Le neutrophile humain est une cellule immunitaire qui a besoin de constamment adapter ses réponses aux signaux fournis par son milieu afin d'être efficace dans la première ligne de défense contre les pathogènes. Nous avons identifié au cours de cette thèse le rôle de cytohésine-1, un facteur d'échange du GTP pour les petites protéines G de la famille des Arfs dans la régulation de la signalisation et des fonctions des neutrophiles humains. Nous avons ainsi montré l'implication de cytohésine-1 dans l'activation d'Arfô et de la phosphohpase D, ce qui aboutit à la régulation de la dégranulation et la production d'anion superoxyde par le neutrophile. Nous avons également montré l'impact de cytohésine-1 sur les fonctions du neutrophile liées aux β2 intégrines LFA-1 et Mac-1, comme l'adhésion, la migration et la phagocytose. Ces résultats indiquant l'importance de cytohésine-1 dans la physiologie du neutrophile in vitro, suggèrent que cette protéine pourrait avoir un rôle dans le cadre d'une inflammation.

Les granulocytes neutrophiles sont les cellules immunitaires les plus abondantes dans l'organisme. Elles constituent notre première ligne de défense contre les infections microbiennes. Les personnes neutropéniques sont à haut risque de mortalité en cas d'infections microbiennes graves. Lorsque les traitements antimicrobiens standards sont inefficaces, les patients peuvent recevoir une transfusion de concentré de granulocytes (CG) pour rétablir temporairement un nombre de neutrophiles en circulation permettant d'éradiquer l'infection. Au Canada, les CG sont préparés par Héma-Québec à partir de donneurs stimulés avec une dose de prednisone augmentant le nombre de neutrophiles en circulation. Aux États-Unis le G-CSF sert d'agent de stimulation des donneurs. Les neutrophiles sont récoltés par leucaphérèse et certifiés pour la transfusion selon le nombre de neutrophiles récoltés. Or, ce critère ne reflète pas la viabilité et l'état fonctionnel des cellules transfusées. Notre étude compare la viabilité, le phénotype et les fonctions antimicrobiennes des neutrophiles obtenus des CG dérivés de prednisone et de G-CSF. La prednisone mobilise des neutrophiles matures avec une phagocytose augmentée mais le nombre de neutrophiles est souvent proche de la limite transfusable. Le G-CSF augmente considérablement le nombre de neutrophiles récoltés, dont près de la moitié sont immatures, en plus d'abaisser la chimiotaxie et d'augmenter la production de cytokines. D'après nos résultats, la durée d'entreposage des CG est le paramètre le plus critique pour le maintien de la viabilité et des fonctions antimicrobiennes des neutrophiles, particulièrement pour ceux dérivés du G-CSF alors que la leucaphérèse a un effet négligeable sur les deux types de CG. L'amélioration des processus de fabrication, d'entreposage des CG et leur certification avec un critère fonctionnel permettra de maintenir la viabilité et les fonctions des neutrophiles et d'assurer leur efficacité in vivo. / Neutrophil granulocyte are the most abundant immune cells in the organism. They constitute our first line of defence against invasive pathogens. Neutropenic patients with life-threatening infections can be transfused with granulocyte concentrates (GCs) to temporarily restore a sufficient number of circulating neutrophils to eradicate infection. In Canada, GC are prepared by Héma-Québec from donors pre-treated with a unique dose of prednisone enhancing the number of circulating neutrophils. In the U.S, G-CSF is used as mobilizing agent in the donors. Neutrophils are collected by leukapheresis and certified for transfusion according to the number of neutrophils collected. This criterion, however, does not reflect the viability and the functional capacity of the transfused cells. Our study compare the viability, the phenotype and antimicrobial functions of neutrophils from prednisone and G-CSF-derived GCs. Prednisone mobilizes mature neutrophils with enhanced phagocytosis although the number of collected neutrophils is sometimes below the required transfusion dose of 1 x10¹⁰ granulocytes per unit. G-CSF significantly increases the number of collected neutrophils, though almost half are immature, along with decreasing chemotaxis and increasing cytokine production. According to our results, storage duration is the most critical parameter for the preservation of neutrophils viability and antimicrobial functions, particularly for G-CSF-derived GC neutrophils whereas leukapheresis had negligible effect for both type of GCs. The improvement of GCs supply chain and storage as well as certification based on a functional criterion will allow to preserve the viability and effector functions of neutrophils and guaranty GCs in vivo efficacy.

Le rôle primordial des cellules de la peau dans la réponse immunitaire est désormais bien établi. Cependant, pourraient-elles également être responsables de l'activation du système immunitaire observée dans le psoriasis, une maladie inflammatoire chronique de la peau? Cette étude vise à comprendre la capacité des kératinocytes psoriasiques à activer in vitro les leucocytes. Le profil de sécrétion de lymphocytes sains co-cultivés avec des kératinocytes (sains ou psoriasiques) a été évalué pour 22 analytes. Les taux élevés de diverses cytokines dans les cultures avec kératinocytes psoriasiques démontrent leur capacité à induire une sécrétion de médiateurs pro-inflammatoires. Les cytokines surexprimées suggèrent également un potentiel d'activation des neutrophiles. L'altération in vitro de plusieurs fonctions des neutrophiles (survie, adhérence cellulaire et production d'anion superoxyde) par les kératinocytes a permis de confirmer ce potentiel. En conclusion, cette étude présente le kératinocyte psoriasique comme étant un instigateur probable de l'inflammation dans la pathogenèse de cette maladie.

Les neutrophiles produisent plusieurs médiateurs peptidiques contribuant à l'inflammation lors de la réponse immunitaire contre les agents infectieux. Ces médiateurs sont encodés par des gènes dont la transcription est strictement régulée. Alors que ces facteurs de transcription sont bien connus, les voies de signalisation causant l'activation transcriptionnelle, ainsi que l'initiation de la traduction des chimiokines, sont moins bien caractérisées chez les neutrophiles humains. En conséquence, nous avons caractérisé le rôle de la PI3K dans cette réponse. L'inhibition de la PI3K par le LY294002 a considérablement réduit la sécrétion de chimiokines. La nucléofection de dominant-négatifs des sous-unités de la PI3K dans la lignée cellulaire PLB-985 différenciée en neutrophiles a confirmé ces résultats. D'autre part, le LY294002 a drastiquement inhibé l'expression génique de certaines chimiokines sans influencer l'activation des facteurs de transcription. Ceci a aussi été confirmé par la double nucléofection des dominants-négatifs et de promoteurs couplés à la luciférase. Ainsi, la PI3K affecte sélectivement la transcription de certaines chimiokines et module la traduction puisque le LY294002 inhibe la phosphorylation de protéines impliquées dans l'initiation de la traduction. Puisque les mécanismes contrôlant l'initiation de la traduction sont à peu près inconnus chez les neutrophiles, nous avons donc étudié la contribution de MNK I. Le CGP57380, un inhibiteur de MNK I, a fortement réduit la sécrétion de chimiokines. Ces données ont été confirmées par la nucléofection d'un dominant-négatif de MNK I dans la lignée cellulaire PLB-985 différenciée en neutrophiles. De plus, le CGP57380 n'influence pas l'expression génique des chimiokines. L'utilisation d'une coiffe synthétique mimant celle des ARNms nous a permis de déterminer que MNK I n'y est pas recrutée. Par contre, le CGP57380 diminue la phosphorylation de protéines impliquées dans le contrôle de l'initiation de la traduction. Nos résultats montrent que MNK I participe au contrôle de la traduction des chimiokines. Pour terminer, nous avons étudié la contribution de l'IL- 18 à la production de chimiokines. Nous avons tout d'abord détecté l'expression de l'IL- 18 en ARNm et au niveau protéique. De plus, bien que l'ARNm de l'IL- 18 soit inductible en réponse à plusieurs stimuli inflammatoires, seul le LPS peut induire sa sécrétion. Les neutrophiles sécrètent de façon constitutive l'IL-18 BP, l'inhibiteur naturel de l'IL-18, bien que cette sécrétion ne soit pas modulable. L'IL- 18 sécrété en réponse au LPS agit de façon autocrine sur les neutrophiles. En effet, le blocage de l'IL- 18 réduit considérablement l'expression et la sécrétion des chimiokines. En accord avec ces données, l'ajout d'IL-18 exogène induit l'expression et la sécrétion de plusieurs chimiokines en activant une signalisation intracellulaire semblable aux autres stimuli inflammatoires déjà étudiés. Dans leur ensemble, nos résultats dévoilent de nouvelles interactions entre l'IL-18 et les neutrophiles. En conclusion, les travaux présentés dans cette thèse ont montré que les stimuli inflammatoires utilisent en partie la voie de la PI3K au niveau de la transcription; et, au niveau de la traduction, les kinases MNK I et PI3K pour induire la production de chimiokines par les neutrophiles humains. Ces molécules de signalisation pourraient donc représenter des cibles prometteuses pour des interventions thérapeutiques visant à abaisser la production de chimiokines dans des pathologies chroniques dans lesquelles les neutrophiles et leurs produits jouent un rôle prédominant.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Paris 12 : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Biologie Moléculaire. ARN : Biogenèse et structure / fonction : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Tours : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse doctorat : Biologie Cellulaire : Nancy 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre.

Les neutrophiles sont d'une grande importance dans la première ligne de défense de l'organisme contre les pathogènes. Ils participent activement par leurs actions antimicrobiennes, comme la phagocytose et la relâche de granules, mais influencent également la réponse immunitaire par les différentes cytokines et chimiokines qu'ils produisent. L'étude des différentes fonctions du neutrophile a permis d'établir les étapes clés de la signalisation intracellulaire qui mène à ces différentes fonctions. De plus, les études dé signalisation, dans différents organismes, ont placé TAK1, une MAP3K, à l'avant-plan dans l'activation des sentiers MAP kinase et des facteurs de transcription NF-kB. Nos efforts pour élucider les sentiers métaboliques du neutrophile nous ont fait nous pencher sur le rôle que TAK1 pouvait y jouer. Nous avons donc découvert que TAK1 était la kinase d'importance dans le contrôle des fonctions du neutrophile avec le LPS et le TNF[alpha], deux stimuli activateurs de NF-kB. Dans cette étude, nous nous sommes penchés sur le rôle de TAK1 chez le neutrophile avec des stimuli dont les réponses cellulaires ne passent pas par l'activation de NF-kB. C'est dans cette perspective que nous avons utilisé un chimioattractant, le fMLP, et un facteur de croissance, le GM-CSF. Ce sont deux stimuli physiologiques fréquemment retrouvés aux sites inflammatoires. Le fMLP et le GM-CSF activent rapidement TAK1 et celle-ci se retrouve en amont de la voie MEK/ERK, mais pas des voies p38 MAPK et PI3K/AKT. L'inhibition de TAK1 diminue l'expression et la sécrétion d'IL-8 et d'IL-1RA. L'inhibition de MEK/ERK et de PI3K/AKT a le même effet. De plus, l'inhibition de TAK1 empêche l'effet antiapoptotique du GM-CSF ainsi que diminue la production de leucotriènes par le fMLP. En conclusion, les travaux présentés montrent que TAK1 est une MAP3K essentielle dans les réponses fonctionnelles du neutrophile au fMLP et au GM-CSF. Cette découverte ouvre la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques, particulièrement dans le cas de maladies chroniques impliquant le GM-CSF.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Titre de l'écran-titre (visionné le 2 sept. 2008). Bibliogr.