Les protéines du lactosérum bovin ont des effets bénéfiques pour la santé et dans diverses pathologies. Des études indiquent un potentiel immunomodulateur de ces protéines sur les cellules immunitaires notamment les lymphocytes et les macrophages. L'immunité innée joue un rôle essentiel dans la défense anti-microbienne. Les neutrophiles, cellules-clé de l'immunité innée, sont les premières cellules qui entrent en contact avec les pathogènes pour les éliminer par la suite. Néanmoins, les effets des protéines du lactosérum bovin sur les neutrophiles restent peu élucidés. Nous nous sommes intéressés aux effets et aux mécanismes d'action d'un extrait du lactosérum bovin (WPE) sur les neutrophiles humains. Les effets du WPE ont été également étudiés in vivo chez l'animal, dans la colite provoquée par le TNBS. Nous avons mis en évidence que le WPE est un véritable agent de prédisposition pour les neutrophiles et qu'il augmente leurs fonctions primaires (production d'anions superoxyde, dégranulation, phagocytose, chimiotaxie) en réponse à une stimulation subséquente. Le WPE possède également des effets directs retardés sur les neutrophiles en stimulant la synthèse sélective de cytokines (IL-1β, IL-IRa, TNF-α, IL-6) et de chimiokines (IL-8, MIP-lα, MIP-1β). La quantité d'IL-IRa stimulée par le WPE est suffisante pour bloquer 60% de l'activité biologique de l'IL-1β. Les mécanismes par lesquels le WPE ou ses composants actifs (β-LG, α-LA) prédisposent et augmentent la production des médiateurs impliquent la translocation à la membrane plasmique de la sous-unité p47PHOX de l'oxydase à NADPH et l'activation des voies p38- et ERK1/ERK2- MAPK et NF-kB. Par ailleurs, β-LG agit sur les neutrophiles via un récepteur couplé aux protéines Gαi, par lequel elle provoque la mobilisation du Ca2+ intracellulaire. In vivo, le WPE diminue l'inflammation provoquée par le TNBS, les doses efficaces variant entre 8 et 240 mg/kg/j. Les résultats de ces travaux ont permis de mieux comprendre les effets et le mécanisme d'action des protéines du lactosérum bovin sur le système immunitaire innée, en particulier sur les neutrophiles. A plus long terme la mise en evidence d'un récepteur pour la β-LG, pourrait constituer une cible thérapeutique potentielle pour améliorer la capacité de défense de l'organisme.

Le rôle des neutrophiles dans la réponse immunitaire innée est bien connu. Ils résident dans le sang et ont une durée de vie limitée à quelques heures. Suite à une infection, ils quittent le flux sanguin et se dirigent vers les sites inflammatoires en réponse à des chimiokines produites par des cellules endothéliales et des fibroblastes. Au niveau du site d’inflammation, les neutrophiles phagocytent et éliminent les pathogènes extracellulaires, et produisent des cytokines inflammatoires. <p><p>Des travaux récents montrent que les neutrophiles peuvent également jouer un rôle dans l’immunité adaptative. En effet, ils ont la capacité de transporter des antigènes vers les ganglions lymphatiques, d’induire la différenciation des lymphocytes et d’influencer la réponse immune adaptative par la production de cytokines. <p><p>La fonction des neutrophiles dans l’induction et/ou la régulation de la réponse adaptative requiert l’interaction entre ceux-ci et d’autres populations cellulaires, telles que les cellules dendritiques et les lymphocytes. <p>Nous avons donc examiné la localisation des neutrophiles au niveau de la rate dans des conditions basales ou inflammatoires. D’une manière générale, nos résultats montrent que, en cas d’infection, les neutrophiles migrent vers la pulpe blanche de la rate et se localisent en contact étroit avec les lymphocytes T. Ce phénomène de migration est dépendant des molécules CD14 et MyD88 et corrèle avec l’augmentation de l’expression des chimiokines CXCL1 et 2, ainsi qu’avec la diminution de l’expression du récepteur CXCR2 à la surface des neutrophiles. <p>Cependant, au niveau de la cavité péritonéale, le recrutement des neutrophiles est augmenté en absence de la molécule CD14. Nos résultats montrent que la migration des neutrophiles, dans les organes lymphoïdes et non lymphoïdes, est dirigée par des mécanismes différents. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La réponse de l’organisme contre un agent pathogène nécessite la mise en jeu d’interactions complexes entre cellules immunitaires et environnement. La matrice extra-cellulaire est remodelée au cours de la réponse immunitaire pour permettre la migration des cellules vers le site infectieux. Les peptides issus de la dégradation de la matrice peuvent influencer les fonctions biologiques des cellules immunitaires. Dans les pathologies impliquant des tissus riches en élastine, les cellules de la réponse inflammatoire et immunitaire, notamment les polynucléaires neutrophiles (PN) et les cellules dendritiques se retrouvent dans un environnement riche en produits issus de la dégradation de l’élastine. Le travail de thèse présenté ici nous a permis de montrer que les peptides d’élastine (PE) régulent les fonctions des PN de sujets sains en augmentant de façon significative leur capacité migratoire, leur capacité à produire des cytokines pro-inflammatoire et à phagocyter les agents pathogènes. Les effets régulateurs des PE sont moindres chez les sujets BPCO et varient en fonction de l’état clinique des patients. Les propriétés biologiques des PN de patients BPCO en exacerbation ne sont pas affectées par les PE. Cette différence de réponse aux PE des PN de patients BPCO à l’état stable ou à l’état exacerbé est proportionnellement liée au niveau d’expression du récepteur S-Gal à la surface des PN. Dans un second travail nous avons montré que les PE sont capables d’attirer les CD au niveau du site infectieux sans influencer la maturation des cellules induite par une activation antigénique. L’effet des PE sur la migration des CD met en jeu le récepteur S-Gal présent à la surface des cellules. Par ailleurs, les PE orientent la réponse cytokinique des CD activées par le LPS vers un profil de type Th-2 et favorisent l’émergence d‟un profil tolérogénique des CD. Ces effets régulateurs des PE sont médiés via l’interaction PE/S-Gal et conduisent au développement d’une réponse adaptative T régulatrice. L’ensemble de ces résultats suggère que les PE participent activement à la régulation de la réponse immunitaire innée et adaptative / Organisme defense against pathogens needs complexe interactions interactions between immune cells and environnement. The extracellular matrix is being remodeled to aloww cells to migrate to infectious site. Peptides generated by this degradation can influence biological fonctions of immune cells. In pathologies involving elastin rich tissue degradation inflammatory and immune cells, especially neutrophils and dendritic cells are in an environnement including numbers of matrix degradation products. This work shows that Elastin Peptides (EP) can regulate the fonctions of neutrophils from healthy subjects, by increasing significantly their migration, their cytokines production and their phagocytic capacity. These EP effects are howeever less important en stable COPD subject and depends on the clinical state of these patients. Indeed the biological properties of neutrophils from COPD patients in exacerbation are not affected by EP. This discrepancy considering the clinical state can be explained by the level of the S-Gal receptor expression. In a second part we have shown the ability of the EP to attract dendritic cell (DC) on the infection site without couetracting DC maturation. This effect involves the S-Gal receptor present on the surface of the cells. EP can also oriente the cytokine production by LPS-induced toward a Th-2 profil and favorise the emergence of DC with tolerogenic features. These effects are mediated throug EP/S-Gal interaction and leads to the developement of a T regulatory response. All of these results suggest that EP are involved in the regulation of innate and adaptative immunity.

L’hémostase est un processus physiologique permettant de préserver l’intégrité du système vasculaire et de prévenir une perte de sang en réponse à une blessure. En situation pathologique, comme dans le cas de cancers, d’infections ou de maladies cardiovasculaires, il peut y avoir activation de la cascade de coagulation entraînant la formation d’un thrombus.Dans cette étude, nous avons utilisé la microscopie intravitale dans un modèle de blessure au rayon laser pour comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans la formation d’un thrombus plaquettaire en conditions physiologiques et pathologiques lors du développement d’un cancer. La première partie de ce travail a consisté à décrire l’implication des polynucléaires neutrophiles dans la formation d’un thrombus. Nous montrons que les neutrophiles sont les premières cellules à s’accumuler au niveau du site de blessure et représentent la principale source de facteur tissulaire menant à la génération de fibrine et à la formation du thrombus. Ces neutrophiles sont nécessaires au recrutement de cellules endothéliales progénitrices (Endothelial colony- forming cells, ECFCs), qui sont des cellules capables de jouer un rôle important dans la réparation vasculaire. Dans une seconde partie, nous avons déterminé, dans des modèles murins adaptés, l’implication de l’activation du FT et des plaquettes dans la thrombose associée au cancer. En conclusion, notre travail donne de nouvelles perspectives dans la compréhension du rôle pathophysiologique des neutrophiles, des cellules progénitrices endothéliales et des plaquettes. / Hemostasis is a physiological process to preserve the integrity of the vascular system and to prevent blood loss in response to injury. In pathological conditions, such as cancers, infections or cardiovascular diseases, the blood coagulation cascade can be activated, leading to the formation of a platelet thrombus.Using a laser-injury model coupled with a high-definition, high-speed camera, we explored the cellular and molecular mechanisms involved in thrombus formation in physiological and in pathological conditions associated with the development of a cancer. The first part of this work describes the role of polymorphonuclear neutrophils (PMNs) in thrombus formation. We show that PMNs are the first cells to accumulate at the site of injury and represent the main source of blood-borne tissue factor (TF), leading to the generation of fibrin and thrombus formation. We also show that once present at the site of injury, PMNs recruit Endothelial Progenitor Cells (endothelial colony-forming cells, ECFCs), which play a key role in vascular repair. The second part of this work we determined, in dedicated mouse models, the involvement of TF and platelet activation in thrombosis associated with cancer. Together, our findings provide new perspectives in the understanding of the pathophysiological role of polymorphonuclear neutrophils, Endothelial Progenitor Cells and platelets.

L'objectif de ce travail est d'évaluer le rôle du facteur tissulaire (FT) dans l'initiation de la coagulation d'un circuit d'hémodialyse. A partir de l'analyse des membranes d'hémodialyse, nous avons observé que les leucocytes et, majoritairement les polynucléaires neutrophiles (PNN) adhéraient aux membranes hémocompatibles (de type AN69ST). Ces cellules expriment un FT fonctionnel. Nous avons développé différents modèles d'étude de l'expression du FT par les PNN. A partir de PNN humains obtenus chez des sujets sains, nous montrons que les PNN expriment le FT après stimulation par le TNF. L'IL-8, chemokine chimioattractante des PNN augmentent, par un effet de priming, l'expression de FT en réponse au TNF. L'inhibition de l'adhésion par un anticorps dirigé contre les β2-intégrines, induit une diminution de l'expression de FT en réponse au TNF. L'inhibition de la voie de signalisation MEK1/2, la p38 MAPK, et des radicaux libres oxygénés, inhibe également cette expression. A partir de PNN provenant de péritonites secondaires à une dialyse péritonéale, nous avons mis en évidence une forte expression de FT par ces PNN (ARNm et protéine). Le FT possède un fort potentiel pro-coagulant. Ce modèle physiopathologique est la conséquence d'une migration et d'une activation inflammatoire comparable au modèle que nous avons développé in-vitro. Dans l'objectif de faire la preuve de ce nouveau concept, nous avons évalué un facteur VII humain recombinant inactivé (FVIIai) dans un modèle d'hémodialyse chez le mouton. Nos résultats sont en faveur d'un effet anticoagulant du circuit d'hémodialyse, sans effet anticoagulant mesurable chez l'animal. / The objective of this study is to analyse the role of Tissue Factor, the unique physiological trigger on thrombin generation. Analysing haemodialysis membranes, we found that leukocytes, mainly polymorphonuclear neutrophils (PMN) adhere to hemocompatible (AN69ST) membranes. These cells express a functional TF. We next showed that human PMN obtained from healthy subjects expressed TF in response to TNF. IL-8, a major chemokine involved in PMN chemoattraction primed TNF-induced TF by PMN. TF expression was down regulated when 2 integrins were blocked by a potent antibody. The inhibition of MEK1/2, p38 MAPK and free radicals reduced TF expression. We observed, that PMN obtained from patients experiencing peritonitis, expressed high levels of TF (mRNA and protein). Functional assays measuring Xa generation and kinetics of thrombinn generation (thrombinography) indicate the stong procoagulant potential of these cells. This physiopathological model is close to our in vitro model as it results from PMN migration and inflammatoty activation. For proof of concept, we evaluated the effect of an inactivated human recombinant factor VIIa ( FVIIai) in a sheep model of hemodialysis. Our results show that FVIIai limits haemodialysis circuit coagulation without any measurable systemic anticoagulant effect

TREM-1 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1) est un récepteur exprimé par les cellules de l’immunité innée qui amplifie l’inflammation initiée par les TLRs (Toll-like Receptors) et est impliquée dans plusieurs pathologies inflammatoires aigües et chroniques. À ce jour, peu de choses sont connues quant aux mécanismes moléculaires d’activation de TREM-1. Ainsi, nous avons développé des outils pour pouvoir stimuler TREM-1 de façon monovalente et multivalente. Ces travaux montrent que TREM-1 est activé par multimérisation et qu’il est régulé différemment sur les neutrophiles et monocytes. En effet, sur les monocytes activés au LPS, l’activation de TREM-1 s’effectue en deux étapes tandis qu’une seule est nécessaire dans les neutrophiles. Grâce à des approches de protéomiques, nous avons confirmé la dimérisation de l’ectodomaine de TREM-1 en solution. De plus, la multimérisation semble aussi être médiée par le ligand naturel de TREM-1, qui est, entre autres, libéré par les neutrophiles activés au LPS. Le travail présenté ici est une première étape vers la compréhension des mécanismes moléculaires conduisant à l'interaction de TREM-1 et son ligand, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques / Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1 (TREM-1) is a receptor expressed on innate immune cells which amplifies inflammatory signals initially triggered by TLRs (Toll-like receptors) and TREM-1 has been characterized as a major player in the pathophysiology of acute and chronic inflammatory diseases. Currently, the molecular mechanisms leading to the activation of TREM-1 remain unknown. We have developed specific tools to stimulate TREM-1 in a monovalent and divalent way. Here we show that TREM-1 is activated by multimerization and is differentially regulated on neutrophils and monocytes. Indeed, TREM-1 activation on primary human monocytes by LPS required a two-step process while one is required on neutrophils. Using proteomic approaches, we have confirmed that TREM-1 ectodomain dimerizes in solution. Furthermore, the multimerization seems to be mediated by the natural ligand of TREM-1, which is released by LPS activated neutrophils. Collectively, our findings uncover molecular mechanisms leading to TREM-1 and its ligand interaction, painting the way of new therapeutics

Le polynucléaire neutrophile (PN) humain est une cellule phagocytaire qui constitue une des premières barrières de défense de l’organisme contre les agents pathogènes. Sa stimulation par des facteurs chimioattractants, provoque sa migration de la circulation sanguine vers le foyer inflammatoire. Dans le site inflammatoire, les PN reconnaissent l’agent pathogène par l'intermédiaire d'opsonines, des fractions résultant de l'activation du complément et par l’intermédiaire de motifs de reconnaissance conservés au cours de l’évolution des agents pathogènes qui se lient à des récepteurs de la famille Toll (Toll-like receptors ; TLR). Le contact du pathogène avec le PN va provoquer sa phagocytose et sa destruction par la libération de molécules contenues dans les granules du PN et par la production de formes réactives de l’oxygène (FRO) par un complexe enzymatique la NADPH phagocytaire composée au repos de de protéines cytosoliques (p40phox, p47phox, p67phox et Rac 2) et membranaires (gp91phox et p22phox formant le cytochrome b558). Un des événements majeur de l’activation de la NADPH oxydase est la phosphorylation de certains composants cytosoliques comme la p47phox ou la p67phox ce qui conduit à la translocation de ces protéines vers le cytochrome b558 membranaire et permet d’activer l’enzyme pour la production de FRO. L’hyperactivation de cette enzyme ou son « priming » consiste en une pré-activation du PN par des agents dit « primants » tels que des cytokines (TNFα, GM-CSF, IL-1), des chimiokines comme l’IL-8, des molécules lipidiques (PAF et LTB4), ou encore des endotoxines bactériennes LPS, agoniste de TLR4. Les TLR sont des récepteurs exprimés à la surface de nombreuses cellules dont les cellules immunitaires ; ils détectent des motifs conservés au cours de l’évolution des agents pathogènes appelés PAMPs pour "pathogen-associated molecular patterns", des protéines modifiées reconnues comme étrangères, des lipides oxydés, des ligands endogènes. Quelques agonistes des TLR comme le LPS ont été décrits pour induire un priming de la production des FRO par les PN. D’autres ont été connus par leur pouvoir activateur de la NADPH oxydase des PN. Le CL097 (Imidazoquinoline : agoniste des TLR7/8) était l’agoniste des TLR induisant le plus fort effet de « priming » par les PN stimulés par le fMLP. Le CL097 induit la phosphorylation de la p47phox sur la sérine 345. Cette phosphorylation implique des MAPKinases ERK1/2 et de la p38MAPK. La phosphorylation de ce site induit le changement de conformation de la p47phox sous l’action d’une proline isomérase Pin1. Ce changement de conformation favorise la phosphorylation des autres sites (Ser-315, Ser-328) et par conséquent l’activation de la NADPH oxydase. La comparaison de l’effet du CL097 à deux agonistes reconnaissant l’un le TLR7, l’autre le TLR 8 a montré que l’action du CL097 dépendait du TLR8. Le zymosan non opsonisé (agoniste de TLR2) stimule l’activation de la NADPH oxydase des neutrophiles. IL induit la phosphorylation de la p47phox au niveau des Ser-345, -315 et -328. Ces phosphorylations font intervenir respectivement les MAPK ERK1/2 et p38, une protéine tyrosine kinase et les PKC. En plus cet agoniste active la petite protéine cytosolique Rac2, nécessaire à l’activation de la NADPH oxydase des PN. Ces données permettraient d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques de première importance afin de moduler les réponses inflammatoires pathologiques. / Superoxide anion production by the neutrophil NADPH oxidase plays a key role in host defense; however, excessive superoxide production is believed to participate to inflammatory reactions. Neutrophils express several TLR that recognize a variety of microbial motifs or agonists. The interaction between TLR and their agonists is believed to help neutrophils to recognize and to eliminate the pathogen. However, the effects of some TLR agonists on the NADPH oxidase activation and the mechanisms controlling these effects have not been elucidated. In this study, we show that the TLR7/8 agonist CL097 by itself did not induce NADPH oxidase activation in human neutrophils, but induced a dramatic increase of fMLF-stimulated activation. Interestingly, CL097 induced cytochrome b558 translocation to the plasma membrane and the phosphorylation of the NADPH oxidase cytosolic component p47phox on Ser345, Ser328 and Ser315. Phosphorylations of Ser328 and Ser315 were significantly increased in CL097-primed and fMLF-stimulated neutrophils. Phosphorylation of Ser345, Ser328 and Ser315 was decreased by inhibitors of p38MAPK and the ERK1/2-pathway. Phosphorylation of Ser328 was decreased by a PKC inhibitor. Genistein, a braod range protein tyrosine kinase inhibitor, inhibited the phosphorylation of these serines. Our results also show that CL097 induced proline isomerase (Pin1) activation and that juglone, a Pin1 inhibitor, inhibited CL097-mediated priming of fMLF-induced p47phox phosphorylation and superoxide production. These results show that activation of TLR7/8 in human neutrophils induces hyper-activation of the NADPH oxidase by stimulating the phosphorylation of p47phox on selective sites, and suggest that p38MAPK, ERK1/2, PKC and Pin1 control this process.Zymosan a cell-wall preparation from saccharomyces cerevisiae is largely used to activate neutrophils in its opsonized form. In this study, we show that non-opsonized zymosan induced ROS production by human neutrophils. Interestingly, zymosan induced the phosphorylation of the NADPH oxidase cytosolic component p47phox on Ser345, Ser328 and Ser315; and activation of the GTPase Rac2. Phosphorylation of p47phox as well as Rac2 activation were inhibited by genistein a broad range protein tyrosine kinase inhibitor. Wortmannin a PI3Kinase inhibitor, inhibited phosphorylation of p47phox on Ser328 and Ser315 and Rac2 activation. SB203580 and UO126, inhibitors of p38MAPK and ERK1/2-pathway respectively, inhibited phosphorylation of p47phox on Ser345. GF109203X a PKC inhibitor inhibited phosphorylation on Ser328 and Ser315. Zymosan-induced ROS production was inhibited by genistein, wortmannin, SB203580, UO126 and GF109203X. These results show that zymosan induced ROS production by NADPH oxidase in human neutrophils via the phosphorylation of p47phox and Rac2 activation. Our results also suggest that a protein tyrosine kinase and PI3Kinase control p47phox phosphorylation and Rac2 activation while p38MAPK, ERK1/2 and PKC are involved in zymosan-induced p47phox phosphorylation.