L’immunoglobuline A (IgA) est l’immunoglobuline la plus abondamment synthétisée chez les mammifères. Ses propriétés ambivalentes l’impliquent non seulement dans des fonctions de protection contre les agents pathogènes mais aussi dans des phénomènes de tolérance immunitaire vis-à-vis des germes commensaux du microbiote. Toutefois, les IgA peuvent développer des propriétés pathogènes. Dans la première partie de mon travail de thèse, nous avons étudié les effets pathogènes de l’IgA. Les dépôts d’IgA sur le mésangium sont la caractéristique de l’IgAN. La physiopathologie de cette maladie est mal connue. L’hypothèse d’un défaut de glycosylation de l’IgA est souvent retenue ; ce défaut peut être la cause de sa polymérisation et de son antigénicité, il peut aussi favoriser le clivage du récepteur CD89. Nous avons analysé l’effet du défaut d’affinité de la région variable des IgA, de la substitution de la chaîne légère ainsi que de l’association des IgA à leur récepteur, le CD89 sur l’induction des lésions et le dysfonctionnement rénal chez quatre modèles murins différents générés au laboratoire et suivis pendant 12 mois. Nous avons également étudié les propriétés physico-chimiques des IgA de 28 patients ayant une dysglobulinémie et de 28 IgA produites par des hybridomes ; la relation entre ces propriétés et la capacité des IgA à se déposer a été observée. Dans une seconde partie, nous avons étudié l’aspect immunomodulateur et les propriétés antiinflammatoires conférées par l’IgA humaine surexprimée chez un modèle murin de lupus systémique (souris MRL/lpr). Dans la dernière partie du travail, nous avons contribué à la caractérisation d’un modèle de souris transgénique exprimant l’IgA de classe 2 et à l’étude de l’effet de signalisation médiée par cette IgA2 sur le développement des populations lymphocytaires. L’ensemble de ces travaux a montré l’effet pathogène des IgA naturelles ayant une faible affinité sur le développement de la néphropathie à IgA ; ainsi les analyses des IgA des patients et des hybridomes montrent que c’est la stabilité moléculaire de préférence au profil de glycosylation qui joue un rôle crucial dans leur capacité de dépôt. L’expression des IgA humaines chez les souris lupiques a considérablement prolongé leur durée de vie et a ralenti la survenue de l’auto-immunité et de l’atteinte rénale ce qui témoigne du rôle anti-inflammatoire des IgA. L’étude du modèle murin exprimant l’IgA2 humaine a montré que la signalisation via l’IgA2 joue un rôle inhibiteur sur le développement précoce de certaines sous-populations de cellules B. L’ensemble de ces résultats montrent la multitude d’effets de l’IgA lui permettant d’intervenir d’une part dans la pathogenèse d’une maladie complexe (l’IgAN) et d’autre part dans la protection de l’auto-immunité, témoignant de la complexité des interactions mises en jeu et du caractère régulateur de cette immunoglobuline. / Immunoglobulin A (IgA) is the most synthetized immunoglobulin in mammals. IgA has ambivalent properties: it is implicated in the mechanisms of defense against pathogens but also in the immune tolerance of commensal microbiota. However, IgA can develop pathogenic properties. In the first part of my thesis, we studied the pathogenic effects of IgA. IgA deposits are the main characteristic of IgA nephropathy (IgAN). IgAN physiopathology is not yet clearly understood. The hypothesis of a glycosylation defect is strongly adapted. This defect can be due to IgA polymerization or antigenicity. It can also induce shedding of CD89 (IgA Fc receptor) or other factors. We studied the effect of variable region altered affinity, the light chain substitution and the association of IgA with CD89 on the development of kidney lesions and impairment of kidney function in four mouse models followed up during 12 months. In addition, we studied the physico-chemical properties of 28 IgA purified from patients with dysglobulinaemia and 28 chimeric IgA produced by hybridomas. The effect of these properties on the propensity of IgA for mesangial deposition was explored. In the second part, we studied the immunomodulatory and anti-inflammatory properties conferred by the overexpression of human IgA in a mouse model with systemic lupus (MRL/lpr model). In the last part, we contributed to the characterization of a transgenic mouse model producing IgA class 2 and to the study of the effect of IgA2-mediated signaling on B lymphocyte development. Altogether, obtained results show the pathogenic effect of low affinity-IgA on the development of IgA nephropathy. In addition, different analyses showed that molecular stability but not glycosylation profile is the determining factor for IgA deposition. On the other hand, IgA expression in lupus-prone mice extended their survival, delayed the onset of auto-immunity and ameliorated kidney functions in these animals which supports IgA anti-inflammatory properties. The study of IgA2-mediated signaling in the transgenic model showed the inhibitory effect of IgA2 on the early development of several B cell sub-populations. All of these results show the multiple effects of IgA which contribute on one hand to the pathogenesis of a complex disease (IgAN) and on the other hand to protection from autoimmunity, demonstrating the complexity of interactions and the regulatory character of this immunoglobulin.

Toute maladie rénale chronique (MRC) se caractérise par le développement de lésions de fibrose rénale et d’une perte de fonction qui peut, à terme conduire vers l’insuffisance rénale chronique terminale. miR-21-5p est un microARN ubiquitaire impliqué dans le processus de fibrose, notamment rénale. Toutefois, des données expérimentales contradictoires suggèrent que miR-21-5p joue un rôle ambivalent dans la constitution des lésions rénales de fibrose.L’objectif de ce travail est de préciser l’implication de miR-21 au cours des lésions rénales aigües, en s’appuyant sur un modèle murin de toxicité rénale du cisplatine, ou chroniques chez l’homme au cours de la néphropahtie à dépôts mésangiaux d’IgA (maladie de Berger).Dans un premier travail, une cohorte rétrospective de patients porteurs d’une néphropathie à dépôts mésangiaux d’IgA a été caractérisée de façon systématique sur le plan clinico-biologique et anatomo-pathologique (classification d’Oxford). L’expression rénale de trois fibromiR (miR-21-5p, miR-199a-5p et miR-214-3p) est associée aux lésions de fibrose rénale (p ≤ 0,02). Parmi ces microARN, miR-21-5p semble le plus pertinent car il présente des amplitudes de variation d’expression plus importantes selon le niveau de fibrose, il est également associé aux lésions de sclérose glomérulaire (p = 0,001) et son niveau d’expression tissulaire rénale est associée à une moins bonne survie rénale.Un second travail a été mené en utilisant un modèle murin d’insuffisance rénale aiguë secondaire à l’injection intra-péritonéale de cisplatine chez des animaux invalidé pour miR-21a-5p. Deux schémas d’injections ont été réalisés afin explorer le rôle de miR-21a-5p au cours de lésions rénales aiguës (injection d’une dose unique de 10mg/kg de cisplatine) ou subaiguës (injections répétées de 7 mg/kg de cisplatine). Les souris ayant reçu une injection unique de cisplatine ne présentent pas de différence significative d’urée sanguine, de marqueurs de souffrance rénale (NGAL, KIM-1), d’inflammation (TNF-α, IL-6) et de stress oxydant (HO-1, NRF2), ni d’activité apoptotique selon leur statut sauvage ou invalidé pour miR-21a-5p. Le modèle d’injections répétées de cisplatine a, quant à lui, permis de mettre en évidence des lésions plus importantes chez les souris miR-21-/-. En effet, les souris miR-21-/- cisplatine présentent une urée sanguine plus élevée (1,92 g/l ±, 0,72 versus 0,66 g/l ± 0,15 p = 0,014) et une expression rénale de NGAL plus importante (RQ = 118,1 ± 44,8 versus RQ = 45,4 ± 37,7, p= 0,018) que le souris sauvages cisplatine. Enfin les lésions rénales de nécrose tubulaire aiguë observées sont plus sévères chez les souris miR-21-/-.Ainsi ces résultats montrent qu’une forte expression rénale de miR-21-5p est associée à la fibrose et au pronostic rénal chez des patients porteurs d’une néphropathie à dépôts mésangiaux d’IgA. Dans notre modèle expérimental, les souris déficientes pour miR-21a-5p présentent une sensibilité variable au développement de lésions rénales induites par le cisplatine en fonction du type d’administration, aigu ou subaigu. Ces résultats confirment que miR-21-5p joue un rôle ambivalent au cours des lésions rénales, protecteur à la phase précoce d’une agression rénale aiguë et délétère lorsque le processus se prolonge dans le temps. miR-21-5p est présent dans les fluides biologiques, et constitue ainsi un candidat potentiel en tant que biomarqueur de la fibrose rénale. De plus, miR-21-5p constitue une cible thérapeutique innovante, ayant montré son efficacité dans différents modèles murins de fibrose rénale. / Independently of the cause, active CKD leads to the development of fibrotic lesions, responsible for a loss of renal function and ultimately, end-stage renal failure. MiR-21-5p is a ubiquitous microRNA involved in the process of fibrosis, especially renal fibrosis. However, contradictory experimental data suggest that miR-21-5p plays an ambivalent role in the regulation of renal fibrosis.The aim of this work was to investigate the involvement of miR-21 in chronic renal lesions based on human renal samples and in acute lesions by using a murine model of renal toxicity induced by cisplatin.In a first part of the work, a retrospective cohort of patients with IgA nephropathy has been systematically characterized clinically, biologically and pathologically (according to Oxford classification). The renal expression of three FibromiRs (miR-21-5p, miR-199a-5p and miR-214-3p) is associated with renal fibrosis lesions (p ≤ 0.02). Among these microRNAs, miR-21 appears to be the most relevant as it displayed larger amplitudes of variation, it was also associated with glomerular sclerosis (p = 0.001) and its strong expression was associated with lower renal survival.A second part of the work was carried out on a murine model of acute renal failure secondary to the intraperitoneal injection of cisplatin. Two injections schemes were established to investigate the role of miR-21-5p in acute renal lesions (injection of a single dose of 10 mg/kg cisplatin) or subacute (repeated injections of 7 mg/kg cisplatin). After a single injection of cisplatin, no significant difference in blood urea, renal (NGAL, KIM-1), inflammation (TNF-α, IL-6) and oxidative stress (HO-1, NRF2) nor apoptotic activity was observed in miR21-/- mice compared to wild-type mice. In a model of repeated injections of cisplatin, we observed more renal lesions in miR-21-/- mice. Indeed, miR-21-/- mice treated with cisplatin exhibited higher blood urea (1.92 g / l ±, 0.72 versus 0.66 g / l ± 0.15 p = 0.014) and an increased renal expression of NGAL (RQ = 118.1 ± 44.8 versus RQ = 45.4 ± 37.7, p = 0.018) compared to wild-type mice.Thus, these results demonstrate that an increased renal expression of miR-21-5p is associated with fibrosis and renal prognosis in patients with IgA nephropathy. In an experimental model, of cisplatin-induced renal injury, mice deficient for miR-21a-5p exhibit a higher sensitivity when cisplatin was administered several times. These results confirm that miR-21-5p plays an ambivalent role in renal lesions and seems to be protective at an early stage, or deleterious when the process is prolonged over time. As miR-21-5p is present in biological fluids, it might be an efficient biomarker of renal fibrosis. Moreover, miR-21-5p is an innovative therapeutic target validated in several murine models of renal fibrosis.

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.

La Néphropathie à IgA est la glomérulonéphrite primitive la plus fréquente, responsable d’une évolution vers l’insuffisance rénale terminale dans 10 à 30% des cas après 20 ans d’évolution. Les déterminants de cette maladie sont nombreux, impliquant de multiples acteurs de l’inflammation, qu’ils soient cellulaires ou humoraux. La physiopathologie générale de la maladie est actuellement considérée comme se déroulant en quatre « coups », (i) la production d’IgA1 polymériques présentant un déficit de galactosylation de la région charnière, (ii) l’existence d’un élément circulant capable de complexer ces IgA1 anormales, pouvant être une IgG anti-glycane ou la portion soluble du récepteur de type I aux IgA (sCD89), (iii) la constitution de complexes immuns circulants et (iv) le dépôt glomérulaire de ces complexes, générant des lésions inflammatoires puis cicatricielles responsables de l’évolution vers la maladie rénale chronique. La médiation inflammatoire est impliquée à différents niveaux comprenant entre autres le rôle de l’infiltration de macrophages dans le tissu rénal, l’orchestration de cette réponse inflammatoire glomérulaire par les sous-populations de lymphocytes T et l’importance de l’activation du complément sur le déterminisme des lésions glomérulaires inflammatoires médiées par les complexes immuns déposés. Au cours de ce travail de thèse, l’implication de ces différents acteurs a été explorée. Les macrophages expriment le récepteur de type I aux IgA (CD89, issu du gène FCAR), dont une mutation de la portion intracytoplasmique modifie in vitro la transduction du signal. La première étude a visé à évaluer sur une grande cohorte rétrospective l’impact de cette mutation sur le risque d’occurrence de la maladie ainsi que son impact pronostique. Le rôle des sous-populations T a été abordé au cours d’une seconde étude, suivant l’hypothèse que l’orientation pro inflammatoire au cours de la NIgA pourrait être liée à un déficit de régulation par une sous-population de lymphocytes T, les Tregs. Cette étude prospective a évalué la représentation de la sous-population CD4+CD25+CD127low et le profil d’expression génique de gènes prototypiques des sous-populations Th1, Tregs et Th17. Le rôle du complément comme médiateur inflammatoire à l’interface entre les complexes immuns à IgA1 et les cellules mésangiales a été exploré par une étude in vitro. La mutation 844 A->G de FCAR n’a pas été associée à un risque supplémentaire de développer la maladie et n’impactait pas le pronostic des patients. L’étude des lymphocytes T n’a pas montré de différence de quantité de cellulesCD4+CD25+CD127low entre patients et volontaires sains et ne suggérait qu’une tendance en faveur d’un déficit fonctionnel de régulation (plus faible expression des gènes FoxP3, IL10, TGFβ chez les patients). Enfin, des fragments issus de l’activation et de la protéolyse par le facteur I de C3 ont été mis en évidence par immunoblot et spectrométrie de masse au sein des complexes immuns générés artificiellement en présence de serum. Ces études suggèrent qu’une modification du rôle fonctionnel du CD89 n’impacte pas le devenir de la NIgA, ce qui est en défaveur d’un rôle critique de ce récepteur dans la pathogénie de la maladie. La tendance au déficit fonctionnel Tregs nécessite d’être confirmée au sein d’un effectif plus conséquent et présentant une forme plus active de la maladie, mais elle corrobore deux autres études comparables dans leur méthodologie. Enfin, le rôle du complément se situe à l’interface entre les complexes immuns et les effecteurs inflammatoires glomérulaires tels que les cellules mésangiales / IgA Nephropathy (IgAN) is the most common primary glomerulonephritis, leading to end stage renal failure in 10 to 30% of cases after 20 years. This disease is determined by numerous inflammatory players, including cells and molecules. The pathogeny of the disease is likely to be driven by a 4 « hits » model, (i) increased systemic production of aberrantly O galactosylated polymeric IgA1, (ii) the existence of circulating abnormal IgA1 binding element, which could be either an anti-glycan IgG or the soluble fragment of the main IgA receptor (sCD89), (iii) the formation of circulating immune complexes, and (iv) the glomerular deposition of these complexes, that accounts for a variable local inflammation leading to scarring processes and finally to the chronic kidney disease. Inflammatory mechanisms operate at several levels, including the macrophage cells infiltration in the kidney tissue, the orchestration of the immune response by T-cells subsets, including regulatory T-cells, and the role of complement activation to induce the glomerular inflammatory response from the immune complexes deposition. In the present work, we aimed to explore the implication of these inflammation response players. Macrophages express the type I IgA receptor (CD89, downstream from its gene FCAR), whose function can be affected in vitro by a common mutation of its intracytoplasmic portion. A first study evaluated the impact of this mutation on the risk to develop the disease as well as on the global prognosis. A second study evaluated the role of T-cell subsets during IgAN, following the hypothesis that the pro-inflammatory balance of the disease could be a consequence of a defect in the immune regulation by the Tregs. This prospective study aimed to assessing the frequency of CD4+CD25+CD127low cells in peripheral blood and the characteristic gene expression profile from Th1, Th17 and Tregs subsets. The role of complement as an inflammatory player at the interface between IgA1 containing immune complexes and mesangial cells was explored by an in vitro study. The single nucleotide polymorphism 844 A->G of FCAR had no impact neither on disease risk of occurrence neither on the renal survival. The T-cell subsets study failed to demonstrate any difference in the proportion of CD4+CD25+CD127low cells and only suggested a defect in functional activity of Tregs, according to a lower expression of FoxP3, IL10, TGFβ genes. The third in vitro study demonstrated by immunoblot and mass spectrometry the presence of C3 breakdown products accompanying IgA1 based engineered immune complexes formed in presence of normal immunoglobulin depleted serum. The lack of effect of the mutation of FCAR on the IgAN prognosis is not in favour to a critical role of this receptor on the pathogeny of the disease. The trend in the functional defect of Tregs subset needs to be confirmed in a larger study, including patients with a more severe form of their disease. This result is however consistent with two other studies displaying a similar methodology. The role of complement is confirmed to be a key player, as it is likely to act at the interface between the IgAN particular immune complexes and mesangial cells