Understanding the mechanical properties of Abdominal Aortic Aneurysms is paramount to improving treatment of this deadly condition. Here, we present work that makes strides in understanding not only the mechanical behavior and constitutive parameters of the two vessels that experience AAAs in different models, but also the effects of three major components of AAA formation. Biaxial mechanical tests were performed using a modified computer- controlled device. We examined the solid mechanics of the infrarenal and suprarenal aorta to examine why non-targeted models of AAAs (like Ang-II infusion) form exclusively in the suprarenal aorta whereas in humans the lesions preferentially form in the infrarenal aorta. The major difference between the two vessels is the elastin content and lamellar thickness in the suprarenal aorta. We analyzed the mechanical and constitutive effects of an acute loss of functional elastin via intraluminal exposure to elastase. We found that after elastase exposure, vessels were less distensible and experienced non-uniform, but modest dilatation. The constitutive parameters reflect elastin loss and increased collagen loading. We detailed the loss of smooth muscle cell contractility as found in human lesions that form in the thoracic aorta. We examined wild-type (WT), heterozygous (HET), and null (KO) a-smooth muscle actin (a-SMA) mice. The data and associated constitutive parameters were nearly identical amongst the three groups. We studied the biaxial mechanical tests on Angiotensin-II-infused ApoE-/- mice. This model is common model of AAA; however, instead of dilation and a thinning of the wall as in AAAs, Ang-II results in a dissecting aneurysm with adventitial growth. The pressure-diameter curves show a lack of sigmoidal shape attributed to elastin, there is some distensibility. The pressure-force behavior of these vessels is similar to a native vessel, unlike the pressure-force behavior of the elastase vessels. We have added a piece to the puzzle in understanding why AAAs occur preferentially in the suprarenal in mice as opposed to the infrarenal in humans. Our work with the a-SMA mice, introduces the idea that missense mutations in the ACTA2 gene, rather than the knocking out of the gene, leads to vascular diseases. We have increased the knowledge of the Ang-II infusion model by presenting biaxial mechanical data of the resulting dilatations. We have also further explored this widely used AAA model via histology to determine that in it is not a model for aneurysm development, but is a dissecting adventitial disease.

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Food allergy is a potentially life-threatening disease affecting up to 10% of individuals in Western countries. Clinical reactivity to food allergens is primarily mediated by immunoglobulin (Ig) E, with symptoms ranging from mild urticaria to anaphylaxis. Currently, food allergy remains a disease without a cure. Oral immunotherapy (OIT), which involves consuming small amounts of allergen, remains an experimental treatment in Canada, although has been approved by the Food and Drug Administration (FDA) in the United States for treatment of peanut allergy. While efficacious to induce desensitization, OIT is accompanied by a significant rate of adverse effects. Sublingual immunotherapy (SLIT) is a novel route of treatment for food allergy, where small amounts of allergen are placed under the tongue and held for 2-3 minutes. In contrast to OIT, SLIT offers not only treatment efficacy but also promises an excellent safety profile. The first objective of this thesis was to first develop a SLIT regimen in murine models of food allergy where sensitization is carried out either epicutaneously or intragastrically. Secondly, we investigated the efficacy of SLIT in modulating the clinical and humoral responses in prophylactic and semi-therapeutic settings. In the prophylactic setting, where SLIT was administered prior to sensitizing allergen exposures, SLIT-treated mice were completely protected from allergic sensitization including absent production of serum ovalbumin-specific IgE. In the semi-therapeutic setting, where SLIT was administered to mice primed to develop food allergy, it produced a partial protection against food-induced clinical reactivity. This was associated with lower levels of IgE production in comparison to non-treated, allergic mice. Together, this work provides both an optimized SLIT protocol, as well as evidence on the efficacy of SLIT in the treatment of food allergy in murine models. These findings will aid future work investigating the cellular and molecular mechanisms underlying SLIT-induced protection. / Thesis / Master of Science (MSc) / Food allergy is a potentially life-threatening disease which is primarily mediated by IgE antibodies. Strict allergen avoidance and use of rescue epinephrine upon accidental allergen exposure remain the standard of care. Oral immunotherapy, where individuals ingest small amounts of allergen, is currently the experimental treatment of reference to induce clinical tolerance; however, it is accompanied by a significant rate of adverse reactions. In contrast, sublingual immunotherapy (SLIT), which is less efficacious, upholds a superior safety profile. The primary objective of this thesis was to investigate the impact of SLIT in inducing clinical and immunological changes in murine models of food allergy. We demonstrated that when administered prophylactically, SLIT prevents mice from undergoing anaphylaxis. When administered to sensitized mice in a pre-allergic state, SLIT was protective against severe clinical reactivity after challenge. In conclusion, the work presented here establishes a useful platform to investigate the mechanisms underlying SLIT-mediated protection.

Aging is accompanied by dysregulated immune function resulting in increased susceptibility of the elderly to diseases caused by microbial pathogens. There exists a multitude of data suggesting decreased resistance of the elderly to a variety of intracellular pathogens but there is no data relating the effect of aging on the immune response against Brucella. To elucidate the mechanism of immune dysregulation in old, old and young DBA/2 and BALB/c mice were infected with wild-type B. abortus strain 2308. The old and young mice were also vaccinated with vaccine B. abortus strain RB51 over-expressing Cu-Zn superoxide dismutase (SOD) and then challenged with B. abortus strain 2308 to determine the effect of vaccination in old vs. young mice. Specific IgG1 and IgG2a response to Brucella antigens were also evaluated to determine the effect of aging on Th-specificity of the immune response against Brucella infection. The immune response in aged vs. young mice was further assessed using RT-PCR and cytokine antibody array to determine the type of T-helper response. The experimental results indicate that all mice, regardless of age, survived infection ranging from doses of 2 x 104 to - 2 x 108 CFU. Though the older DBA/2 mice had a higher organism burden after 1 week of infection, these mice cleared Brucella infection more efficiently (5 weeks post-infection) than young mice. Vaccination with strain RB51 over-expressing SOD provided significant protection in young DBA/2, young BALB/c and old BALB/c mice but not in old DBA/2 mice after strain 2308 challenge. The results also suggest that old mice produced a different magnitude of IgG1 and IgG2a response to bacterioferritin and SOD of Brucella. The data suggests that both Th17 as well as Th1 responses were accentuated in old mice as compared to young mice following infection with Brucella. How the Th17 and Th1 branches of immune system work together enabling old mice to clear Brucella better than young mice warrants future investigation. / Master of Science

Epithelial ovarian cancer (EOC) is the most lethal gynecologic cancer and urgently requires new therapies. Oncolytic viruses (OV) are a strong contender. OVs interact with immune components of the TME, which can be altered due to specific genetic mutations. The present study evaluates the impact of specific tumour mutations on the response to carboplatin, the current standard of care, and VSV∆M51, a promising OV candidate. After a study of genetically diverse models, constitutive KRas activation enhanced VSV∆M51 replication in-vitro and sensitivity in syngeneic in-vivo models. VSV∆M51 prolonged survival in syngeneic tumour- bearing mice with KRas, Trp53 and Pten mutations, including one tumour model that did not respond to carboplatin. Response to VSV∆M51 in-vivo was associated with activation of CD4+ and CD8+ T lymphocytes in the peritoneal TME. In summary, VSV∆M51-based immunotherapy has shown promise in diverse murine models of EOC bearing clinically relevant mutations.

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune orpheline. Elle est caractérisée par une atteinte microvasculaire et une fibrose touchant la peau et les organes internes. La ScS est une maladie sévère avec une surmortalité significative. Jusqu’à présent, aucun essai thérapeutique n’a permis de démontrer qu’un produit ait une action anti-fibrosante et améliore significativement le pronostic de cette maladie. La physiopathologie de la ScS fait intervenir une combinaison de facteurs environnementaux et de facteurs de susceptibilité génétique. Récemment TNFSF4 a été identifié comme facteur de susceptibilité génétique à la ScS. TNFSF4 code pour OX40 ligand (OX40 L). Le couple OX40-OX40L est impliqué dans la co-stimulation tardive des lymphocytes T, mais aussi dans la genèse et la réactivation de lymphocytes T mémoires et dans la prolifération et différenciation des lymphocytes B. Bloquer OX40L s’est avéré prometteur dans des modèles précliniques d’encéphalomyélite auto-immune, de polyarthrite rhumatoïde, de colite inflammatoire, de réaction du greffon contre l’hôte et d’asthme. Par ailleurs, ce blocage permettrait d’inhiber uniquement les lymphocytes T pathogènes récemment activés et d’éviter ainsi une immunosuppression globale, contrairement aux biothérapies actuellement disponibles en rhumatologie. L’observation d’une surexpression de la protéine OX40L dans le derme des patients ScS nous a incités à étudier le rôle d’OX40L dans la ScS. L’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier l’efficacité d’une thérapie ciblée anti-OX40L dans la ScS, par l’utilisation de modèles murins complémentaires de la maladie. Nous avons tout d’abord cherché à optimiser le modèle de fibrose induite par la bléomycine, qui est un modèle bien validé, utilisé en général en première intention pour évaluer des anti-fibrosants potentiels, en particulier lorsqu’il s’agit de cibles inflammatoires. Nous avons également étudié si l’échographie à haute fréquence pouvait apporter une aide à l’évaluation cutanée chez ces animaux, mais nos résultats n’ont pas permis de démontrer une place spécifique à cet outil dans ce contexte. Les approches anti-OX40L ont débuté par l’utilisation de souris KO qui ont montré des résultats prometteurs dans le modèle induit par la bléomycine. Ensuite, des approches pharmacologiques ont été développées en utilisant un anticorps monoclonal neutralisant anti-OX40L dans le modèle de fibrose dermique induite par la bléomycine. L’intérêt du blocage d’OX40L a été conforté par la démonstration de propriétés non seulement de prévention mais aussi curatives contre la fibrose établie. L’étude des voies modulées par OX40L a mis en avant l’infiltrat inflammatoire et le relargage de cytokines pro-fibrotiques (IL-6 et TNF-α). De plus, le blocage d’OX40L semblait prévenir la fibrose dermique en inhibant l’activation des fibroblastes dépendant de la voie de signalisation AP-1. Le rôle d’OX40L dans la phase inflammatoire du remodelage matriciel a été abordé par l’utilisation du modèle de cicatrisation cutanée. En revanche, le blocage d’OX40L n’a pas eu d’effet dans le modèle de fibrose non-inflammatoire qui caractérise les souris Tsk-1. Etant donné le rôle clé en clinique de l’atteinte d’organe, notre approche a été enrichie par l’utilisation de souris transgéniques Fra2, qui sont un nouveau modèle de ScS caractérisé par une fibrose pulmonaire inflammatoire et une HTAP. L’effet de l’anticorps anti-OX40L a été remarquable dans ce contexte avec au scanner et à l’histologie une réduction significative de la fibrose pulmonaire, du remodelage vasculaire et des signes d’HTAP. Enfin, l’étude longitudinale des sérums collectés dans notre cohorte de patients a montré que la forme soluble d’OX40L pourrait être un potentiel biomarqueur dans la ScS pour identifier les patients à risque de progression sévère. (...) / Systemic sclerosis (SSc) is an autoimmune orphan disease which is characterized by alterations of the microvasculature and fibrosis affecting the skin and internal organs. SSc is the most severe connective tissue disease associated with a high risk of mortality. Until now, there is no effective treatment to counteract the fibrotic process and to improve the prognosis of this disease. SSc results from the combination of genetic and environmental factors. TNFSF4 was recently identified as a genetic risk factor for SSc. TNFSF4 encodes OX40L, which is involved in late T-cell co-stimulatory signals, but also in generation and reactivation of memory T cells and promotion of plasma cell phenotype. OX40L blockade was effective in reducing clinical symptoms in several animal models of autoimmune and inflammatory diseases, such as rheumatoid arthritis, colitis, asthma or graft-versus-host-disease. The anti-OX40L antibody presents the advantage of a targeted therapy against pathogenic recently activated T cells, which might not expose patients to increased risk of infections, unlike other conventional immunosuppressants. Following the observation of an increased expression of OX40L in fibrotic skin in SSc-patients, we aimed to investigate the contribution of OX40L in SSc and to assess the efficacy of a targeted therapy against OX40L in SSc, using complementary experimental mouse models. First, we characterized the optimum in vivo parameters required for the successful induction of dermal fibrosis in the widely used bleomycin-induced dermal fibrosis mouse model, which is usually the first step in most of pharmacological studies assessing anti-fibrotic therapies. We also aimed to determine whether ultrasonography could be used to assess skin fibrosis in this model, but our results showed that it was not efficient enough to assess dermal thickening in this model. Invalidation of OX40L prevented dermal fibrosis in the bleomycin mouse model. Then pharmacologic approaches, using a monoclonal anti-OX40L antibody, demonstrate that blockade of OX40L not only prevented dermal fibrosis, but also induced regression of established fibrosis in this model. We also showed that OX40L acts directly on both dermal fibroblasts and inflammatory cells and on cytokine release (IL-6, TNF-α), by regulating NF kappa B and AP 1 pathways. We observed that OX40L inhibition interfered with early inflammatory stages of matrix remodeling using the excisional wound healing mouse model. Conversely, blocking OX40L did not display antifibrotic properties in the non-inflammatory Tsk-1 mouse model. Given that interstitial lung involvement and pulmonary arterial hypertension (PAH) are key prognostic factors in SSc, we aimed to assess the effects of OX40L pharmacological inhibition in a new murine model: the fra-2 transgenic mice, which are characterized by both fibrosing alveolitis and PAH. In this model, using both CT-scan and histology, we demonstrated that mice treated by anti-OX40L antibody were markedly protected from fibrosing alveolitis and vessel remodeling leading to PAH. Furthermore, longitudinal analyses of our cohort of SSc-patients showed that soluble OX40L is a promising serum biomarker to predict the worsening of lung and skin fibrosis. Altogether, our results show that OX40L is as an attractive target in inflammation-driven fibrosis. This work also strengthens the relation between inflammation and fibrosis in SSc-pathogenesis. This work underlines advantages of combination of several animal models in translational approach to SSc.

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune orpheline. Elle est caractérisée par une atteinte microvasculaire et une fibrose touchant la peau et les organes internes. La ScS est une maladie sévère avec une surmortalité significative. Jusqu’à présent, aucun essai thérapeutique n’a permis de démontrer qu’un produit ait une action anti-fibrosante et améliore significativement le pronostic de cette maladie. La physiopathologie de la ScS fait intervenir une combinaison de facteurs environnementaux et de facteurs de susceptibilité génétique. Récemment TNFSF4 a été identifié comme facteur de susceptibilité génétique à la ScS. TNFSF4 code pour OX40 ligand (OX40 L). Le couple OX40-OX40L est impliqué dans la co-stimulation tardive des lymphocytes T, mais aussi dans la genèse et la réactivation de lymphocytes T mémoires et dans la prolifération et différenciation des lymphocytes B. Bloquer OX40L s’est avéré prometteur dans des modèles précliniques d’encéphalomyélite auto-immune, de polyarthrite rhumatoïde, de colite inflammatoire, de réaction du greffon contre l’hôte et d’asthme. Par ailleurs, ce blocage permettrait d’inhiber uniquement les lymphocytes T pathogènes récemment activés et d’éviter ainsi une immunosuppression globale, contrairement aux biothérapies actuellement disponibles en rhumatologie. L’observation d’une surexpression de la protéine OX40L dans le derme des patients ScS nous a incités à étudier le rôle d’OX40L dans la ScS. L’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier l’efficacité d’une thérapie ciblée anti-OX40L dans la ScS, par l’utilisation de modèles murins complémentaires de la maladie. Nous avons tout d’abord cherché à optimiser le modèle de fibrose induite par la bléomycine, qui est un modèle bien validé, utilisé en général en première intention pour évaluer des anti-fibrosants potentiels, en particulier lorsqu’il s’agit de cibles inflammatoires. Nous avons également étudié si l’échographie à haute fréquence pouvait apporter une aide à l’évaluation cutanée chez ces animaux, mais nos résultats n’ont pas permis de démontrer une place spécifique à cet outil dans ce contexte. Les approches anti-OX40L ont débuté par l’utilisation de souris KO qui ont montré des résultats prometteurs dans le modèle induit par la bléomycine. Ensuite, des approches pharmacologiques ont été développées en utilisant un anticorps monoclonal neutralisant anti-OX40L dans le modèle de fibrose dermique induite par la bléomycine. L’intérêt du blocage d’OX40L a été conforté par la démonstration de propriétés non seulement de prévention mais aussi curatives contre la fibrose établie. L’étude des voies modulées par OX40L a mis en avant l’infiltrat inflammatoire et le relargage de cytokines pro-fibrotiques (IL-6 et TNF-α). De plus, le blocage d’OX40L semblait prévenir la fibrose dermique en inhibant l’activation des fibroblastes dépendant de la voie de signalisation AP-1. Le rôle d’OX40L dans la phase inflammatoire du remodelage matriciel a été abordé par l’utilisation du modèle de cicatrisation cutanée. En revanche, le blocage d’OX40L n’a pas eu d’effet dans le modèle de fibrose non-inflammatoire qui caractérise les souris Tsk-1. Etant donné le rôle clé en clinique de l’atteinte d’organe, notre approche a été enrichie par l’utilisation de souris transgéniques Fra2, qui sont un nouveau modèle de ScS caractérisé par une fibrose pulmonaire inflammatoire et une HTAP. L’effet de l’anticorps anti-OX40L a été remarquable dans ce contexte avec au scanner et à l’histologie une réduction significative de la fibrose pulmonaire, du remodelage vasculaire et des signes d’HTAP. Enfin, l’étude longitudinale des sérums collectés dans notre cohorte de patients a montré que la forme soluble d’OX40L pourrait être un potentiel biomarqueur dans la ScS pour identifier les patients à risque de progression sévère. (...) / Systemic sclerosis (SSc) is an autoimmune orphan disease which is characterized by alterations of the microvasculature and fibrosis affecting the skin and internal organs. SSc is the most severe connective tissue disease associated with a high risk of mortality. Until now, there is no effective treatment to counteract the fibrotic process and to improve the prognosis of this disease. SSc results from the combination of genetic and environmental factors. TNFSF4 was recently identified as a genetic risk factor for SSc. TNFSF4 encodes OX40L, which is involved in late T-cell co-stimulatory signals, but also in generation and reactivation of memory T cells and promotion of plasma cell phenotype. OX40L blockade was effective in reducing clinical symptoms in several animal models of autoimmune and inflammatory diseases, such as rheumatoid arthritis, colitis, asthma or graft-versus-host-disease. The anti-OX40L antibody presents the advantage of a targeted therapy against pathogenic recently activated T cells, which might not expose patients to increased risk of infections, unlike other conventional immunosuppressants. Following the observation of an increased expression of OX40L in fibrotic skin in SSc-patients, we aimed to investigate the contribution of OX40L in SSc and to assess the efficacy of a targeted therapy against OX40L in SSc, using complementary experimental mouse models. First, we characterized the optimum in vivo parameters required for the successful induction of dermal fibrosis in the widely used bleomycin-induced dermal fibrosis mouse model, which is usually the first step in most of pharmacological studies assessing anti-fibrotic therapies. We also aimed to determine whether ultrasonography could be used to assess skin fibrosis in this model, but our results showed that it was not efficient enough to assess dermal thickening in this model. Invalidation of OX40L prevented dermal fibrosis in the bleomycin mouse model. Then pharmacologic approaches, using a monoclonal anti-OX40L antibody, demonstrate that blockade of OX40L not only prevented dermal fibrosis, but also induced regression of established fibrosis in this model. We also showed that OX40L acts directly on both dermal fibroblasts and inflammatory cells and on cytokine release (IL-6, TNF-α), by regulating NF kappa B and AP 1 pathways. We observed that OX40L inhibition interfered with early inflammatory stages of matrix remodeling using the excisional wound healing mouse model. Conversely, blocking OX40L did not display antifibrotic properties in the non-inflammatory Tsk-1 mouse model. Given that interstitial lung involvement and pulmonary arterial hypertension (PAH) are key prognostic factors in SSc, we aimed to assess the effects of OX40L pharmacological inhibition in a new murine model: the fra-2 transgenic mice, which are characterized by both fibrosing alveolitis and PAH. In this model, using both CT-scan and histology, we demonstrated that mice treated by anti-OX40L antibody were markedly protected from fibrosing alveolitis and vessel remodeling leading to PAH. Furthermore, longitudinal analyses of our cohort of SSc-patients showed that soluble OX40L is a promising serum biomarker to predict the worsening of lung and skin fibrosis. Altogether, our results show that OX40L is as an attractive target in inflammation-driven fibrosis. This work also strengthens the relation between inflammation and fibrosis in SSc-pathogenesis. This work underlines advantages of combination of several animal models in translational approach to SSc.

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune orpheline. Elle est caractérisée par une atteinte microvasculaire et une fibrose touchant la peau et les organes internes. La ScS est une maladie sévère avec une surmortalité significative. Jusqu’à présent, aucun essai thérapeutique n’a permis de démontrer qu’un produit ait une action anti-fibrosante et améliore significativement le pronostic de cette maladie. La physiopathologie de la ScS fait intervenir une combinaison de facteurs environnementaux et de facteurs de susceptibilité génétique. Récemment TNFSF4 a été identifié comme facteur de susceptibilité génétique à la ScS. TNFSF4 code pour OX40 ligand (OX40 L). Le couple OX40-OX40L est impliqué dans la co-stimulation tardive des lymphocytes T, mais aussi dans la genèse et la réactivation de lymphocytes T mémoires et dans la prolifération et différenciation des lymphocytes B. Bloquer OX40L s’est avéré prometteur dans des modèles précliniques d’encéphalomyélite auto-immune, de polyarthrite rhumatoïde, de colite inflammatoire, de réaction du greffon contre l’hôte et d’asthme. Par ailleurs, ce blocage permettrait d’inhiber uniquement les lymphocytes T pathogènes récemment activés et d’éviter ainsi une immunosuppression globale, contrairement aux biothérapies actuellement disponibles en rhumatologie. L’observation d’une surexpression de la protéine OX40L dans le derme des patients ScS nous a incités à étudier le rôle d’OX40L dans la ScS. L’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier l’efficacité d’une thérapie ciblée anti-OX40L dans la ScS, par l’utilisation de modèles murins complémentaires de la maladie. Nous avons tout d’abord cherché à optimiser le modèle de fibrose induite par la bléomycine, qui est un modèle bien validé, utilisé en général en première intention pour évaluer des anti-fibrosants potentiels, en particulier lorsqu’il s’agit de cibles inflammatoires. Nous avons également étudié si l’échographie à haute fréquence pouvait apporter une aide à l’évaluation cutanée chez ces animaux, mais nos résultats n’ont pas permis de démontrer une place spécifique à cet outil dans ce contexte. Les approches anti-OX40L ont débuté par l’utilisation de souris KO qui ont montré des résultats prometteurs dans le modèle induit par la bléomycine. Ensuite, des approches pharmacologiques ont été développées en utilisant un anticorps monoclonal neutralisant anti-OX40L dans le modèle de fibrose dermique induite par la bléomycine. L’intérêt du blocage d’OX40L a été conforté par la démonstration de propriétés non seulement de prévention mais aussi curatives contre la fibrose établie. L’étude des voies modulées par OX40L a mis en avant l’infiltrat inflammatoire et le relargage de cytokines pro-fibrotiques (IL-6 et TNF-α). De plus, le blocage d’OX40L semblait prévenir la fibrose dermique en inhibant l’activation des fibroblastes dépendant de la voie de signalisation AP-1. Le rôle d’OX40L dans la phase inflammatoire du remodelage matriciel a été abordé par l’utilisation du modèle de cicatrisation cutanée. En revanche, le blocage d’OX40L n’a pas eu d’effet dans le modèle de fibrose non-inflammatoire qui caractérise les souris Tsk-1. Etant donné le rôle clé en clinique de l’atteinte d’organe, notre approche a été enrichie par l’utilisation de souris transgéniques Fra2, qui sont un nouveau modèle de ScS caractérisé par une fibrose pulmonaire inflammatoire et une HTAP. L’effet de l’anticorps anti-OX40L a été remarquable dans ce contexte avec au scanner et à l’histologie une réduction significative de la fibrose pulmonaire, du remodelage vasculaire et des signes d’HTAP. Enfin, l’étude longitudinale des sérums collectés dans notre cohorte de patients a montré que la forme soluble d’OX40L pourrait être un potentiel biomarqueur dans la ScS pour identifier les patients à risque de progression sévère. (...) / Systemic sclerosis (SSc) is an autoimmune orphan disease which is characterized by alterations of the microvasculature and fibrosis affecting the skin and internal organs. SSc is the most severe connective tissue disease associated with a high risk of mortality. Until now, there is no effective treatment to counteract the fibrotic process and to improve the prognosis of this disease. SSc results from the combination of genetic and environmental factors. TNFSF4 was recently identified as a genetic risk factor for SSc. TNFSF4 encodes OX40L, which is involved in late T-cell co-stimulatory signals, but also in generation and reactivation of memory T cells and promotion of plasma cell phenotype. OX40L blockade was effective in reducing clinical symptoms in several animal models of autoimmune and inflammatory diseases, such as rheumatoid arthritis, colitis, asthma or graft-versus-host-disease. The anti-OX40L antibody presents the advantage of a targeted therapy against pathogenic recently activated T cells, which might not expose patients to increased risk of infections, unlike other conventional immunosuppressants. Following the observation of an increased expression of OX40L in fibrotic skin in SSc-patients, we aimed to investigate the contribution of OX40L in SSc and to assess the efficacy of a targeted therapy against OX40L in SSc, using complementary experimental mouse models. First, we characterized the optimum in vivo parameters required for the successful induction of dermal fibrosis in the widely used bleomycin-induced dermal fibrosis mouse model, which is usually the first step in most of pharmacological studies assessing anti-fibrotic therapies. We also aimed to determine whether ultrasonography could be used to assess skin fibrosis in this model, but our results showed that it was not efficient enough to assess dermal thickening in this model. Invalidation of OX40L prevented dermal fibrosis in the bleomycin mouse model. Then pharmacologic approaches, using a monoclonal anti-OX40L antibody, demonstrate that blockade of OX40L not only prevented dermal fibrosis, but also induced regression of established fibrosis in this model. We also showed that OX40L acts directly on both dermal fibroblasts and inflammatory cells and on cytokine release (IL-6, TNF-α), by regulating NF kappa B and AP 1 pathways. We observed that OX40L inhibition interfered with early inflammatory stages of matrix remodeling using the excisional wound healing mouse model. Conversely, blocking OX40L did not display antifibrotic properties in the non-inflammatory Tsk-1 mouse model. Given that interstitial lung involvement and pulmonary arterial hypertension (PAH) are key prognostic factors in SSc, we aimed to assess the effects of OX40L pharmacological inhibition in a new murine model: the fra-2 transgenic mice, which are characterized by both fibrosing alveolitis and PAH. In this model, using both CT-scan and histology, we demonstrated that mice treated by anti-OX40L antibody were markedly protected from fibrosing alveolitis and vessel remodeling leading to PAH. Furthermore, longitudinal analyses of our cohort of SSc-patients showed that soluble OX40L is a promising serum biomarker to predict the worsening of lung and skin fibrosis. Altogether, our results show that OX40L is as an attractive target in inflammation-driven fibrosis. This work also strengthens the relation between inflammation and fibrosis in SSc-pathogenesis. This work underlines advantages of combination of several animal models in translational approach to SSc.

La leucémie myéloïde aiguë (LMA) est une maladie clonale hétérogène caractérisée par une prolifération immature des cellules myéloïdes et une défaillance de la moelle osseuse. Malgré les avancées rapides dans le domaine de la LMA, notamment concernant de nouvelles cibles thérapeutiques et une meilleure compréhension des mécanismes biologiques, le traitement clinique de la LMA reste inchangé et dépend du caryotype des patients. Lors des trois dernières décennies, la plupart des patients ont fini par récidiver et décéder de la maladie ; il n’y a encore aucun schéma thérapeutique standard qui améliore le pronostic et le traitement de la LMA.Les imidazoquinoxalines sont des dérivés de l’imiquimod qui présentent un effet immunomodulateur indirect et une activité anti-tumorale directe contre le mélanome et le lymphome à cellules T, provoquant l’inhibition de la croissance cellulaire et l’induction de l’apoptose par la voie dépendante des caspases . Nous avons étudié les effets des dérivés de la série imidazoquinoxaline, EAPB0203 et EAPB0503, sur des lignées de cellules humaines LMA. Nous avons montré que EAPB0503 inhibe la croissance de la lignée cellulaire LMA qui présente la mutation NPM-1 de manière dose et temps dépendants. Par rapport au dérivé EAPB0203 précédemment synthétisé, EAPB0503 a une activité inhibitrice plus forte sur les cellules OCI-AML3 ainsi que sur des cellules provenant de patients LMA. Nous avons démontré que EAPB0503 induit une dégradation médiée par les protéasomes deNPM-1 muté ainsi qu’un rétablissement de la localisation nucléolaire de NPM-1 sauvage conduisant à une inhibition de la prolifération des cellules OCI-AML3.EAPB0503 induit une apoptose massive comme démontré par l’analyse du cycle cellulaire avec une accumulation de cellules traitées en phase preG0. L’apoptose a été confirmée par la réponse positive au test de l’annexine V, le clivage de PARP et la dissipation du potentiel membranaire mitochondrial dans les cellules OCI-AML3 traitées.En outre, EAPB0503 a augmenté les niveaux d’expression et de phosphorylation de p53.Ces résultats, concernant l’arrêt de la croissance cellulaire et l’apoptose, sélectivement dans les cellules LMA présentant la mutation NPM-1, renforcent l’idée d’un ciblage de l’oncoprotéine NPM-1 muté pour éliminer les cellules leucémiques et justifient une évaluation préclinique plus large puis une évaluation clinique pour ce candidat médicament prometteur.En conclusion, nos études mettent en évidence l'utilisation d’EAPB0503 comme un candidat médicament prometteur qui présente une activité anti-tumorale encourageante et qui devrait faire l’objet d’études précliniques dans le cadre d’une thérapie ciblée contre la LMA. / Acute myeloid leukemia (AML) is a heterogeneous clonal disorder characterized by immature myeloid cell proliferation and bone marrow failure. Although the remarkable improvements in the field and regarding new drug targets and better understanding of the biology, the clinical treatment of AML remains unchanged and depending on karyotype of patients. For the last thirty years with the majority of patients, in the end, relapsing and dying of the disease, there is no standard regimen that improves prognosis and treat AML yet.Imidazoquinoxalines are imiquimod derivatives with indirect immunomodulatory effect and direct antitumor activity on melanoma and T-cell lymphoma, attributed to growth inhibition and induction of apoptosis through caspase-dependent pathway. We examined the effects of imidazoquinoxaline derivatives, EAPB0203 and EAPB0503, on human AML cells. We found that EAPB0503 inhibit cell growth of AML cell line that harbors the NPM-1 mutation in a time- and dose-dependent way. Compared to the previously synthesized EAPB0203, EAPB0503 has a more pronounced inhibitory activity on OCI-AML3 cells and cells derived from AML patients as well. We demonstrated that the EAPB0503 induces proteasome-mediated degradation of mutant NPM-1, and restoration of the nucleolar localization of the NPM-1wt leading to an inhibition of the proliferation of OCI-AML3 cells.EAPB0503 induced massive apoptosis as demonstrated with the cell cycle analysis by the accumulation of treated cells in the preG0 region. Apoptosis has been confirmed by Annexin V positivity, PARP cleavage, and dissipation of mitochondrial membrane potential in treated OCI-AML3 cells.Furthermore, EAPB0503 increased the expression and phosphorylation levels of p53.These results in growth inhibition and apoptosis, selectively in AML cells that harbor the NPM-1 mutation reinforce the idea targeting NPM-1m oncoprotein to eradicate leukemic cells and warrant a broader preclinical then clinical evaluation of this promising drug.In conclusion, our studies highlight the use of EAPB0503 as a promising anti-tumor activity to be investigated preclinically in AML targeted therapy.

Le lupus érythémateux systémique est une maladie autoimmune systémique caractérisée par des lésions multiviscérales et la production d’autoanticorps (ex : anticorps anti-ADN double brin (db)) par les lymphocytes B (LB), qui jouent un rôle central dans la physiopathologie lupique. L’étiologie du lupus est à la fois environnementale et génétique. Dans le but d’identifier des anomalies génétiques intrinsèques aux LB, le laboratoire a réalisé une analyse transcriptomique sur les LB de patients lupiques en phase quiescente et a montré une surexpression des gènes TRIB1 et FKBP11 comparé aux sujets sains.Afin d’étudier les conséquences de la surexpression de ces gènes sur la fonction des LB et le développement d’une autoimmunité, nous avons généré une lignée murine conditionnelle spécifique, surexprimant Trib1 dans les LB à partir du stade précoce pro-préB et une lignée murine transgénique surexprimant Fkbp11 de façon ubiquitaire. La surexpression de Trib1 ne modifie pas l’homéostasie lymphocytaire mais induit une diminution de la production de certaines Ig : 1) les IgG1 dans le sérum à l’état basal et après une stimulation de LB in vitro ; 2) les IgM anti-OVA (Ovalbumine) après immunisation in vivo avec de l’OVA ; 3) les IgM anti-ADNdb dans le cas d’une immunisation par le LPS. Cette anomalie de la production des Ig semble provenir d’un défaut de sécrétion. De plus nous avons généré une lignée cellulaire B surexprimant Trib1 qui nous a permis de confirmer le phénotype et d’identifier des partenaires potentiels de Trib1 par technique de protéomique. La surexpression du gène Fkbp11, est, quant à elle, suffisante à induire des signes de la maladie lupique chez la souris âgée de 8 mois, tels qu’une rupture de tolérance (caractérisée par la production d’autoanticorps) et une initiation de la différenciation plasmocytaire. En conclusion, Trib1 pourrait exercer un rôle d’immunosupresseur et sa surexpression dans les LB lupiques pourrait constituer un nouveau mécanisme de régulation des LB pendant la phase de rémission du lupus, alors que Fkbp11 semble contribuer à la pathologie lupique. La description de ces deux nouvelles voies biologiques pourrait mener à une meilleure compréhension de la maladie et conduire à de potentielles applications thérapeutiques. / Systemic Lupus Erythematosous (SLE) is an autoimmune disease characterized by an inflammation of various tissues and a high production of autoantibodies (autoAb) (for example: anti-double-stranded(ds)DNA) by B cells, central actors in the physiopathology of lupus. The etiology of SLE includes both genetics and environmental factors. Looking for B cell genetic abnormalities during lupus, our B cell microarray analysis in quiescent SLE patients pointed to the overexpression of TRIB1 and FKBP11 compared to B cells from healthy controls.In order to study the consequences of these expression deregulations on B cell function and autoimmunity development, we generated a B-cell specific Trib1-KI mouse line, overexpressing Trib1 in B cells, starting from a very immature stage (pro-pre B) and a transgenic mouse overexpressing Fkbp11 ubiquitously. Trib1 overexpression induces a normal B cell homeostasis but a decrease in the production of some immunoglobulins (Ig): 1) IgG1 subclass in the serum, at a basal level and after an in vitro stimulation of splenic B cells; 2) Anti-OVA (Ovalbumine) IgM after immunization in vivo with OVA; 3) Anti-dsDNA IgM after immunization with LPS. This abnormal production of Ig seems to be linked to a defect in Ig secretion process. In addition, we developed a murine B cell line overexpressing Trib1 that let us to confirm the Ig production deficiency and to identify potential Trib1’s partners in B cells. In contrast, Fkbp11 overexpression, leads to some features of lupus disease in 8-month-aged-mice, including a tolerance breakdown (characterized by autoantibody production) and the initiation of plasma cell differentiation. In conclusion, Trib1 could exert an immunosuppressive role and its overexpression in SLE could constitute a new mechanism of B cell regulation during remission phases, whereas Fkbp11 seems rather to contribute to lupus physiopathology. Thus, the description of these two biological pathways could bring new insights into the comprehension of lupus disease and could also potentially lead to the development of new therapeutic applications.