrigés chez les patients LMC-IM.L’ensemble de ces résultats souligne le rôle des lymphocytes T innés dans l’immunité anti-leucémique et pourrait permettre le développement de stratégies d’immunothérapies ciblées contre la LMC. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a myeloproliferative disorder that results from dysregulated tyrosine kinase activity of the fusion oncoprotein BCR-ABL, which is sufficient to induce malignant transformation. A critical role of the immune system in the control of CML is supported by several reports. Invariant Natural Killer T (iNKT) lymphocytes are a population of non-conventional T cells that are believed to play a key role in cancer immunosurveillance. Here, we showed that CML in chronic phase is associated with anergy of iNKT cells that is restored upon complete cytogenetic remission (CCyR) following Imatinib Mesylate (IM) or IFN-α therapy. In mouse, iNKT cells are involved in the generation of a recently characterized subset of innate CD8 T cells. Importantly, we provided definitive evidence of the existence of an equivalent of these innate CD8 T cells in humans, harboring innate and memory phenotype with high Eomesodermin expression. These cells also exhibited innate functions such as prompt IFN-γ expression in response to innate stimulation by interleukin (IL)-12 and IL-18 and cytolytic activity in a TCR independent manner.Size and functions of this innate-like CD8 T cell subset were severely impaired in CML patients at chronic phase. These defects were partially reversed in patients who achieved CCyR following IM treatment.Altogether, these results reveal a possible contribution of innate CD8 T lymphocytes in anti-leukemic immunity and should contribute to development of immunotherapeutic strategies against CML.