Les filaires sont des nématodes parasites transmis à des vertébrés par des arthropodes hématophages. Les espèces filariennes qui s'installent dans les cavités cœlomiques, les vaisseaux lymphatiques ou des tissus conjonctifs ont leurs stades infestants (ou L3) qui migrent via le système lymphatique après leur inoculation dans la peau. En utilisant le modèle murin avec la filaire Litomosoides sigmodontis dont les adultes résident dans la cavité pleurale, deux phases d'interaction des filaires avec les poumons des souris BALB/c sont décrites 1) lors de la migration des L3 de la peau à la cavité pleurale ; 2) pendant la phase patente de l’infection quand les adultes pondent des microfilaires dans la cavité pleurale. Dans la 1ère phase les L3 rejoignent le système sanguin pulmonaire puis traversent les poumons pour entrer dans la cavité pleurale. Ce passage induit une pathologie aigue transitoire: tout d'abord des hémorragies consécutives à la rupture des capillaires pulmonaires, accompagnées d'une augmentation du nombre de neutrophiles pulmonaires et de la libération transitoire d'IL-1β et des alarmines IL-33 et S100A9 dans la cavité pleurale. Le S100A9 semble faciliter la survie des filaires, soit par un effet anti-inflammatoire soit en facilitant la migration des L3. Les neutrophiles peuvent libérer des NETS en réponse aux L3. Dans les jours suivant l'infection, une réponse régulatrice se met en place dans les poumons, avec le recrutement de macrophages et d'éosinophiles, la production d'IL-4, de CCL2 et d'IL9, ainsi que la baisse d'expression de molécules inflammatoires. La formation des granulomes est également observée dans le tissu pulmonaire. Le passage des L3 induit aussi une inflammation des vaisseaux sanguins pulmonaires chez les souris C57BL/6 seulement. Lors de la phase patente de l'infection, 40% des souris ne développent pas de microfilarémie sanguine. La comparaison des réponses des souris microfilarienne et amicrofilarienne montre une exacerbation de l'inflammation pleurale induite par les microfilaires. De plus, les souris microfilarémiques développent une pathologie pulmonaire dépendant des microfilaires consistant en la fibrose de la plèvre viscérale, une accumulation périvasculaire de macrophages et une inflammation bronchoalvéolaire (production de mucus et éosinophilie). Le contrôle des filaires (adultes et microfilaires), mais aussi la mise en place de la pathologie sont dépendantes de l'IL-5 et de l'IL-4R. / Filariae are parasitic nematodes transmited to vertebrates by haematophagous arthropods. The filarial species that settle in the coelomic cavities, the lymphatic vessels or the connective tissues have their infectious stages (or L3) which migrate via the lymphatic system after their inoculation into the skin. Using the murine model with the filaria Litomosoides sigmodontis, whose adults reside in the pleural cavity, two phases of interaction between filariae and the lung of BALB/c mice are described 1) during the L3 migration from the skin to the pleural cavity ; 2) during the patent phase of infection, when adults realease microfilariae in the pleural cavity. During the 1st phase L3 join the pulmonary blood system and then cross through the lungs to enter the pleural cavity. This passage induces a transient acute pathology: first haemorrhages following the rupture of the pulmonary capillaries, together with an increase in the number of pulmonary neutrophils and the transient release of IL-1β and the alarmins IL-33 and S100A9 in the pleural cavity. S100A9 appears to facilitate the survival of the filariae either by an anti-inflammatory effect or by facilitating the migration of L3. Neutrophils can release NETs in response to L3. Within days following the infection, a regulatory response takes place in the lungs, with recruitment of macrophages and eosinophils, production of IL-4, CCL2 and IL-9, and downregulation of inflammatory molecules. The formation of granulomas is also observed in pulmonary tissue. The passage of L3 also induces an inflammation of pulmonary blood vessels, in C57BL/6 mice only. During the patent phase of the infection, 40% of the mice do not develop blood microfilaraemia. Comparison of responses of microfilaremic and amicrofilaremic mice shows an exacerbation of pleural inflammation induced by microfilariae. In addition, microfilaremic mice develop microfilaria-dependent pulmonary pathology consisting on fibrosis of the visceral pleura, perivascular accumulation of macrophages and bronchoalveolar inflammation (mucus production and eosinophilia). The control of the filariae (adults and microfilariae), but also the establishment of the pathology are dependent on IL-5 and IL-4R.

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After 3, 6 and 9 weeks, the animals were euthanized for tissue parasitism analysis by the limiting dilution technique, in infected ears, draining lymph node and spleen of mice. The draining lymph node cells were incubated (48 h) in the presence or absence of L. amazonensis antigen (Ag) for analysis of cytokines by ELISA. IL-32γTg mice present IL-32 production in spleen, liver, lymph node and ear. IL-32γTg mice have a lower injury than the WT mice during the third week of infection. From the 5th to the 9th week of infection, the two groups had similar lesion development profiles. Interestingly, in the 3rd week of infection, the parasitic load in the lesion of IL-32γTg mice was 100 times greater than that of WT mice. After three weeks, IL-32γTg mice maintained the same parasitic load up to nine weeks. In WT mice, however, the number of parasites increased exponentially during weeks evaluated. The parasite load in the spleen and lymph node was lower in IL-32γTg mice when compared with WT mice. There was no difference in histological sections of the lesions in WT and IL-32γTg mice infected with L. amazonensis. We did not observe differences between WT and IL-32γTg groups on the product -10) by lymph node cells stimulated with Ag, in the 3rd, 6th and 9th week of infection. Our data suggest that IL-32γ favors infection by L. amazonensis in the early stages, allowing the growth of the parasites. However, this cytokine seems to limit the growth and spread of parasites in the later stages of infection. In vitro analyzes show the similar percentage of infected cells and the number of parasites per infected cell in WT macrophages and IL-32γTg after 3 and 48h of infection with L. amazonensis. However, the production of NO by macrophages seems to be lower in IL- 32γTg mouse cells during infection with L. amazonensis. Understanding the mechanisms by which IL-32γ modulates Leishmania amazonensis infection in mice is essential to define the components that control cutaneous leishmaniasis caused by this specie in humans. / A IL-32 é uma citocina pró-inflamatória que apresenta diferentes isoformas. A isoforma IL- 32γ é a mais potente e foi detectada em lesões de pacientes com leishmaniose tegumentar americana. Células murinas respondem à IL-32, no entanto, camundongos não têm o gene para essa citocina. Para entender o papel da IL-32 na infecção por Leishmania (Leishmania) amazonensis, foram utilizados camundongos transgênicos para a IL-32γ humana (IL-32γTg). Camundongos C57BL/6 (WT) e C57BL/6 IL-32γTg foram infectados com formas promastigotas de L. amazonensis na orelha. O desenvolvimento da lesão foi acompanhado semanalmente com paquímetro digital (medida em mm de lesão). Após 3, 6 e 9 semanas, os animais foram eutanasiados para análise de parasitismo tecidual, pela técnica de diluição limitante, nas orelhas infectadas, no linfonodo drenante e no baço dos camundongos. As células do linfonodo drenante foram incubadas (48 h), na presença ou ausência de antígeno de L. amazonensis (Ag), para análise de citocinas pela técnica de ELISA. Camundongos IL- 32γTg apresentam produção de IL-32 no baço, fígado, linfonodo e orelha. Camundongos IL- 32γTg apresentam uma lesão menor do que a lesão dos camundongos WT, na terceira semana de infecção. Da 5ª até a 9a semana de infecção, os dois grupos apresentaram perfis semelhantes de desenvolvimento da lesão. Curiosamente, na 3ª semana de infecção, a carga parasitária na lesão do camundongo IL-32γTg era 100 vezes maior do que a dos camundongos WT. Após três semanas, os camundongos IL-32γTg mantiveram a mesma carga parasitária até nove semanas. Em camundongos WT, no entanto, o número de parasitos aumentou exponencialmente durante as semanas avaliadas. A carga parasitária do linfonodo e no baço foi menor nos camundongos IL-32γTg, quando comparado com camundongos WT. Não foi observada diferença nos perfis histológicos das lesões nos camundongos WT e IL-32γTg infectados por L. amazonensis. Não foi observada nenhuma diferença entre os grupos WT e IL-32γTg em relação à produção de citocinas (IFNγ, TNFα e IL-10), pelas células dos linfonodos estimuladas com Ag, na 3a, 6a e 9a semana de infecção. Os nossos dados sugerem que a IL-32γ favorece a infecção por L. amazonensis nas fases iniciais, permitindo o crescimento do parasito; no entanto, essa citocina parece limitar o crescimento e a disseminação dos parasitos nas fases mais tardias da infecção. As análises in vitro mostraram porcentagem de células infectadas e número de parasitas por célula infectada semelhantes nos macrófagos dos WT e IL-32γTg com 3 e 48h de infecção por L. amazonensis. Entretanto, a produção de NO por macrófagos parece ser menor nas células de camundongos IL-32γTg durante a infecção por L. amazonensis. Compreender os mecanismos pelos quais a IL-32γ modula a infecção por L. amazonensis nos camundongos é fundamental para a definição dos componentes que controlam a leishmaniose tegumentar causada por esta espécie em seres humanos.

La maladie de Berger est la glomérulonéphrite la plus fréquente avec une estimation selon laquelle 1% de la population mondiale serait touchée. L’agent causal est une immunoglobuline (Ig)A anormale (polymérique et hypogalactosylée) qui se dépose dans le mésangium et provoque un dysfonctionnement rénal (protéinurie, hématurie) et des lésions glomérulaires. Dans 25% des cas, la maladie évolue sur 20 ans vers l’insuffisance rénale terminale. Des évidences, de plus en plus nombreuses, montrent que l’environnement microbien, en particulier bactérien, commensal ou pathogène, a un impact important sur le développement de la maladie. Au cours de ma thèse, j’ai d’abord étudié l’effet d’une molécule de la paroi bactérienne, le lipopolysaccharide (LPS), sur la production des IgA dans les muqueuses chez la souris normale. Les résultats que j’ai obtenus et ceux publiés permettent de proposer que la stimulation chronique des muqueuses par l’environnement microbien conduit à une augmentation de la production d’IgA néphrotoxiques, qui, du fait d’un déficit de leur récepteur pIgR mucosal, sont anormalement dirigées vers la circulation plûtôt que dans la lumière es muqueuses. Dans une seconde partie de mon travail, j’ai étudié l’effet du LPS sur le développement de la maladie de Berger dans un modèle de souris 1KI. Ces souris génétiquement modifiées produisent de l’IgA humaine et développent spontanément des dépôts mésangiaux d’IgA mais n’ont pas de protéinurie, d’hématurie ou de lésions glomérulaires. Nos résultats montrent que le LPS provoque une forte hématurie dans les souris 1KI lorsque celles-ci expriment le récepteur des IgA humaines, CD89, à la surface des polymorphonucléaires neutrophiles. En conclusion, mon travail de thèse a permis de mettre en lumière un impact de l’environnement microbien sur pIgR et sur les polymorphonucléaires neutrophiles dont la déficience ou l’activation pourrait contribuer au développement de la maladie de Berger. / IgA nephropathy is the most frequent glomerulonephritis worldwide. It features mesangial immunoglobulin (Ig)A deposits and proteinuria, hematuria and glomerular histological lesions. In 25% patients, it evolves, within 20 years, towards the end stage renal disease. Microbial environment, through the interaction with mucosa, is believed to play a crucial role in the development of the disease. The objectives of my work were to evaluate the effect of the microbial compound lipopolysaccharide (LPS) on the production of the nephritogenic IgA in the mucosa of mice and on the development of IgA nephropathy in the murine model 1KI that spontaneously develops mesangial IgA deposits without the other signs of the disease. Our results and those previously published suggest that the chronic stimulation of mucosa by microbiota leads to the increased production of nephritogenic IgA in the mucosa. These IgA, thanks to a deficient mucosal receptor pIgR in patients with IgA nephropathy, may be abnormally routed in the blood. We also showed that LPS provokes hematuria in the 1KI mice, when they express a specific IgA receptor, CD89, on the surface of polymorphonuclear neutrophils. Altogether our findings highlight the impact of microbial environment on pIgR and on polymorphonuclear neutrophils and thus, potentially, on IgA nephropathy.

<p>An abdominal aortic aneurysm (AAA), defined as a pathological expansion of the largest artery in the abdomen, is a relatively common disease that frequently leads to death if rupture occurs. Once diagnosed, clinicians often evaluate the rupture risk based on the maximum diameter of the aneurysm, a limited metric that is not accurate for all patients. In this study, we worked to provide additional distinguishing factors between growing and stable AAAs to aid in clinical rupture risk assessment. We utilized a relatively new murine model that uses surgical application of topical elastase to cause initial aortic expansion, and a lysyl oxidase inhibitor, β-aminopropionitrile (BAPN), in the drinking water to promote AAA growth. We further sought to develop and demonstrate applications of advanced imaging approaches, including four-dimensional ultrasound (4DUS), to obtain and evaluate alternative geometric and biomechanical parameters between 1) growing AAAs, 2) stable AAAs, and 3) non-aneurysmal control mice. Our study confirmed the reproducibility of the model and found reduced strain values, greater tortuosity, and decreased elastin health in mice with aneurysms. We also found expanding murine AAAs to have increased peak wall stress and surface area per length compared to stable aneurysms. The results from this work help provide a better understanding of the growth patterns associated with elastase-BAPN murine aneurysms and demonstrate the capabilities of high-frequency ultrasound. Eventually these data could help lay the groundwork for improving insight into clinical prediction of AAA expansion.</p>

La maladie de Parkinson (MP) est un trouble neurodégénératif caractérisé par une perte progressive de neurones dopaminergiques (DA) de la substance noire pars compacta (SNpc). Différents mécanismes sont associés à la neuropathogénèse de la MP et en particulier le dysfonctionnement de la chaîne respiratoire mitochondriale, le stress oxydatif, l’apoptose et les processus neuro-inflammatoires. L'octadécaneuropeptide (ODN) est un peptide dérivé du diazepam-binding inhibitor (DBI) exprimé par les cellules astrogliales, qui exerce une action neuroprotectrice dans un modèle cellulaire in vitro de la MP. A ce jour, aucune étude in vivo n’a été réalisée, afin de déterminer si les données obtenues sur les modèles cellulaires in vitro peuvent être transposées in vivo. Le projet de cette thèse consiste ainsi à mettre en évidence l’action protectrice de l’ODN sur la survie des neurones DA de la SNpc dans un modèle murin de la MP et à rechercher les conséquences de l’invalidation du gène du précurseur de l’ODN (DBI) sur la vulnérabilité des neurones DA. Les résultats obtenus montrent qu’une seule injection intra-cérébroventriculaire d’une faible quantité d’ODN (10 ng), 1 h après la dernière administration systémique de 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP) prévient significativement la perte des neurones DA dans la substance noire et la dégénérescence de leurs prolongements nerveux vers le striatum comme mesuré par des marquages et des mesures d’expression de la tyrosine hydroxylase. Cet effet neuroprotecteur de l’ODN est accompagné par une réduction du nombre d’astrocytes réactifs, une forte inhibition de l'expression de gènes pro-inflammatoires tels que les interleukines (IL) IL-1β et IL-6, et tumor necrosis factor-α. De plus, l'ODN bloque l'inhibition du gène anti-apoptotique Bcl-2 et la stimulation des gènes pro-apoptotiques Bax et caspase-3, induite par le MPTP dans la SNpc et le striatum. L'ODN réduit également l’accumulation d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de produits d'oxydation lipidique dans les neurones DA. Par ailleurs, les souris knock-out DBI (DBI-/-) sont plus vulnérables que les animaux sauvages (DBI+/+) vis-à-vis de la neurotoxicité du MPTP. L’absence de production d’ODN endogène, chez les souris DBI-/- parkinsoniennes, augmente les dommages cellulaires induits par le MPTP, la réactivité gliale, les taux de ROS, l’expression de cytokines pro-inflammatoires et l'activité de la caspase-3 dans la région nigro-striée. L’ensemble de ces résultats montre que le gliopeptide ODN exerce un puissant effet neuroprotecteur contre la dégénérescence des neurones DA de la SNpc induite par le MPTP, chez la souris. Cette action protectrice met en jeu des mécanismes impliquant l’inhibition des processus neuro-inflammatoires, oxydatifs et apoptotiques. D’autre part, la déficience en ODN potentialise les effets délétères du MPTP, suggérant que ce peptide joue un rôle clé lors de la réponse à un stress cellulaire. / Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disorder characterized by a progressive loss of loss of dopaminergic (DA) neurons within the substantia nigra pars compacta (SNpc). Different mechanisms are associated with the neuropathogenesis of PD including dysfunction of the mitochondrial respiratory chain, oxidative stress, apoptosis and neuroinflammatory processes. Octadecaneuropeptide (ODN) is a diazepam-binding inhibitor (DBI)-derived peptide, expressed by astrocytes, which protects neurons against oxidative cell damages and apoptosis in an in vitro model of PD. Nevertheless, its protective action in vivo has never been investigated. Therefore, the aim of the project of this thesis was to investigate whether intracerebroventricular (i.c.v) injection of ODN could prevent DA neuron degeneration in a 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced mouse model of PD, and to explore the vulnerability of ODN precursor knockout (DBI KO) mice to MPTP-induced neurotoxicity. The results show that a single i.c.v injection of 10 ng/μl ODN, 1 h after the last systemic administration of MPTP, prevents the reduction of the number of tyrosine hydroxylase (TH)-positive cell bodies and fibers in the SNpc and striatum, respectively. Immunofluorescence imaging, Western blot analysis and Q-PCR studies revealed that ODN totally abolished MPTP-induced decrease of TH positive cells, mRNA expression and protein levels. This neuroprotective effect of ODN is accompanied by a reduction in the number of reactive astrocytes, an inhibition of the expression of pro-inflammatory genes such as interleukins (IL) IL-1β and IL-6, and a decrease of tumor necrosis factor -α. In addition, ODN blocks the inhibition of the anti-apoptotic Bcl-2 gene and the stimulation of Bax and caspase-3 expression induced by MPTP in the SNpc and striatum. ODN also reduces the accumulation of reactive oxygen species (ROS) and lipid oxidation products in DA neurons. Furthermore, DBI-/- mice exhibited more vulnerability to MPTP than wild-type animals (DBI+/+). Thus, ODN KO mice are more sensitive to MPTP-induced inflammatory and oxidative brain damages, suggesting that the endogenous OD may also be neuroprotective. These results indicate that, based on its anti-oxidative, anti-inflammatory and anti-apoptotic effect, the gliopeptide ODN could lead to the development of effective therapeutic agents for the treatment of cerebral injuries involving oxidative neurodegeneration.

Les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington sont des pathologies progressives qui affectent le système nerveux, conduisant à la mort de certaines cellules nerveuses. Toutes ces maladies se caractérisent par la perte progressive de neurones dans des régions plus ou moins localisées du système nerveux, entraînant des complications cognitives, motrices ou perceptives. La MP est caractérisée par une dégénérescence sélective et progressive des neurones dopaminergiques situés dans la substance noire pars compacta (SNc), et de leurs terminaisons nerveuses qui normalementlibèrent la dopamine dans le striatum. Bien que les causes exactes de la MP soient inconnues, de nombreuses études ont démontré le rôle important du stress oxydatif dans la dégénérescence des neurones dopaminergiques. D’ailleurs, un niveau élevé de radicaux libres est observé dans le cerveau de patients post-mortem. Ces observations suggèrent que les protéines qui jouent un rôle dans la protection des neurones contre les effets du stress oxydatif peuvent représenter des cibles thérapeutiques intéressantes. En effet, pour maintenir l'équilibre d'oxydo-réduction, les cellules recrutent plusieurs enzymes réductrices dont des membres de la famille des sélénoprotéines. Des résultats obtenus dans notre laboratoire ont montré que la sélénoprotéine T (SelT), une nouvelle sélénoprotéine identifiée dans les cellules nerveuses dans notre laboratoire, est fortement exprimée dans les conditions de dégénérescence des neurones suite à un stress oxydant, et exerce un rôle neuroprotecteur. Ce rôle est assuré par son site actif contenant une cystéine et une sélénocystéine. Le but de ce travail de thèse était de valider l’utilisation d’un peptide nommé PSELT contenant le coeur actif de la SelT en tant que traitement neuroprotecteur dans la MP. Le traitement des cellules de neuroblastome SH-SY5Ypar le peptide PSELT réduit significativement les niveaux des radicaux libres et stimule la survie cellulaire en inhibant l’apoptose. Le PSELT semble traverser la membrane plasmique pour exercer son effet. In vivo, l’administration intranasale du PSELT protège les neurones et les fibres dopaminergiques dans un modèle de la MP chez la souris traitée par le 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP). Le peptide PSELT augmente le taux de la tyrosine hydroxylase et inhibe l’apoptose, ce qui aboutit à une amélioration des troubles moteurs induits par le MPTP chez les animaux. L’ensemble de ces résultats montrent pour la première fois qu’un peptide issu de la SELT, le PSELT, est capable de protéger les neurones dopaminergiquesin vitro et in vivo et d’améliorer l’activité motrice des animaux modèles de la MP, ouvrant la voie au développement d’une nouvelle thérapie de neuroprotection pour la MP. / Résumé en anglais non fourni

Les neutrophiles constituent une première ligne de défense contre les agents infectieux. En revanche, leur activation incontrôlée peut exacerber certaines pathologies inflammatoires telles que les allergies cutanées. Notre équipe a montré précédemment que le facteur de transcription Nrf2 connu pour son rôle anti-oxydant, régulait l’inflammation cutanée dans l’hypersensibilité de contact (HSC). Ainsi ce travail a été mené pour évaluer in vitro l’implication de la voie Nrf2 dans les fonctions des neutrophiles et pour identifier son rôle dans le recrutement et l’activation des neutrophiles dans l’HSC.In vitro, nous montrons que la protéine Nrf2 est fortement exprimée dans les neutrophiles de la moelle osseuse. Nrf2 est fonctionnelle dans les neutrophiles stimulés : il active la transcription de gènes cibles cytoprotecteurs et diminue celle des gènes de l’inflammation. Ainsi, le prétraitement des neutrophiles avec un activateur de Nrf2 tel que le sulforaphane, réduit la production des formes réactives de l’oxygène (FRO)en réponse à une stimulation. En parallèle, l’absence de Nrf2 ne semble pas affecter la phagocytose et la nétose, deux fonctions clés du neutrophile. Enfin, Nrf2 est indispensable pour une migration optimale des neutrophiles en réponse aux chimiokines.Au cours de l’HSC induite par le dinitrochlorobenzène (DNCB), Nrf2 régule indirectement le recrutement des neutrophiles, en contrôlant le stress oxydant cutané et les voies inflammatoires impliquées dans la production de chimiokines, notamment CCL2, CCL4 et CCL11. En outre, Nrf2 induit l’augmentation d’expression du scavenger CD36 dans les macrophages et augmente ainsi leur capacité à éliminer les neutrophiles apoptotiques pour initier la résolution de l’inflammation.En conclusion, l’activation de Nrf2 dans les neutrophiles participe au contrôle de la production des FRO et la migration. En outre, Nrf2 émerge comme un effecteur clé dans le contrôle du recrutement et de la clairance des neutrophiles au cours de la réponse inflammatoire cutanée aux molécules allergisantes. La mise en évidence de ces mécanismes protecteurs de Nrf2 nous permet de proposer cette protéine comme nouvelle cible thérapeutique dans le contrôle d’inflammations cutanées chroniques. / Neutrophils form the first line of defense against infectious agents. However, their uncontrolled activation may exacerbate certain inflammatory conditions such as cutaneous allergies. Our team has previously shown that Nrf2 transcription factor known for its antioxidant role, regulates skin inflammation in contact hypersensitivity (CHS). Thus, our work was carried out to evaluate in vitro the involvement of Nrf2 pathway in neutrophil functions and to identify Nrf2 role in neutrophil recruitment and activation in CHS.In vitro, we showed that the protein Nrf2 was highly expressed in bone marrow neutrophils. Nrf2 is functional in stimulated neutrophils: it activates the transcription of cytoprotective genes and downregulates that of inflammatory genes. Thus, pretreatment of neutrophils with an Nrf2 activator such as sulforaphane reduces the production of reactive oxygen species (ROS) in response to stimulation. In parallel, Nrf2 does not affect two key functions of neutrophil, phagocytosis and netosis.Finally, Nrf2 is essential for optimal migration of neutrophils toward chemokines. In CHS induced by the dinitrochlorobenzene (DNCB), Nrf2 indirectly regulates the recruitment of neutrophils, through regulation of skin oxidant stress and inflammatory pathways that are involved in chemokines production, including CCL2, CCL4 and CCL11. In addition, Nrf2 induces the up-regulation of scavenger CD36 in macrophages and thus increases their ability to eliminate apoptotic neutrophils leading to the resolution of inflammation.In conclusion, Nrf2 activation in neutrophils participates in the control of ROS production and migration. In addition, Nrf2 emerges as an important effector in the control of neutrophil recruitment and clearance during the skin inflammatory response to allergenic molecules. The demonstration of Nrf2 protective mechanisms leads us to suggest this protein as a new therapeutic target in the control of chronic skin inflammations.

La dépression est une pathologie multifactorielle induisant des troubles psychiques et physiques. De nouvelles thérapies visant à enrichir l’environnement des patients par des activités physiques, sociales et cognitives aident à la rémission en complément des traitements pharmacologiques. Cependant les bases moléculaires sous-jacentes aux bénéfices observés dans ces thérapies sont méconnues. C’est dans ce contexte que nous avons étudié les effets de ces thérapies via la mise en place d’un modèle murin d’environnement enrichi (EE). L’objectif de ma thèse a été d’évaluer les effets antidépresseurs de l’EE sur un modèle murin de dépression et d’identifier une nouvelle cible thérapeutique. J’ai montré que l’administration chronique de corticostérone induit un état dépressif et une neuroinflammation qui peuvent être réversés par l’EE. De plus, mes travaux ont mis en évidence, l'adiponectine (ApN), comme étant un acteur clef des effets de l'EE. J’ai montré que l’EE via l’ApN était capable de limiter la neuroinflammation. Par ailleurs, la caractérisation de souris n’exprimant pas l’ApN a montré que ces souris étaient insensibles en partie aux effets de l’EE. Par la suite, je me suis intéressée à la voie de signalisation de l’ApN impliquée dans ses effets anti-inflammatoires, j’ai montré que l’ApN inhibe l’activation de la microglie en se liant à son récepteur AdipoR1. Enfin, j’ai testé l’effet de l’AdipoRon, un agoniste des récepteurs de l’adiponectine, sur des souris traitées par la corticostérone. J’ai montré que l’AdipoRon réduisait l’état « dépressif » de ces souris. Mon travaille suggère que les effets antidépresseurs de l’AdipoRon sont dus à sa pléiotropie car il agit simultanément sur différents systèmes altérés dans la dépression dont la neurogenèse hippocampique, la neurotransmission sérotoninergique et la neuroinflammation. Pour conclure ce travail met en avant les effets bénéfiques de l’EE sur la dépression et la neuroinflammation. De plus, ils identifient l’ApN et sa voie de signalisation comme de nouvelles cibles prometteuses dans le traitement de la dépression. / Major depression is a complex disorder characterized by behavioral and cognitive impairments triggered by various factors including genetic predispositions, stress and environment. The pathophysiology of depression is poorly understood. Numerous evidence suggests that neuroinflammation is associated with depression. Alternative therapeutic strategies are needed and "positive" life experiences could be an efficient way to help the remission of the disorder. To study the potential antidepressant effects of such “positive” living conditions, we used the enriched environment (EE) paradigm on mice. The aim of our work was to fully characterize the antidepressant and anti-inflammatory effects of EE in a well-characterized murine model of depression-like behavior induced by long-term administration of corticosterone. We showed that EE efficiently reverses the anxiety/depression‐like state of mice and reduces neuroinflammation. Moreover, we identified the adipokine Adiponectin as a key player in the beneficial effects of EE. We reported that increased levels of Adiponectin in the brain led to microglia phenotype and activation state regulation, thus reducing global brain inflammation in mice. Indeed, the anti-inflammatory and antidepressants effects of EE are abolished in Adiponectin deficient mice. We demonstrated that anti-inflammatory actions of Adiponectin on microglia is mediated through the Adiponectin Receptor 1. Those results highlight the key role of the adiponergic system in the treatment of psychiatric disorders. Therefore, we tested the effect of AdipoRon, a potent Adiponectin receptors 1 and 2 agonist on corticosterone-treated mice. AdipoRon successfully reversed the corticosterone-induced depression-like state in mice. AdipoRon exerted its pleiotropic actions on various systems including hippocampal neurogenesis, serotonergic neurotransmission and neuroinflammation, which can explain its antidepressant properties. Together, our findings bring insight into the beneficial effects of "positive" life experiences in depression and neuroinflammation, highlight the pivotal role of Adiponectin pathway and emphasizes that AdipoRon or other Adiponectin receptor agonist may constitute a promising novel antidepressant.

Sepsis is life-threatening organ dysfunction produced by a dysregulated host response to infection in which neutrophils release neutrophil extracellular traps (NETs). NETs consist of DNA, histones, and antimicrobial peptides which kill pathogens. However, DNA and histones also exert damage by activating the intrinsic pathway of coagulation and inducing endothelial cell death, respectively. AADH, a 15kDa non-anticoagulant unfractionated heparin (UFH), prevents histone-mediated cytotoxicity in vitro and improves survival in septic mice. We explored the effectiveness of Vasoflux, a 5.5kDa low-molecular-weight-heparin as an anti-sepsis treatment as compared to enoxaparin and UFH. Vasoflux has reduced anticoagulant functions and hence reduces the risk of bleeding as compared to enoxaparin or UFH. We showed that UFH, enoxaparin, or Vasoflux at concentrations of up to 13.3uM, 40uM, or 40uM, neutralize histone-mediated cytotoxicity. These results suggest that these glycosaminoglycans (GAGs) are able to neutralize histone-mediated cytotoxicity independent of the AT-binding pentasaccharide. To quantitate the binding affinity between GAGs and histones, surface plasmon resonance was conducted. UFH is a more potent inhibitor of histone-mediated cytotoxicity compared to Vasoflux as UFH has a 10-fold greater binding affinity to histones compared to Vasoflux. To translate our in vitro findings to in vivo, Vasoflux, enoxaparin, and UFH were administered in a murine model of sepsis. Vasoflux at 8mg/kg - 50mg/kg reduced survival and exhibited damage in the lung, liver, and kidney in septic mice compared to 10 mg/kg of UFH or 8mg/kg of enoxaparin. This may be due to Vasoflux and UFH disrupting the DNA-histone complex, thereby releasing free procoagulant DNA. This is evident by our gel electrophoresis experiments, where addition of 1uM Vasoflux or 3.3uM UFH to DNA-histone complexes lead to histone dissociation from DNA. UFH bound to histones may be able to inhibit DNA-mediated thrombin generation, as it retains its anticoagulant properties, demonstrated by UFH-histone complexes attenuating DNA and TF-mediated thrombin generation. In contrast, Vasoflux may not neutralize the procoagulant DNA leading to a hypercoagulable state in the mice. Our study may have important clinical implications as there is an ongoing trial, HALO, which will administer intravenous UFH to patients suspected to have septic shock to reduce mortality. Based on our results, future clinical trials should consider the antithrombin-dependent anticoagulant activity of UFH being used as a sepsis treatment. / Thesis / Master of Science (MSc) / Sepsis is a life threatening condition caused by the body’s extreme response to microbial infection of the blood, whereby neutrophils release traps composed of cell-free DNA (cfDNA), histones, and antimicrobial proteins. In addition to fighting off infections, these traps also exert harmful effects like triggering clotting and killing host cells. Currently, no specific anti-septic drugs exist. Studies have shown that DNase1 (a recombinant protein that digests double stranded cfDNA) or a modified form of heparin (neutralizes histones) improves survival in septic mice. Our goal was to explore the protective effects of Vasoflux, (a non-anticoagulant heparin) and DNase1 in a mouse model of sepsis. We hypothesize that the combined therapy of DNase1 and Vasoflux will improve survival. We found that Vasoflux has minimal blood thinning activity and can prevent histones from killing cells. However, Vasoflux administered into septic mice worsened organ damage and decreased survival. We hypothesize that this damage may be due to Vasoflux’s ability to displace histones from histone-DNA complexes, thereby releasing free DNA, which promotes excessive blood clotting in sepsis.

Résumé confidentiel / Confidential abstract