L’entose est une forme de mort cellulaire non apoptotique caractérisée par l’internalisation d’une cellule cible vivante dans une cellule hôte vivante. Ce processus de cannibalisme cellulaire qui est également connu sous le nom de « cellule dans une cellule » est retrouvé dans de nombreux cancers humains. Au cours de mes travaux de thèse, nous avons développé différents modèles d’entose in vitro et avons débuté l’identification des protéines qui répriment l’entose en combinant un criblage de petits ARN interférants à une approche de microscopie confocale. Nous avons découvert que la protéine suppressive de tumeur TP53 ainsi que son isoforme Δ133TP53 bloquent le processus d’internalisation cellulaire et l’entose. La perte de l’expression de la protéine TP53 ou de Δ133TP53 entraîne une libération extracellulaire d’adénosine triphosphate ainsi que l’activation du récepteur purinergique P2Y2, deux évènements cellulaires qui aboutissent à l’internalisation d’une cellule par une autre cellule. De plus, nous avons constaté que les cellules cannibales deviennent énescentes à la suite de l’induction de la protéine p21WAF1.Mes travaux de recherche révèlent l’existence d’une nouvelle modalité d’induction de la sénescence cellulaire. De façon surprenante, nous avons également observé que l’induction de la sénescence par l’oncogène RasV12ou à la suite de stress (réplicatifouoxydatif) déclenchait le cannibalisme cellulaire, suggérant que le cannibalisme cellulaire est une caractéristique des cellules sénescentes. L’ensemble de mes travaux de recherche souligne le lien étroit qui existe entre le cannibalisme cellulaire et la senescence. / Entosis is a non-apoptotic cell death process of live internalized cell inside the host/cannibal cell. In human cancers, commonly "cell-in-cell" cytological features have been observed over the period of time. In this study we have established in vitro models of entosis and initiated the identification of entotic repressors by developing fluorescent confocal microscopy screening of small interfering RNA. We identified that TP53 and one of its isoform 133TP53 specifically inhibits the cell internalization. Loss of TP53 or 133TP53 expression increases extracellular ATP release and the consequent activation of purinergic P2Y2 receptors, which signal for engulfment. Cannibal cells activate a senescence program through p21WAF1 induction, revealing a new modality of induction of cellular senescence that can occur in the absence of TP53 or 133TP53. Senescence induced by oncogenic RasV12 and by replicative or oxidative stresses also results in cellular cannibalism, suggesting that cannibalism is a common feature of senescent cells. Altogether, our results provide evidence that cellular cannibalism and senescence are tightly linked.

L’amélioration constante du pronostic des pathologies cancéreuses est le fruit des progrès réalisés dans leur prévention, leur dépistage, leur diagnostic et leur traitement. Malgré l’avènement récent des thérapies ciblées, la chimiothérapie conventionnelle reste souvent le seul recours pour des patients atteints de cancer non opérable ou non éligibles pour ces thérapeutiques novatrices. Certaines chimiothérapies conventionnelles (anthracyclines et oxaliplatine notamment) ont la capacité d’entrainer une mort des cellules tumorales dont les caractéristiques permettent d’induire une réponse immunitaire antitumorale efficace. Cette réponse immunitaire antitumorale spécifique agirait en synergie avec l’effet cytotoxique direct de ces drogues, participant ainsi à leur efficacité. La réponse immunitaire antitumorale induite par la chimiothérapie dépend de plusieurs mécanismes moléculaires et cellulaires clefs identifiés récemment. L’induction d’un stress du réticulum endoplasmique (RE) est à l’origine de l’exposition d’une protéine chaperonne résidente du RE, la calréticuline (CRT), à la surface des cellules mourantes, servant alors de signal de phagocytose pour les cellules dendritiques. La libération dans le milieu extracellulaire de signaux de danger est également essentielle : la protéine nucléaire High Mobility Group Box 1 (HMGB1) sert ainsi de ligand pour le Toll-like récepteur 4 (TLR4), présent à la surface des cellules dendritiques et son activation favorise l’apprêtement et la présentation des antigènes tumoraux aux lymphocytes T cytotoxiques. L’adénosine-5'-triphosphate (ATP) est également libéré par les cellules tumorales, entrainant l’activation des récepteurs purinergiques P2RX7 présents à la surface des cellules dendritiques, activant l’inflammasome NLRP3 et entrainant la libération d’IL-1 par les cellules dendritiques, favorisant alors l’orientation de la réponse immunitaire vers une réponse de type TH1 et la production d’interféron  par les lymphocytes T cytotoxiques. Dans ce travail, nous avons cherché à comparer la capacité de deux drogues issues d’une même classe de chimiothérapie, les sels de platine, à induire une mort cellulaire immunogène des cellules tumorales. Grace à des expériences in vitro et in vivo (modèles murins de vaccination antitumorale et de chimiothérapie sur tumeurs établies), nous avons pu montrer que l’oxaliplatine (OXP), contrairement au cisplatine (CDDP), avait la capacité d’induire une mort immunogène des cellules de cancer colique et que cette différence intra-classe dépendait de la capacité respective de ces deux drogues à entrainer un des phénomènes clés de l’induction d’une mort cellulaire immunogène, l’exposition de la CRT à la surface des cellules tumorales mourantes. Nous avons également pu montrer que l’induction d’une mort cellulaire immunogène des cellules de cancer colique par l’oxaliplatine avait une relevance clinique chez l’homme, l’existence d’un polymorphisme perte-de-fonction du gène tlr4 affectant le pronostic (survie sans progression) de patients traités par chimiothérapie pour un cancer colique métastatique. Par la suite, nous avons mis au point des biosondes permettant d’étudier à grande échelle, à l’aide d’une plateforme de vidéo-microscopie automatisée, la capacité de différentes drogues à induire les différents phénomènes clefs de la mort cellulaire immunogène des cellules tumorales (exposition de la CRT, libération d’HMGB1 et d’ATP). Nous avons ainsi pu montrer que la correction pharmaceutique du défaut d’activation d’un stress du réticulum endoplasmique par le cisplatine permettait de restaurer l’immunogénicité de la mort cellulaire induite par cette chimiothérapie. Ces résultats ouvrent la voie à la découverte de nouvelles molécules susceptibles, à elles seules ou en association à d’autres thérapies connues, d’améliorer le pronostic des néoplasies. / The steady improvement of cancer prognosis is the result of progress in cancer prevention, screening, diagnosis and treatment. Despite the recent advent of targeted therapies, conventional chemotherapy often remains the only solution for patients with non-operable cancer or not eligible for these novel therapies.Some conventional chemotherapy (including anthracyclines and oxaliplatin) has the ability to cause tumor cells death with characteristics able to induce an effective antitumor immune response. This specific antitumor immune response would be synergistic with the direct cytotoxic effect of these drugs and contribute to their efficacy. The antitumor immune response induced by chemotherapy depends on several key cellular and molecular mechanisms recently identified. The induction of an endoplasmic reticulum (ER) stress is necessary for the exposure of calreticulin (CRT), an ER-resident chaperone protein, on the surface of dying cells, then acting as a phagocytosis signal for dendritic cells. Release of danger signals into the extracellular medium is also essential. The nuclear protein High Mobility Group Box 1 (HMGB1) is a ligand of the Toll-like receptor 4 (TLR4) on the surface of dendritic cells. TLR4 activation promotes the processing of tumor antigens and their presentation to cytotoxic T lymphocytes. Adenosine-5'-triphosphate (ATP) is also released by tumor cells, leading to the activation of the purinergic receptors P2RX7 expressed on the surface of dendritic cells, activating the NLRP3 inflammasome and causing the release of IL-1β by dendritic cells, while promoting the orientation of the immune response towards a TH1 response and the production of γ-interferon by cytotoxic T lymphocytes.In this work, we aimed to compare the ability of two drugs of a same class of chemotherapy, the platinum derivates oxaliplatin (OXP) and cisplatin (CDDP), to induce immunogenic death of tumor cells. Thanks to in vitro and in vivo experiments (models of tumor vaccination and chemotherapy on established tumors in mice), we showed that OXP, in contrast to CDDP, has the ability to induce immunogenic death of colon cancer cells. This intra-class difference depends on the ability of each drug to cause one of the key phenomena of immunogenic cell death: the induction of the exposure of the CRT to the surface of dying tumor cells. We could also show that the induction of immunogenic death of colon cancer cells by OXP had clinical relevance in humans. Indeed, the existence of a loss-of-function polymorphism of tlr4 affects the prognosis (PFS) of patients treated with OXP-based chemotherapy regimen for a metastatic colorectal cancer. Subsequently, we developed biosensors to study the ability of different drugs to induce key phenomena of cell death immunogen tumor cells (CRT exposure, HMGB1 and ATP release) using high-content screening by an automated video-microscopy platform. We showed that a pharmaceutical correction of the inability of cisplatin to induce an endoplasmic reticulum stress could restore the immunogenicity of cisplatin-induced tumor cell death. These results open the way to the discovery of new molecules that, alone or in combination with other known therapies, could improve the prognosis of cancer.

L'utilisation de nanoparticules (NPs) comme vecteur de médicaments est actuellement en plein développement de vectoriser des principes actifs dans l'organisme pour en diminuer les effets secondaires. Cependant peu d'études portent sur l'activité biologique de ces NPs et plus particulièrement sur leur toxicité intrinsèque. Récemment, une formulation orale d'Héparine de Bas Poids Moléculaire à base de NPs composées d'un mélange de deux polymères, polycaprolactone et Eudragit® RS, a été développée au sein de l'EA3452. Nous avons entrepris d'étudier la cytotoxicité de ces NPs vides ainsi que celles chargées avec le médicament par deux méthodes d'encapsulation : la nanopréciptation et la double émulsion. La toxicité observée des NP vides a été étudiée. Elles sont toxiques pour la lignée de macrophages de rat NR8383 d'une manière dose- et temps-dépendante. La microscopie électronique a montré que les NPs pénétraient dans la cellule, de façon unitaire, par endocytose et gagnent les mitochondries déclenchant un phénomène de mitophagie alors qu'aucune image évoquant une apoptose n'a été observée. Ceci est confirmé par l'étude des voies métaboliques par « microchip arrays » et RT-PCR quantitative. Les voies métaboliques conduisant à l'autophagie sont activées (en particulier le gène atg1611) sans que l'apoptose soit mise en jeu. La désorganisation des structures mitochondriales est associée à une répression de l'expression du gène opa1. Ces résultats obtenus doivent être confirmé sur des macrophages humains. Cependant ils tendent à montrer que les NPs seules ont des effets biologiques qui doivent être pris en compte avant toute utilisation chez l'homme / Nanoparticles (NPS) are more and more used in medicine, in imaging and as vector for drugs. In this case, NPs are used to lessen the toxicity of the active product. However, a possible toxicity of these carriers is seldom taken into account. In the EA3452, low molecular weight heparin (LMWH)-based NPs have been devised a mix of two polymers, polycaprolactone (PCL) and Eudragit® RS (ERS). Preliminary works has shown that these NPs preparations, obtained by either nanopreciptation or double emulsion, are cytotoxic per se. on a rat macrophage cell line, NR8383 in a dose-dependent (15 - 40 µg/mL) and time-dependent (4 - 24 h) manner which was further investigated. Electron microscopy has shown that NPs enter the cell unitarily by endocytosis. They enter the mitochondria inducing a phenomenon of mitophagy but no pictures evocating apoptosis were observed. Then, we have investigated the metabolic pathways using microchip array and quantitative RT-PCR. The pathways conducting to autophagy are activated (e.g. gene atg1611) while there is no activation of the pathways conducing to apoptosis. The alteration of the morphology of the mitochondria was associated to an underexpression of opa1. Although these results were obtained with animal cell line, and should be confirmed with human macrophages, they show that NPs have biological effects that have to be evaluated before their use in human

Les données existantes sur le rôle de l’autophagie dans la mort cellulaire radio-induite sont controversées et proviennent d’études pour lesquelles sont utilisées des drogues : l’action se produit donc de manière indirecte. Certains suggèrent que l’induction combinée de l’apoptose et de l’autophagie améliore le traitement par radiations ionisantes. D’autres indiquent que l’induction de l’autophagie favoriserait la radiorésistance des cellules tumorales et que l’utilisation d’inhibiteurs de l’autophagie augmenterait la réponse des tumeurs aux radiations ionisantes. L'autophagie, ou «self-eating», est un processus cellulaire activé par diverses conditions de stress, par lequel les cellules peuvent dégrader les protéines et les organites. Nous avons au cours de cette étude cherché à déterminer le rôle de l'autophagie dans la mort cellulaire radio-induite. Selon nos observations, l'autophagie est nécessaire pour la libération de l'ATP après un traitement par radiothérapie: en effet, le knockdown de gènes essentiels à l'autophagie limite la sécrétion d'ATP. Nous avons également constaté que des cellules déficientes pour l'autophagie traitées par radiothérapie sont incapables d’immuniser des souris contre une injection de cellules vivantes. En outre, les tumeurs déficientes pour l’autophagie répondent moins bien à un traitement par radiations ionisantes dans des souris immunocompétentes et continuent à proliférer, contrairement aux tumeurs “wild-type”. De plus, nous avons montré que les cellules déficientes pour l'autophagie ne sont pas en mesure de recruter des cellules dendritiques dans le lit tumoral. A l'inverse, l'inhibition des enzymes de dégradation de l’ATP extracellulaire accroît les concentrations d'ATP dans les tumeurs déficientes pour l'autophagie, ce qui rétablit le recrutement des cellules immunitaires dans le lit tumoral et restaure la réponse à la radiothérapie des cancers déficients pour l'autophagie. Ainsi, cette étude a montré l'importance de l'autophagie dans la réponse anti-tumorale spécifique, après traitement par radiations ionisantes. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre la mort cellulaire radio-induite. Il reste cependant à découvrir les mécanismes moléculaires sous-jacents pour développer de nouvelles thérapies ciblées qui amélioreront l’efficacité de la radiothérapie. / Most of the available data on autophagy and tumor response to IR comes from indirect conclusions after concomitant drug-IR exposure. Some authors suggest that concurrent induction of apoptosis and autophagy enhances radiation therapy. Oppositely, others indicate that the induction of autophagy contributes to the radioresistance of tumor cells and suggest that autophagy inhibitors may be employed to increase the sensitivity radioresistant tumors cells to ionizing radiation. Autophagy literally ‘self-eating’ is a cellular process activated in response to various conditions of cellular stress, whereby cells can liberate energy resources via the degradation of proteins and organelles. In this project we aimed to determine the potential role of autophagy in IR –induced cell death. We found that autophagy is required for the release of ATP in response to radiotherapy, as we observed that the knockdown of essential autophagy-related genes abolished its secretion. Furthermore, autophagy deficient tumors growing on immunocompetent mice did not respond to radiotherapy and continued proliferating in contrast to autophagy proficient tumors. We showed that autophagy deficient cells were neither able to recruit DCs into the tumor bed. Conversely, the inhibition of extracellular ATP degrading enzymes increased extracellular ATP concentrations in autophagy deficient tumors, which reestablished the recruitment of immune cells into the tumor bed, and restored radiotherapeutic responses in autophagy-deficient cancers.Altogether, this study showed the importance of autophagy in tumor-specific immune response after radiotherapy. Thus giving new insights into the concept of IR-induced cell death. However, there is still much that is unknown about molecular mechanisms that undergo IR-induced cell death. Understand these molecular mechanisms will help to develop new targeted therapies that will improve the effectiveness of radiotherapy.

Phakopsora pachyrhizi Syd.& P.Syd. est le plus important fléau du soja (Glycine max (L.) Merrill). Introduit au Brésil dans les années 2000, ce champignon s’est rapidement répandu sur les deux continents Américains. Seule l’utilisation de fongicides associée à des pratiques culturales strictes permet de maintenir le niveau de production. L’utilisation répétitive de ces fongicides ainsi que la plasticité génétique de ce champignon ont rapidement entraîné une diminution d’efficacité de certaines molécules. Par ailleurs, la plupart des résistances verticales identifiées dans les ressources naturelles du soja restent inefficaces contre certains isolats du champignon. La compréhension des mécanismes de l’immunité des plantes permet de proposer des solutions biotechnologiques pour le contrôle des maladies. L’utilisation antérieure du système barnase/barstar induisant une mort cellulaire artificielle, a permis de générer des pommes de terre résistantes à Phytophtora infestans. Cette technologie est basée sur l’expression de la barnase une ribonucléase toxique pour les cellules, et la barstar un inhibiteur de la barnase. Il a été proposé d’évaluer ce système pour le contrôle de P. pachyrhizi. Le point critique de cette approche est de trouver le bon rapport de l’expression des gènes barnase/barstar. Pour ce faire la barnase sera placée sous le contrôle d’un promoteur induit par le pathogène, permettant une régulation spatiotemporelle. La recherche de tels promoteurs a été effectuée en utilisant des données transcriptomiques et bibliographiques. Des sojas stables exprimant les différentes fusions promoteur:GFP ont été créées afin d’étudier l’ expression spatiotemporelle de ces promoteurs en présence du champignon. Les promoteurs pGmCHIT1 (de G. max) et pgst1 (de Solanum tuberosum) contrôlant respectivement l’expression d’une chitinase et d’une glutathione-S-transférase ont été identifiés comme induits par le pathogène. L’impact de différents stress sur ces deux promoteurs a été évalué. Les constructions génétiques « barnase/barstar » comprenant les différentes combinaisons des promoteurs ont été générées. Nicotiana benthamiana a été utilisé pour exprimer transitoirement les construits et évaluer leur phytotoxicité en absence du pathogène. Un seul construit contenant le promoteur gst1 s’est avéré non phytotoxique. Il a été transféré avec succès dans le soja. Ces sojas n’ont pas montré de gain de tolérance à la rouille. Une proposition d’amélioration du système barnase/barstar est discutée afin de mieux cerner les possibilités et les limites de ce système pour le contrôle de la rouille du soja / Phakopsora pachyrhizi Syd.& P.Syd, the fungus responsible for Asian soybean rust, is the most devastating soybean (Glycine max (L.) Merrill) pathogen. First observed in the 2000s in Latin America, the pathogen has spread throughout the Americas. The control of this pathogen depends on the use of fungicides and strict agricultural practices. The repetitive use of the 3 classes of fungicides and the genome plasticity of the pathogen have led to a decreased efficacy of certain molecules. Although vertical resistance genes have been mapped in the soybean germplasm, most of them are not effective against all Asian soybean rust isolates. A deeper understanding of plant immunity facilitates the development of biotechnological approaches for plant disease control. Artificial cell death was previously developed to control Phytophthora infestans development in potato. The technology was based on a barnase ribonuclease that is highly toxic to the plant cell and that consequently needed to be expressed only in the presence of the pathogen. The lethal expression of barnase was counterbalanced by barstar, a highly specific inhibitor of barnase. We propose to evaluate this technology in soybean to control P. pachyrhizi. The key objective is the modulation of the ratio of barnase/barstar based on the identification of an adequate inducible promoter to control the expression of barnase. The previous literature and transcriptomic data were used to identify candidate promoters for barnase expression. Stable transgenic soybean expressing the different promoter:GFP fusions were generated to test the spatiotemporal activity of the promoters in the presence of the pathogen. pGmCHIT1 (from G. max) and pgst1 (from Solanum tuberosum) promoters controlling a chitinase and a glutathione-Stransferase, respectively, were identified as induced by soybean rust. The impacts of different stresses on these promoters were evaluated. Molecular constructs with different promoters driving the barnase and barstar gene combination were generated. Nicotiana benthamiana was used to evaluate construct toxicity in the absence of the pathogen. One single construct containing the promoter pgst1 was shown to be non-phytotoxic. This construct was successfully introduced in soybean plants. The generated soybeans were challenged with rust, but no protection was observed. Based on these results, we discuss how to improve the barnase/barstar system to control soybean rust

La maladie d'Alzheimer se caractérise par des dégénérescences neurofibrillaires, des plaques séniles et une mort cellulaire neuronale massive. Les plaques séniles sont constituées par l'agrégation du peptide amyloïde, formé suite au clivage de la betaAPP, par deux activités enzymatiques, nommées beta- et gamma-secrétases. L'activité gamma-secrétase est portée par un complexe protéique composé au minimum par une préséniline (PS), la nicastrine (NCT), Aph-1 et Pen-2. L'absence d'une seule de ces quatre protéines induit l'inhibition de l'activité gamma-secrétase. Nous avons examiné les processus de dégradation des protéines Aph-1 et Pen-2, ainsi que leur rôle dans la régulation de la mort neuronale. Nous montrons que ces deux protéines, ainsi que la NCT, réduisent la sensibilité des neurones à l'apoptose, en inhibant l'activité de la caspase-3. Ces phénomènes sont contrôlés par l'oncogène p53, dont l'expression est régulée par la NCT, Aph-1 et Pen-2. Cependant, les membres du complexe gamma-secrétase n'engagent pas la même voie de signalisation. La fonction protectrice d'Aph-1 et de Pen-2 requiert l'intégrité du complexe, mais pas l'activité gamma-secrétase, tandis que celle de la NCT est totalement indépendante du complexe. Nous avons examiné la régulation transcriptionnelle de Pen-2 et des présénilines. Nous montrons que le lien existant entre p53 et Pen-2 n'est pas unidirectionnel. La transcription de p53 est régulée par le fragment AICD issu du clivage de la betaAPP. Nos résultats montrent qu'AICD et p53 potentialisent la transcription de Pen-2. De plus, Pen-2 intervient également dans le contrôle transcriptionnel des présénilines, soulignant qu'une modulation de l'expression d'un membre du complexe peut influencer l'expression des autres membres.

L'ozone troposphérique est un polluant secondaire majeur. Outre son rôle de gaz à effet de serre direct, l'ozone fait partie des polluants atmosphériques les plus toxiques et la pollution qu'elle engendre, affecte aussi bien la santé humaine que la productivité végétale. Les travaux présentés dans cette thèse porte sur l'étude du rôle des canaux ioniques de la membrane plasmique en réponse à une forte exposition à l'ozone ainsi que leurs interactions avec les évènements de signalisation mis en place lors du processus de PCD induit par ce stress sur des cellules en culture d'A. thaliana. Nous avons montré que cette mort cellulaire génétiquement contrôlée est caractérisée par une plasmolyse semblable à " l'Apoptosis Volume Decrease " (AVD) décrit en animal. Ce processus est promu par des cascades de signalisation où, dans un premier temps, les canaux anioniques sont très précocement activés potentiellement par l'acide oxalique issu de la dégradation de l'ascorbate par l'O3. Les données suggèrent une interconnexion entre les courants anioniques, l'influx cacique et une génération de ROS dépendante de la NADPH oxydase. Dans un deuxième temps, des canaux K+ rectifiants sortants sont activés de manière retardée et participent à la PCD. Cette activation retardée pourrait être due à une régulation post-transcriptionnelle des canaux GORK induite par l'O2*-. Enfin, nous avons également mis en évidence des activités enzymatiques de type caspase, au niveau cytoplasmique et nucléaire. Ces activités enzymatiques semblent être corrélées à la baisse de la teneur vacuolaire en ions K+, mais des données complémentaires sont nécessaires afin de comprendre les mécanismes sous-jacents. Ce travail souligne l'importance et la complexité de la régulation des canaux anioniques et potassiques et ce, dans les processus de signalisation et la mécanistique menant à la mort cellulaire programmée chez les plantes.

Le développement d'un cancer chez un individu immunocompétent témoigne, en partie, d'un échappement tumoral au système d'immunosurveillance. Par conséquent, la restauration ou l'induction de ces mécanismes de défense anti-tumorale est une des stratégies thérapeutiques actuelles. Un des principes de l'immunothérapie est basé sur l'injection d'anticorps ayant pour cible la cellule tumorale ou les cellules effectrices de l'immunité. L'efficacité anti-tumorale de ces anticorps a été considérablement améliorée par une meilleure compréhension des modes d'action et des effets modulateurs de ces anticorps. Ainsi, afin d'optimiser l'action des effecteurs immunitaires sur les cellules tumorales, un anticorps bispécifique, trifonctionnel, le catumaxomab, capable de se lier à la molécule d'adhérence des cellules épithéliales (EpCAM) exprimée par les cellules tumorales et à l'antigène CD3 des lymphocytes T, a été développé, essentiellement en traitement intra-péritonéal des ascites néoplasiques réfractaires.L'objectif de cette étude était de déterminer les effets immunomodulateurs du catumaxomab sur des cellules néoplasiques exprimant EpCAM, à partir de deux modèles expérimentaux (allogénique et autologue), de rechercher une cytotoxicité induite par la catumaxomab, et de la caractériser, notamment en analysant la présence ou non de signaux de stress inducteurs d'une mort immunogène tels que l'exposition membranaire de la calréticuline par les cellules tumorales pré-apoptotiques, la libération d'HMGB1 et d'adénosine triphosphate (ATP) dans le milieu extra-cellulaire, responsables d'une activation des lymphocytes T.En présence de cellules EpCAM+, le catumaxomab entrainait une activation majeure des lymphocytes T (expression de CD69, CD107a, HLA-DR et PD1), stimulait une réponse inflammatoire de type Thelper 1(Th1), et provoquait la synthèse d'interféron-gamma par les lymphocytes T CD8. Le catumaxomab engageait le CD16 (FcR) des cellules monocytaires et NK. De plus, sur des modèles allogéniques, le catumaxomab, provoquait une mort cellulaire associée à la libération d'ATP et induisait une mort immunogène après pré-incubation dans de l'oxaliplatine.Par conséquent, le catumaxomab permet de moduler l'environnement immunitaire dans les ascites néoplasiques, et de convertir une inflammation chronique et immunosuppressive (Th2) en une inflammation aigüe et immunogène (Th1). En revanche, dans ces conditions, l'administration seule de catumaxomab ne semble pas déclencher de mort immunogène.Différents moyens pourraient permettre d'améliorer la cytotoxicité de cet anticorps bispécifique : (1) le combiner avec un agent anti-néoplasique tel que l'oxaliplatine afin de promouvoir une mort immunogène, (2) affiner son action sur le CD3 des lymphocytes en modifiant sa configuration spatiale (anticorps BiTE), (3) amplifier son affinité pour le récepteur Fcdes cellules accessoires (Fc défucosylé), (4) augmenter sa cytotoxicité en modifiant la cible dirigée contre la molécule du système immunitaire (anti-PD-1...). Enfin, l'utilisation clinique pourrait être facilitée en humanisant cet anticorps chimérique murin afin d'éviter la formation d'anticorps anti-murins, dirigés contre le catumaxomab.Un essai thérapeutique de phase II dont le but est d'évaluer l'efficacité du catumaxomab intrapéritonéal après chirurgie de cytoréduction complète d'une carcinose gastrique, chez des patients ayant reçu en préopératoire une chimiothérapie systémique à base d'oxaliplatine vient de débuter. Au cours de cette étude, nous allons valider la capacité du catumaxomab 1) à induire un stress cellulaire immunogène et la mort des cellules cancéreuses, 2) à modifier la polarisation des cellules effectrices vers une maladie inflammatoire Th1, 3) à promouvoir l'expression des molécules de costimulation et TRAIL sur les cellules NK et monocytes, et corréler ces biomarqueurs immunitaires à l'efficacité du traitement.

L'X-ALD et la P-NALD sont deux maladies peroxysomales, métaboliques et neurodégénératives rares. L'X-ALD et la P-NALD résultent de déficiences respectives en ABCD1 et ACOX1. Ces deux maladies dans leurs formes sévères sont associées à des phénomènes de démyélinisation inflammatoire du SNC. Au niveau des lésions, des signes d'oxydation et une mort cellulaire sont observés. L'accumulation des AGTLC plasmatiques et tissulaires est le critère biochimique commun à ces deux maladies. Dans un premier temps, nous avons caractérisé une lignée d'oligodendrocytes murins 158N afin de l'utiliser comme modèle. Cette lignée qui présente des caractéristiques d'oligodendrocytes matures (expression des protéines de myéline MOG, MBP, PLP) possède aussi des peroxysomes fonctionnels possédant les protéines Abcd1 et Acox1. Ensuite, nous avons étudié les effets cytotoxiques et pro-oxydants des AGTLC (C24:0 et C26:0), ainsi que l'incidence de l'extinction d'Abcd1 et d'Acox1 par siRNA sur l'équilibre RedOx et la mort cellulaire. Les effets des AGTLC sur les caractéristiques biophysiques de la membrane cytoplasmique ont aussi été abordés. Par ailleurs, des marqueurs du stress oxydant ont été recherchés sur des plasmas des patients atteints de différentes formes d'X-ALD. In vitro, nous avons montré que l'accumulation d'AGTLC dans les cellules 158N induit une surproduction d'espèces radicalaires de l'oxygène et de l'azote et une perturbation des défenses anti-oxydantes (catalase, SOD, GSH). Ceci s'accompagne d'une peroxydation lipidique, d'une carbonylation des protéines et d'une dégradation de l'ADN. L'extinction d'Abcd1 et d'Acox1 par des siRNA augmente la production d'espèces radicalaires et potentialise le stress oxydant induit par les AGTLC. Sur les plasmas de patients atteints de différentes formes d'X-ALD, comparativement à des sujets sains, nous avons montré l'accumulation des produits de peroxydation lipidiques (7-hydroxycholestérols, HODEs). Le taux de ces deux produits est corrélé avec la sévérité de la maladie: CCALD>AMN>Addison>ACALD. Les AGTLC induisent aussi la mort des cellules 158N par un processus non apoptotique. Cette mort cellulaire est caractérisée par: une perturbation rapide du calcium intracellulaire, une diminution du pH, une chute du potentiel transmembranaire mitochondrial associée à des modifications structurales des mitochondries, une déstabilisation des lysosomes et une formation de figures d'autophagie. Les AGTLC perturbent aussi la fluidité membranaire. Par ailleurs, les AGTLC n'affectent pas l'expression des protéines majeures de la myéline PLP et MBP. Ces travaux ont mis en évidence un lien direct entre l'accumulation des AGTLC, le stress oxydant et l'induction de mort cellulaire faisant intervenir les lysosomes. La déficience en Abcd1 et Acox1 favorise le stress oxydant. En accord avec les résultats obtenus in vitro, la mise en évidence de marqueurs de peroxydation lipidiques dans le plasma de malades atteints d'X-ALD conforte l'hypothèse d'une intervention du stress oxydant dans cette pathologie.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative incurable caractérisée par la perte sélective des motoneurones du cerveau et de la moelle épinière. Elle se manifeste par une faiblesse musculaire qui évolue vers une paralysie, entrainant la mort du patient dans les 3 à 5 ans après l’apparition des symptômes. Une réponse inflammatoire associée à l'accumulation de cellules immunitaire dans le système nerveux central (SNC) est une signature de la SLA. Ce travail propose d'étudier le rôle des cellules résidentes du SNC, notamment les astrocytes, et des cellules immunitaires périphériques, notamment les lymphocytes T CD8+, dans la SLA. Nous montrons qu'une fois infiltrées dans le SNC des souris mutantes modèles de la SLA (lignée SOD1G93A) des cellules T CD8+ s'activent et subissent une expansion de type oligoclonale. In vitro, les cellules T CD8+ issues de souris SOD1G93A sont capables d'induire la mort des motoneurones spécifiquement, par un mécanisme dépendant de la liaison du TCR avec le CMH de classe I. Nous rapportons que la déplétion périphérique des cellules T CD8+ chez les souris modèles de SLA permet de protéger une partie des motoneurones des processus neurodégénératifs. Une approche génétique permettra de confirmer l'implication des lymphocytes cytotoxiques dans l'évolution de la maladie. / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that is characterized by the selective loss of upper and lower motoneurons. Symptoms appears as muscular weakness, which irrevocably leads to muscle paralysis and death of patients within 3 to 5 years after onset of symptoms. An inflammatory response, along with the accumulation of blood-derived immune cells in the central nervous system (CNS) is a hallmark of the disease. This work proposes to investigate the role of resident cells of the brain, such as astrocytes and especially peripheral immune cells such as T CD8+ lymphocytes, in ALS pathogenesis. We show that once infiltrated in the CNS of SOD1G93A mice, CD8+ T cells become activated and undergo an oligoclonal expansion. In vitro, CD8+ T cells isolated from ALS mouse model (SOD1G93A strain) can trigger motoneuron death, in a manner that is dependent on the recognition of the MHC class I by TCR. We report that peripheral immunodepletion of CD8+ T cells is not sufficient to improve lifespan of SOD1G93A mice, but still permit to protect motoneurons from neurodegeneration. A genetic approach will confirm implication of CD8+ T lymphocytes in the disease.