La prééclampsie est une maladie fréquente de la grossesse, caractérisée par l’apparition de novo d’une hypertension et d’une protéinurie à partir de la 20ème semaine d’aménorrhée. Ces symptômes s’aggravent au long de la grossesse, conduisant éventuellement à la mort maternelle en l’absence de prise en charge médicalisée. La thérapeutique définitive l’extraction du placenta, et donc du fœtus, ce qui induit une importante prématurité iatrogène. Les causes restent mal définies, mais il est bien admis que des anomalies au niveau de la mise en place du placenta sont au cœur de sa physiopathologie. Un défaut d’invasion trophoblastique des artères spiralées utérines semble être une constante de la maladie. Des données épidémiologiques démontrent qu’il existe une forte composante génétique dans la prééclampsie, et en 2005, un clonage positionnel dans des familles hollandaises, aboutit à l’identification de STOX1 comme le premier gène lié à cette maladie. STOX1 code un facteur de transcription intervenant dans le contrôle de la prolifération et de l’invasion des trophoblastes. Dans notre laboratoire, l’étude de STOX1 a été initiée par surexpression dans des cellules de choriocarcinome humain (modèle de trophoblastes) suivie d’une analyse transcriptomique. Celle-ci a révélé que les altérations d’expression génique observées suite à la surexpression de STOX1 étaient significativement corrélées à celles trouvées dans des placentas prééclamptiques. La création de souris transgéniques exprimant la version humaine de STOX1 sous le contrôle d’un promoteur ubiquitaire a alors été entreprise. Mes travaux de thèse ont principalement consisté à caractériser le phénotype de ces souris. Nous avons décidé de croiser des mâles transgéniques avec des souris sauvages afin de limiter l’expression du transgène à l’unité fœto-placentaire. Ces souris sauvages développent au cours de leur gestation une hypertension sévère, et une protéinurie. Elles constituent donc un nouveau modèle de prééclampsie. De plus, nous avons observé des anomalies que l’on trouve également chez les patientes : une fibrose rénale, une élévation des taux sériques de facteurs pro-angiogéniques (le récepteur soluble du VEGF et l’endogline soluble). Ces souris ont également des marqueurs d’hypertrophie cardiaque, attestant de l’impact sévère de l’hypertension. Pour mieux comprendre comment STOX1 peut induire ce syndrome, nous avons étudié son impact dans le modèle cellulaire surexprimant STOX1 et nous avons pu montré une altération de la gestion du stress oxydatif et de la fonction mitochondriale. En conclusion, nous avons obtenu et caractérisé un modèle de prééclampsie sévère, le seul existant montrant un phénotype hypertensif très marqué et très précoce. Ce modèle est un outil puissant pour découvrir de nouvelles voies impliquées dans la physiopathologie de la prééclampsie, pour rechercher de potentiels marqueurs diagnostiques précoces, tester des approches thérapeutiques innovantes et explorer les mécanismes responsables des conséquences à long terme de la prééclampsie. / Preeclampsia is a common disease of pregnancy characterized by de novo appearance of hypertension and proteinuria from the 20th week of gestation. These symptoms worsen during pregnancy, possibly leading to maternal death in the absence of medical management. The only final treatment is the extraction of placenta and so fetus, which is responsible to a significant iatrogenic prematurity. The causes remain unclear, but it is well accepted that abnormalities in the development of the placenta are at the heart of its pathophysiology. A lack of trophoblastic invasion of the uterine spiral arteries seems to be a constant of the disease. Epidemiological data show that there is a strong genetic component in preeclampsia, and in 2005, a positional cloning in Dutch families led to the identification of STOX1 as the first gene linked to the disease. STOX1 encode a transcription factor involved in the control of proliferation and invasion of trophoblasts. In our laboratory, the study of STOX1 was initiated by its overexpression in human choriocarcinoma cells (trophoblast model) followed by transcriptome analysis. This revealed that the gene expression changes observed after STOX1 overexpression were significantly correlated with those found in preeclamptic placentas. The creation of transgenic mice expressing the human version of STOX1 under the control of a ubiquitous promoter was then initiated. My work during this thesis consisted primarily to characterize the phenotype of these mice. We decided to cross transgenic males with wild-type mice to limit transgene expression in fetal-placental unit. These wild mice develop during gestation severe hypertension and proteinuria. They therefore constitute a new model of preeclampsia. In addition, we observed anomalies that are also found in patients: renal fibrosis, elevated serum levels of pro-angiogenic factors (soluble VEGF receptor and soluble endoglin). These mice also have markers of cardiac hypertrophy, attesting for the severe impact of hypertension. To better understand how STOX1 can induce the syndrome, we studied its impact on the cell model overexpressing STOX1 and we showed a change in the management of oxidative stress and mitochondrial function. In conclusion, we have obtained and characterized a model of severe preeclampsia, the only existing one showing a very strong and very early hypertensive phenotype. This model is a powerful tool for discovering new pathways involved in the pathophysiology of preeclampsia, for searching potential early diagnostic markers, for testing innovative therapeutic approaches and for exploring the mechanisms responsible for the long-term consequences of preeclampsia.

Le gène Arntl2 (Aryl hydrocarbon Receptor Nuclear Translocator-Like 2) sur lequel travaille notre laboratoire est un facteur de transcription lié au rythme circadien qui a été identifié comme un gène candidat au diabète de type 1. Parmi les gènes régulés par ce facteur de transcription se trouvait un excellent gène candidat, l’interleukine-21, responsable de la prolifération des lymphocytes T CD4+, en partie responsable de la destruction des cellules β du pancréas dans le diabète. Mon projet de thèse a donc consisté à étudier comment les allèles NOD et C3H d’Arntl2 contrôlaient l’expression d’Il-21, en quoi cela affectait le système immunitaire dans son ensemble. L’analyse des composantes immunitaires a montré que les souris avec un allèle C3H en Idd6.3 produisent moins de cellules T CD4+, CD8+ et CD4+IL-21+ comparées aux souris avec un allèle NOD en Idd6.3 et NOD.B6 Arntl2-/-. Nous avons pu démontrer que cette différence est due au fait qu’ARNTL2 se lie de façon spécifique au site de liaison de l’ARN polymérase 2 du promoteur d’Il-21 et inhibe son expression. Nous avons également démontré que la non fonctionnalité de ce gène conférait une augmentation de la résistance à l’apoptose des thymocytes. D’autres tests ont révélés que cette résistance à l’apoptose passait par IL-21, en effet des injections de cette cytokine apportaient la même augmentation de la résistance que celle trouvée dans les lignées ne disposant pas d’une version fonctionnelle d’Arntl2. Ces nouveaux résultats mettent en avant un rôle inattendu d’Arntl2 dans l’équilibre immunitaire par son contrôle de l’expression d’Il-21 ainsi que dans la sélection thymique des cellules T par le biais de l’apoptose. / The Arntl2 gene (Aryl hydrocarbon Receptor Nuclear Translocator-Like 2) on which our lab focus is a transcription factor linked to the circadian rhythm which has been identified as a candidate gene to type 1 diabetes. Amongst the genes regulated by this transcription factor there is a strong candidate gene: the Interleukin 21, responsible of the proliferation of the T CD4+ lymphocyte, contributing to the destruction of the β cells in the pancreas during type 1 diabetes. My thesis project consisted on studying how the NOD and C3H alleles of Arntl2 control the expression of Il-21 and how it affected the immune system. The analysis of the immune cells revealed that the mice with a C3H allele in Idd6.3 produce less CD4+, CD8+ and CD4+IL-21+ T cells than the mice with a NOD allele in Idd6.3 and the NOD.B6 Arntl2-/-. We showed that this difference is due to the fact that ARNTL2 binds specifically to the RNA POL II binding site on the Il-21 promoter and inhibits its expression. We also have shown that a Knockout of this gene increase the apoptosis resistance of the thymocytes. And that this resistance was due to IL-21, indeed, injections of IL-21 brought the same increase in resistance than the one in the strains without a functional version of Arntl2. These new results show an unexpected role for Arntl2 in the regulation of the immune equilibrium by its control of Il-21 expression, and in the thymic selection of T cell by apoptosis.

Le syndrome des Néoplasies Endocriniennes Multiples de type I (NEM1) est une maladie tumorale héréditaire rare caractérisée par l'apparition de tumeurs notamment du pancréas endocrine. Le gène de prédisposition est le suppresseur de tumeur MEN1, généralement retrouvé muté sur un des 2 allèles au niveau germinal chez les patients NEM1. Les tumeurs endocrines pancréatiques sont rares mais souvent métastatiques lors du diagnostic. Ces tumeurs forment un groupe hétérogène de par le type d'hormone qu'elles peuvent sécréter. Le développement et l'évolution de ces tumeurs sont encore très mal compris. L'origine cellulaire des différents types de tumeurs endocrines pancréatiques reste énigmatique, notamment en ce qui concerne les tumeurs exprimant des hormones non pancréatiques tels que les gastrinomes. Mon projet de thèse s'est articulé autour de la caractérisation d'un nouveau modèle murin d'invalidation du gène Men1 spécifiquement dans les cellules progénitrices endocrine pancréatiques Ngn3+ (PEPs), le modèle PancEndoMen1 KO. Ces travaux nous ont permis de démontrer que les gastrinomes pancréatiques liés à l'inactivation du gène Men1, avaient pour origines les cellules pancréatiques endocrines elles-mêmes. De plus, les souris PancEndoMen1 KO, développent des altérations de prolifération différentes suivant les lignages endocrines. De surcroît, l'invalidation du gène Men1 soit dans les cellules progénitrices pancréatiques, soit dans les cellules PEPs conduit au développement de tumeurs caractérisées par une altération de leur différentiation endocrine. Ainsi, mes travaux de thèse ont permis de mieux renseigner l'histogenèse des tumeurs endocrines pancréatiques en adressant le rôle dans la tumorigenèse de l'invalidation de Men1 dans les cellules PEPs au cours du développement / Multiple Endocrine Neoplasia Type I syndrome (MEN1) is a rare hereditary tumoral disease characterized by the apparition of tumors in multiple endocrine organs including the endocrine pancreas. MEN1 patients generally carry a germinal mutation on one allele of the predisposing gene to the disease, the tumor suppressor MEN1. Pancreatic endocrine tumors are rare, slowly evolving and often present with metastasis at diagnosis. These tumors constitute a heterogeneous group defined by their hormonal secretions. Evolution and development of these tumors is far from being understood. The cell of origin of the different pancreatic endocrine tumor types is enigmatic, notably for tumors secreting non-pancreatic hormones such as gastrinomas. My thesis project was structured toward the characterization of a new murine model allowing the specific disruption of the Men1 gene in Ngn3+ pancreatic endocrine progenitors, the PancEndoMen1 KO model. The combined study of this new model and previous model generated in the team, allowed us to demonstrate that pancreatic gastrinomas related to Men1 inactivation, originate from the endogenous pancreatic endocrine cells. In parallel, our results demonstrated that the mutant mice having Men1-deficient Ngn3+-progenitors resulted in differential cell proliferation alterations in different pancreatic endocrine cells. Importantly, Men1-disruption in either pancreatic endocrine or pan-pancreatic progenitors displayed tumors with impaired differentiation features. Thus, this thesis works allowed to better characterize pancreatic endocrine tumors histogenesis by addressing the role of pancreatic endocrine progenitors targeted Men1 disruption during development in tumorigenesis

La Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est une pathologie inflammatoire chronique caractérisée par une détérioration irréversible des voies aériennes et des espaces alvéolaires. L'emphysème est la composante principale de la BPCO et l'exposition à la fumée de cigarette en est le principal facteur étiologique. La réponse inflammatoire au cours de la BPCO est caractérisée par une infiltration massive du tissu respiratoire par les cellules inflammatoires qui sécrètent de nombreuses protéases. Ces protéases participent à la dégradation des composants de la matrice extracellulaire et en particulier à la dégradation de l'élastine. Cette dégradation conduit à la genèse de peptides solubles d'élastine (PE) retrouvés dans les différents liquides biologiques de patients BPCO. Si les lymphocytes T CD4+ et les PE sont décrits dans la littérature comme impliqués dans la physiopathologie de la BPCO, en revanche, l'impact de leur interaction sur la polarisation Th reste à élucider. Le travail réalisé au cours de cette thèse a permis de mettre en évidence une polarisation de la réponse lymphocytaire T vers un profil de type Th1 et Th17 au cours de l'emphysème murin induit par le peptide d'élastine VGVAPG. Cette polarisation est dépendante de l'interaction du VGVAPG avec son récepteur spécifique à la surface des lymphocytes T, et est inhibée en présence d'analogues antagonistes du récepteur à l'élastine. Ces résultats permettent d'envisager l'utilisation de tels antagonistes comme des agents pharmacologiques régulant les effets délétères pro-inflammatoires de la réponse T helper au cours de la BPCO. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a chronic inflammatory disease characterized by irreversible damage to airways and alveolar spaces. Emphysema is the main component of COPD and exposure to tobacco smoke is the main etiological factor. The inflammatory response in COPD is characterized by a massive infiltration of respiratory tissue by inflammatory cells that secrete many proteases. These proteases participate in the degradation of extracellular matrix components and particularly in elastin degradation. This elastin breakdown leads to the genesis of soluble elastin peptides (EP) found in various biological fluids of COPD patients. If CD4+ T cells and EP are described in the literature as being involved in the pathophysiology of COPD, consequence of their interaction on the T helper polarization remains to elucidate. The work done during this thesis allowed highlighting the polarization of T cell response towards a Th1 and Th-17 profile during VGVAPG-induced murine emphysema. This polarization, which is dependent of the VGVAPG interaction with its specific receptor expressed on T cells, is inhibited using analogous antagonist elastin receptor peptides. These results allowed us to envisage such antagonist peptides as pharmacological agents that regulate the deleterious pro-inflammatory effects of the T helper cell response during COPD.

La réaction du greffon contre l’hôte (GvHD) est une complication majeure de la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT). Les traitements de prophylaxie contre le développement de la GvHD reposent essentiellement sur l’utilisation d’agents immunosuppresseurs, ce qui contribue à ralentir la reconstitution immunitaire post-greffe et à prolonger la durée de l’état immunosupprimé des patients. Le développement de prophylaxie pour la GvHD à base d’agents immunomodulateurs est ainsi privilégié. À l’aide d’un modèle murin xénogénique chez les souris NOD/scid-IL2rγ-/- (NSG), on a étudié le potentiel immunomodulateur des immunoglobulines intraveineuses (IVIG) dans la prévention de la GvHD, ainsi que leurs effets sur la qualité et la cinétique de la reconstitution immunitaire. On a déterminé qu’un traitement hebdomadaire d’IVIG peut effectivement réduire l’incidence de la GvHD, ainsi que la mortalité qui y est reliée, avec une efficacité similaire à celle obtenue avec la cyclosporine A, un immunosuppresseur couramment utilisé dans la prophylaxie de la GvHD. Par ailleurs, on a déterminé que le mécanisme d’action des IVIG dans la réduction de la GvHD est distinct de celui des immunosuppresseurs. De plus, on a démontré que les IVIG induisent l’expansion et l’activation des cellules NK présentes au sein du greffon, lesquelles sont nécessaires pour l’obtention de l’effet protecteur des IVIG contre le développement de la GvHD, et sont dépendantes de la présence de lymphocytes T activés. Grâce à un modèle murin humanisé, on a également démontré que le traitement hebdomadaire d’IVIG induit un délai transitoire de la reconstitution humorale, ce qui n’affecte toutefois pas la qualité globale de la reconstitution immunitaire. Ces résultats mettent cependant en doute la pertinence de l’utilisation des IVIG dans les protocoles cliniques de prophylaxie de la GvHD, puisque les immunosuppresseurs seront toujours utilisés, et qu’on a démontré que les IVIG ont besoin de lymphocytes T activés afin de prévenir efficacement le développement de la GvHD. / Graft-versus-Host Disease (GvHD) is a major complication following hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). Prophylactic treatments for the prevention of GvHD rely mostly on the use of immunosuppressors, which contribute to inhibit the patient’s immune reconstitution and prolong their immunosuppressed state. Development of immunomodulator-based prophylactic treatments is therefore preferred. Using NOD/scid-IL2rγ-/- mice, we developed a xenogeneic mouse model to assess the immunomodulatory potential of intravenous immunoglobulins (IVIG) for the prevention of GvHD, along with assessing their effect on the kinetics and the quality of the immune reconstitution in mice. We determined that weekly IVIG treatments reduced the incidence of GvHD and its related mortality. The effectiveness of IVIG for the prevention of GvHD was similar to that of cyclosporine A, an immunosuppressive drug routinely used for the prophylactic treatment of GvHD. Furthermore, we demonstrated that IVIG has a mechanism of action that is different from that of immunosuppressors. IVIG induce the expansion and activation of NK cells from the graft, which is mandatory for the preventive effect of IVIG on GvHD development. Furthermore, this IVIG-induced expansion and activation of NK cells require the presence of activated T lymphocytes. Using our humanized mouse model, we have also demonstrated that weekly IVIG treatments cause a transient delay of the humoral reconstitution, but do not affect the overall quality of the immune reconstitution. We have demonstrated that activated T lymphocytes are mandatory for the effective expansion and activation of NK cells, which in turn are essential to the IVIG-induced prevention of GvHD, and immunosuppressors will always be part of the prophylactic regimen of GvHD, therefore shining a doubt on the usefulness of adding IVIG to the prophylactic treatments for the prevention of GvHD.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La Neuropathie à Axones Géants (NAG) est une maladie neurodégénérative rare et fatale caractérisée par une détérioration du système nerveux central et périphérique, impliquant les fonctions motrices et sensorielles. La détérioration massive du système nerveux est accompagnée d'une désorganisation générale des Filaments Intermédiaires ce qui la différencie de nombreuses maladies neurodégénératives où seuls les neurofilaments(NFs) sont affectés. La protéine déficiente, la gigaxonine, est la sous-unité d'une ubiquitine ligase E3, responsable de la reconnaissance spécifique des substrats MAP1B, MAP1S et TBCB, seuls connus à ce jour.Dans le but d'étudier le rôle de la gigaxonine sur la survie neuronale, la désorganisation du cytosquelette et d'avoir un modèle animal suffisamment fort pour envisager des tests thérapeutiques, j'ai caractérisé un modèle murin de NAG. Pour ce faire, j'ai réalisé une étude comportementale des fonctions motrices et sensorielles ainsi qu'une étude histopathologique. Les souris NAG (129/SvJ) développent un phénotype moteur modéré dès 60 semaines alors que les souris NAG (C57BL/6) présentent un phénotype sensoriel dès 60 semaines. Les données histopathologiques ne présentent pas de mort neuronale mais les NFs sont sévèrement altérés. Les NFs sont plus abondant, leur diamètre est augmenté et leur orientation hétérogène, comme c'est observé chez les patients NAG.Nos résultats montrent que l'absence de gigaxonine induit un phénotype moteur et sensoriel modéré mais par contre reproduit la désorganisation massive des NFs observée chez les patients. Ce modèle va nous permettred'étudier le rôle de la gigaxonine, une ligase E3, sur l'organisation des NFs et ainsi comprendre les processus pathologiques impliqués dans d'autres maladies neurodégénératives caractérisée par une accumulation des NFs et un dysfonctionnement du système ubiquitine-protéasome comme les maladies d'Azheimer, de Parkinson etd'huntington ou la sclérose latérale amyotrophique. / Giant Axonal Neuropathy (GAN) is a rare and fatale neurodegenerative disorder characterized by a deterioration of the peripheral and central nervous system. The broad deterioration of the nervous system is accompanied with a general disorganization of the Intermediate Filaments which makes it different from other neurodegenerative disorders wherein only neurofilaments (NFs) are affected. The defective protein, gigaxonin, is the substrate adaptator of an E3 ubiquitin ligase, in charge of the specific recognition of MAP1B, MAP1S and TBCB. In order to study the role of gigaxonin on neuronal survival, the cytoskeleton disorganization and to have a relevant GAN animal model to evaluate efficacy of GAN treatments, I have characterized a GAN mouse model. I did a motor and sensory behavioural study and an histopathologic study. The GAN mice (129/SvJ) shown mild motordeficits starting at 60 weeks of age while sensory deficits were evidenced in C57BL/6 GAN mice. No apparent neurodegeneration was evidenced in GAN mice, but dysregulation of NFs was massive. NFs were more abundant, they shown the abnormal increased diameter and misorientation that are characteristics of the human pathology. Our results show that gigaxonin depletion induces mild motor and sensory deficits but recapitulates the severe NFs dysregulation seen in patients. Our model will allow us to study the role of the gigaxonin-E3 ligase in organizing NFs and understand the pathological processes engaged in other neurodegenerative disorders characterized by accumulation of NFs and dysfunction of the Ubiquitin Proteasome System, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis, Huntington's, Alzheimer's and Parkinson's diseases.

Les lymphocytes T ?d seraient des effecteurs essentiels dans la réponse immunitaire aux stress induits notamment par les infections et la tumorigénèse. Plusieurs arguments dont leur localisation intra-épithéliale mais aussi leurs capacités effectrices multiples et rapides les caractérisent comme des acteurs primordiaux dans l’immunité anti-tumorale. Mon projet de thèse consistait à examiner le potentiel anti-tumoral des lymphocytes T ?d humains, Vd2 négatifs (neg), dans un contexte in vivo, grâce à l’utilisation d’un modèle murin. Des études antérieures menées au laboratoire démontraient une expansion de lymphocytes T Vd2neg dans la circulation sanguine de transplantés rénaux développant une infection à cytomégalovirus (CMV). Des clones T Vd2neg, isolés de ces patients, présentaient une forte réactivité in vitro contre des cellules infectées par le CMV mais aussi contre des cellules tumorales notamment d’origine colique (comme la lignée HT29). Un ligand commun induit par l’infection à CMV et la transformation tumorale, reconnu par les clones T Vd2neg serait à l’origine de cette double réactivité. La première partie de mon projet s’est concentrée sur l’étude du potentiel anti-tumoral de ces clones T Vd2neg in vivo, qui comprenait leur capacité à atteindre des cellules tumorales d’origines coliques (HT29) et à les lyser. Dans un modèle de xénogreffe dans des souris immunodéficientes, nous avons démontré que les clones TVd2neg, injectés dans le péritoine (i.p) pouvaient retarder la croissance de tumeurs solides HT29 sous-cutanées. D’après nos résultats, cette inhibition du développement tumoral proviendrait d’une action précoce et spécifique des cellules T Vd2neg et impliquerait le récepteur à chimiokine CCR3. Nos données suggèrent donc que des lymphocytes T Vd2neg, réactifs contre le CMV, pourraient migrer in vivo jusqu’au site d’injection des cellules tumorales et inhiber la croissance de la tumeur probablement grâce à leur acticité cytolytique. La deuxième partie de mon projet de thèse proposait d’approfondir l’étude du rôle des lymphocytes T Vd2neg contre les tumeurs coliques. Ainsi nous avons testé, in vivo, l’implication de lymphocytes T Vd1+ humains, une population représentative des épithéliums intestinaux, dans le cancer métastatique colorectal (CMC). Nous avons développé un modèle d’implantation orthotopique de cellules tumorales HT29 dans des souris immunodéficientes, qui mime le développement du CMC chez l’homme. Des tumeurs primaires intra-caecales et des métastases pulmonaires et hépatiques se développent chez les souris. De plus, nous avons pu suivre leur croissance grâce à l’introduction de la luciférase dans les HT29 et à une technique d’imagerie in vivo en bioluminescence. Nos résultats montrent qu’un traitement continu des souris par des injections de lignée T Vd1+ en i.p inhibe le développement des tumeurs primaires et retarde l’apparition des métastases à distance. Ces données soutiennent l’implication des lymphocytes T Vd2neg dans le contrôle des CMC. De façon intéressante, elles mettent en avant une implication anti-métastatique des cellules T Vd2neg. L’ensemble de nos travaux souligne le rôle des cellules T Vd2neg dans la réponse immunitaire contre les cancers colorectaux et étaye leur potentiel d’action lors de la progression des tumeurs vers des métastases, ouvrant ainsi des perspectives pour l’utilisation de ces cellules dans les thérapies des CMC. / Gamma delta (?d) T lymphocytes contribute to host immune competence uniquely especially during stress immune responses to infections and tumors. Because ?d T cells colonize epithelial surfaces, where they can exert rapid and pleiotropic effector functions, they are critical protagonists in anti-cancer response. During my Phd project we explored the anti-tumor potential of Vd2 negatives (neg) ?d T lymphocytes, in vivo using a mouse xenograft tumor model. A few years ago, studies in our laboratory showed an increase of peripheral blood Vd2neg ?d T lymphocytes in allograft recipients infected by cytomegalovirus (CMV). Interestingly, Vd2neg ?d T clones isolated from these patients showed a cytotoxic activity against CMV infected fibroblast in vitro. Moreover, they were able to kill colon cancer cells (HT29) in vitro, in contrast to normal epithelial cells. Cancer cell- as well as CMV infected cell- killing involved T cell receptor (TCR) engagement, independently of major histocompatibility complex (CMH) recognition, probably with a common ligand. The first part of my Phd project was undertaken to evaluate the in vivo tumor reactivity of anti-CMV Vd2neg clones, including their ability to inhibit tumor growth as well as their migratory potential toward colon cancer cells. In immunodeficient mice, we showed that systemic intraperitoneal (i.p) injections with human Vd2neg clones inhibited the growth of HT29 hypodermal tumors xenografts. Furthermore, our results demonstrated that Vd2neg T cells had an early and specific anti-tumor effect, and that such activity could be hampered in vivo using an anti-CCR3 antibody. Our study suggest that Vd2neg T cells with an anti-viral potential are able to reach a tumor site in vivo, and inhibit tumoral growth exercising a cytolytic activity. The second part of my Phd project proposed to get further insights on the role of Vd2neg T cells in the immune surveillance against colon cancer. To this aim, we tested, the involvement of human Vd1+ T lymphocytes, a substantial fraction of T cells in intestinal epithelia, in limiting tumor spread in vivo, using a mouse model of colorectal carcinoma (CRC). We sat up a physiological mouse model of CRC by orthotopic microinjection of HT29 colon cell, which mimics the natural history of human CRC. Indeed, primary colic tumors and pulmonary and hepatic distant metastases grew in mice. Furthermore, bioluminescence imaging was used to follow the outcome of luciferase expressing cancer cells. We showed that systemic treatment with human Vd1+ T lymphocytes could inhibit the growth of intracaecal HT29 tumors and led a substantial reduction of distant metastases. Our results are the first arguing for a crucial role of ?d T cells against CRC, specially in preventing the dissemination of colon cancer cells. Taken together, our results underline the role of of ?d T cells in theimmune response against colorectal cancer. Our findings put forward Vd2neg T cells as attractive candidates for novel anti-tumor immunotherapy protocols.

Le cil primaire est un organite présent à la surface de la plupart des cellules de Vertébrés. Il participe à l’organogénèse en régulant l’activité de voies de signalisation comme la voie Hedgehog. Une dysfonction du cil primaire mène à des maladies rares, sévères et pléiotropiques, les ciliopathies, qui peuvent inclure des défauts cardiaques. Cependant, le rôle que le cil primaire joue dans la morphogénèse cardiaque est encore mal compris. Le projet principal de la thèse porte sur l’étude du rôle du cil primaire des cellules cardiaques dans le développement du cœur. Dans ce but, nous avons utilisé un modèle murin de délétion conditionnelle de Ift20, un gène essentiel pour la ciliogénèse. La délétion est contrôlée par l’allèle Mesp1Cre exprimé dans la plupart des précurseurs précoces cardiaques. A la naissance, les mutants conditionnels présentent des défauts importants de septation des voies efférentes et des chambres cardiaques, les oreillettes et les ventricules. Ces défauts sont similaires à ceux caractérisés dans les mutants de la voie Hedgehog. Nous avons également identifié de nouveaux phénotypes associés à la suppression du cil. Les mutants présentent une augmentation significative de la taille du ventricule droit et des malformations du réseau de vascularisation coronaire. Pour mieux comprendre la cause des défauts de croissance observés à la naissance, nous avons analysé les comportements cellulaires sous-jacents. Aucune différence significative des taux de prolifération, de la taille et de la proportion des types cellulaires n’a été détectée au stade prénatal, suggérant que ces défauts ont une origine développementale plus précoce. Des expériences sont en cours pour déterminer les mécanismes moléculaires des défauts observés. Dans le cadre d’une collaboration avec le laboratoire de Julien Vermot, à Strasbourg, nous avons étudié le rôle du cil primaire dans le développement du proépicarde, un organe précurseur de l’épicarde du cœur mature. Nous avons montré que les embryons mutants Ift20 constitutifs présentent une augmentation significative du volume du proépicarde. Des analyses sont en cours pour identifier les voies de signalisation impliquées dans ce phénotype. Les travaux effectués durant ce projet de thèse ont permis de caractériser de nouveaux rôles du cil primaire dans le développement cardiaque. Nos résultats participent à une meilleure compréhension des ciliopathies et des défauts cardiaques qui leur sont associés. / The primary cilium is an organelle present at the surface of most of Vertebrate cells. It is involved in organogenesis by regulating signalling pathways such as Hedgehog signalling. Primary cilium dysfunction leads to severe, rare and pleiotropic diseases, ciliopathies, which can include cardiac defects. Howevr, the role that the primary cilia plays in cardiac morphogenesis is still poorly understood. The main project of the PhD focuses on the study of the role of primary cilia in cardiac cells during heart development. We have used a mouse mode of conditional deletion of Ift20, a gene essential for ciliogenesis. The deletion is controlled by the Mesp1Cre allele, expressed in the majority of cardiac precursors. At birth, conditional mutants display severe defects in septation of the outflow tract, the atria and the ventricles. These defects are similar to the ones characterized in Hedgehog signalling mutants. We also have identified novel phenotypes linked to cilium suppression. The mutants display a significant increase in the size of the right ventricle and defective coronary vasculature development. To better understand the growh defects observed at birth, we analysed the underlying cell behaviour. No significant differences in the proliferation rates, nor in the size and proportions of different cell types were detected at prenatal stages, suggesting that these defects have an earlier developmental origin. Experiments are underway to determine the molecular mechanisms of the observed defects. In collaboration with the laboratory of Julien Vermot, in Strasbourg, we studied the role of the primary cilium in the development of the proepicardium, a precursor organ of the mature epicardium. We have shown that Ift20 constitutive mutants show a significant increase in proepicardial volume. Analyses are ongoing to identify the signalling pathways involved in this phenotype. The works performed during this PhD project allowed the characterization of new roles for the primary cilium in cardiac development. Our results participate in a better understanding of ciliopathies and their associated cardiac defects.

La dysplasie géléophysique (DG) est une maladie rare qui appartient à la famille des dysplasies acroméliques. Cette pathologie est caractérisée par un retard statural, une brachydactylie, une raideur articulaire, une dysmorphie faciale, une peau épaisse, une atteinte bronchopulmonaire et une surcharge valvulaire cardiaque conduisant le plus souvent à une mort précoce dans les premières années de la vie. Deux modes de transmissions ont été identifiés. Le premier autosomique récessif est dû à des mutations dans le gène ADAMTSL2. Le second, autosomique dominant est dû à un hot-spot de mutations dans les exons 41 et 42 qui codent pour le domaine Transforming Growth Factor (TGF) β-binding protein-like domain 5 (TB5) du gène FBN1. FBN1 et ADAMTSL2 codent pour des protéines sécrétées de la matrice extracellulaire (MEC). FBN1 code pour la fibrilline-1, une composante des microfibrilles qui jouent un rôle dans la biodisponibilité du TGFβ. La protéine ADAMTSL2 fait partie de la famille des ADAMTS mais n’a pas d’activité enzymatique dû à l’absence de domaine catalytique. Sa fonction est encore inconnue. Cependant des partenaires d’ADAMTSL2 ont été identifiés par notre équipe : latent-transforming growth factor beta-binding protein 1 (LTBP1) et FBN1 qui sont directement impliqués dans le stockage de TGFβ. Récemment une autre protéine, FBN2, a aussi été découverte comme partenaire d’ADAMTSL2 (Hubmacher D et. al.). L’objectif de ma thèse était de comprendre le mécanisme physiopathologique de la DG, grâce à l’analyse de modèles murins. Un premier modèle murin pour la forme récessive de la DG appelé CreCMV; Adamtsl2f/f (ou KO) a été généré. L’analyse phénotypique de ces souris a montré un retard statural, des os longs courts, des extrémités courtes. Dans les plaques de croissance des os longs des souris mutantes, nous avons observé une désorganisation des colonnes chondrocytaires associée à une diminution de l’expression du collagène de type 10, marqueur de la différentiation des chondrocytes. L’analyse de la matrice extracellulaire des plaques de croissance a révélé une désorganisation structurale importante. Une diminution de la fibrilline-1 et de LTBP-1 a été observée ainsi qu’une augmentation de l’activation de la voie de signalisation TGFβ au niveau de la plaque de croissance des souris mutantes. Nous avons observé une désorganisation du réseau microfibrillaire sur des cultures de chondrocytes de souris mutantes. Ces résultats nous ont permis de suggérer que la protéine ADAMTSL2 est impliquée dans la structure du réseau microfibrillaire, lieu de stockage du TGFβ et de démontrer un rôle majeur d’ADAMTSL2 dans la régulation de la chondrogenèse. Afin d’étudier la forme dominante de la DG, le modèle FBN1TB5+/- a été généré. Il est issu d’un système knock-in avec une mutation dans l’exon 42 du gène fbn1 qui correspond au domaine TB5 de la fibrilline-1. Nos résultats ont montré une réduction de la taille des souris hétérozygotes et homozygotes en comparaison aux souris sauvages au stade P1 et P30. Au stade P1, nous avons observé des chondrocytes plus larges et une dérégulation des marqueurs de la chondrogenèse au niveau de la plaque de croissance des fémurs des souris hétérozygotes, ainsi que chez les souris homozygotes. De plus, nous avons observé une très forte mortalité des souris homozygotes vers l’âge de 2 ou 3 mois. Nous en avons conclu que des mutations domaine TB5 de la fibrilline étaient liées à un retard statural et donc que FBN1 avait un rôle majeur dans la chondrogenèse. / Geleophysic dysplasia (GD) is a rare disease, which belong to acromelic group. This pathology is characterized by short stature, brachydactyly, joint stiffness, thick skin, facial dimorphism, broncho-pulmonary insufficiency and cardiac disease which lead to an early death in the first years of life. Two mode of inheritance have been identified. The first one, autosomal recessive, is due to mutations in ADAMTSL2 gene. The second, autosomal dominant, is due to hot-spot mutations in exon 41-42 of FBN1 gene, which encode the Transforming Growth Factor (TGF) β-binding protein-like domain 5 (TB5) of the protein. FBN1 and ADAMTSL2 encode secreted proteins of the extracellular matrix (ECM). FBN1 encodes fibrilline-1, component of microfibrillar network, playing a role in the bioavailability of TGF- β. ADAMTSL2 protein belongs to ADAMTS family, but does not have enzymatic activity due to lack of catalytic domain. Its function remains unknown. However, ADAMTSL2 partners have been identified by our team: latent-transforming growth factor beta-binding protein 1 (LTBP1) and FBN1, which are directly implied in storage of TGF-β. Recently, another protein, FBN2, have been identified as an ADAMTSL2 partner (Hubmacher D et. al.). The aim of my study was to understand the physiopathological mechanism of Geleophysic dysplasia by analysing murine models. A first murine model for the GD recessive form, CreCMV; Adamtsl2f/f (KO), have been generated. Phenotypic analysis of these mice showed short stature and shorter long bones and extremities. In long bone growth plate of mutant mice, we observed disorganization of chondrocyte columns, associated with decrease of collagen 10 expression, marker of chondrocyte differentiation. Analysis of ECM in growth plate revealed strong structural disorganization. Decrease of FBN1 and LTBP1 and were observed with an overactivation of TGF-β pathway in growth plate of mutant mice. We observed disorganization of microfibrillar network in chondrocyte cultures of mutant mice. These results suggest that ADAMTSL2 protein is implied in structure of microfibrillar network, where is stored TGF-β, and demonstrate major role of ADAMTSL2 in chondrogenesis. In order to study dominant form of GD, mouse model FBN1TB5+/-, have been generated. The mice were obtained by knock-in system, with mutation in exon 42 of FBN1 gene. Our results showed short stature of heterozygous (HT) and homozygous (Ho) mice compared to wild)type mice, at stage P1 and P30. At stage P1, we observed larger chondrocytes and deregulation of chondrogenesis markers in growth plate of HT and Ho mice. Furthermore, we observed high mortality of Ho mice at 2-3 months. We concluded that mutations in TB5 domain of FBN1 were linked to short stature and thus FBN1 have major role in chondrogenesis.