Actuellement, l'infection au virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est considérée comme une infection chronique contrôlable à moyen et long terme. En effet, l'utilisation appropriée de combinaisons d'antirétroviraux ainsi qu'un suivi du développement de la résistance chez le virus peut diminuer la charge virale pendant des décennies et retarder l'apparition du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). Cependant, certains de ces médicaments, et tout particulièrement les inhibiteurs de protéase du VIH-1 pénètrent difficilement dans certains organes pouvant servir de réservoirs viraux comme c'est le cas pour le cerveau. Cette limitation favorise la persistance du virus permettant la réapparition rapide d'une forte virémie si les traitements sont interrompus. La réplication du VIH-1 dans le cerveau favorise le développement de déficits cognitifs, comportementaux et moteurs à long terme chez les personnes qui en sont atteintes. L'objectif principal de ce mémoire est de vérifier la possibilité d'utiliser les monocytes comme outil de transport des antirétroviraux sous forme de nanoparticules vers le réservoir du VIH-1 dans le système nerveux central (SNC). Cet objectif est vérifié à l'aide d'une reconstitution de la barrière hématoencéphalique (BHE), où la migration des monocytes chargés de nanoantirétroviraux est évaluée avec une lignée cellulaire monocytoïde, soit les Mono-Mac-1 (MM-1). Des particules de tailles nanométriques dans lesquelles la ritonavir est encapsulée (nanoRTV) ont été développées afin de faciliter leur chargement à l'intérieur des cellules. Des essais de cytotoxicité ont montré que la ritonavir encapsulée n'était pas plus toxique que la ritonavir seule. Par la suite, la capacité de chargement, de rétention ainsi que de relâchement de nanoRTV ont été mesurés dans le temps avec les cellules MM-1. Les résultats démontrent que les cellules MM-1 sont tout à fait capables de stocker des quantités importantes de ritonavir et de garder près de 40 % de la quantité initialement chargée sur une période de sept jours. Les essais de migration à travers la BHE reconstituée indiquent que les MM-1 chargées avec la nanoRTV perdent plus de la moitié de leur capacité de migration à travers la BHE en présence de chimiokines. Cependant, la pré-stimulation des cellules à la PGE[indice inférieur 2] avant le chargement des nanoRTV semble rétablir la capacité de la migration à travers cette barrière. Cette étude est complémentaire à d'autres travaux de recherche visant l'utilisation de cellules comme outil de transport pour la livraison de médicaments à des sites anatomiques ciblés. De plus, nos résultats suggèrent que les monocytes pourraient être des acteurs importants dans ce type de thérapie, étant des cellules avec une forte capacité de migration à travers la BHE.

Les maladies cardiovasculaires étant la première cause de mortalité au monde depuis une quinzaine d’années, de nombreuses recherches ont vu le jour sur plusieurs récepteurs impliqués dans ces maladies. C’est le cas du récepteur « Liver X Receptor », un récepteur nucléaire responsable du maintien de l’homéostasie du cholestérol et du glucose ainsi que du contrôle de l’inflammation. Les travaux réalisés dans le cadre de cette maîtrise avaient pour objectifs de mieux comprendre les éléments immunologiques et moléculaires contrôlant la migration des monocytes humains. Tout d’abord, nous avons déterminé le rôle de la prostaglandine E[indice inférieur 2], une cytokine produite massivement en inflammation, en combinaison avec l’activation du récepteur « Liver X Receptor », dans le contrôle de l’expression du récepteur de chimiokine CCR7 chez les monocytes. Ce récepteur est responsable de la migration des leucocytes vers les ganglions lymphatiques sous l’action chimiotactique des chimiokines CCL19 et CCL21. Nous avons démontré que la prostaglandine E[indice inférieur 2] en combinaison avec l’activation du récepteur « Liver X Receptor » induit la transcription de l’ARNm de CCR7 chez les monocytes et leur migration subséquente vers les chimiokines CCL19 et CCL21. Cependant, cette augmentation de la capacité migratoire n’est pas corrélée avec une augmentation de l’expression protéique de CCR7. Nous avons également observé que la prostaglandine E[indice inférieur 2] cause une diminution importante de l’expression de ABCG1, l’un des gènes cibles du récepteur « Liver X Receptor » impliqué dans le relargage du cholestérol. L’importance des récepteurs EP[indice inférieur 2] et EP[indice inférieur 4] a été démontré dans l’expression de l’ARNm et la fonctionnalité de CCR7. La prostaglandine E[indice inférieur 2] semble lier préférentiellement le récepteur EP[indice inférieur 4] plutôt que le récepteur EP[indice inférieur 2]. De plus, l’importance de la voie de signalisation induite par PI3K dans la modulation de la capacité migratoire a également été démontrée. Ces travaux ont permis de mettre en lumière les principaux acteurs moléculaires impliqué dans la migration des monocytes suite à l’activation du récepteur « Liver X Receptor » en présence de la prostaglandine E[indice inférieur 2].

Depuis quelques décennies, le syndrome d'immunodéficience acquise a causé la mort de millions de personnes. La recherche des dernières années a permis de caractériser l'agent causal, le virus de l'immunodéficience humaine, d'identifier des cibles thérapeutiques ainsi que de développer des drogues permettant de contrôler la réplication de ce virus. Toutefois, nous constatons l'émergence de souches virales résistantes à un ou plusieurs des médicaments disponibles. De plus, bien qu'elle permette de bien contrôler la réplication du virus, la thérapie actuelle ne permet pas son éradication et il n'existe aucun vaccin efficace pour la prévention de l'infection. Le virus persiste ainsi dans certaines cellules infectées, lesquelles formeront un réservoir viral. Les monocytes représentent une population cellulaire favorable à la formation d'un tel réservoir viral. Leur dissémination et leur accumulation dans les ganglions lymphatiques constitueraient une étape critique dans la persistance du virus. Les mécanismes menant à la migration des monocytes vers les ganglions lymphatiques sont actuellement méconnus. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse avaient pour objectif de mieux comprendre les évènements immunologiques et moléculaires contrôlant la migration des monocytes vers les ganglions lymphatiques. Dans un premier temps, nous avons démontré le rôle de la prostaglandine E[indice inférieur 2], une cytokine produite massivement au cours de l'infection, dans le contrôle de l'expression du récepteur de chimiokine CCR7 chez les monocytes. Ce récepteur est responsable de la migration des leucocytes vers les ganglions lymphatiques sous l'action chimiotactique des chimiokines CCL19 et CCL21. Nous avons démontré qu'une exposition des monocytes à la prostaglandine E[indice inférieur 2] entraînait une augmentation de leur migration vers ces chimiokines. Nous avons caractérisé les voies de signalisation intracellulaire activées par la prostaglandine E[indice inférieur 2] menant à l'expression de CCR7 chez les monocytes. Nous avons ainsi établi que la synthèse d'AMPc résultant de l'activation des récepteurs EP[indice inférieur 2] et EP[indice inférieur 4] entraînait l'expression de CCR7 chez les monocytes. Nous avons ensuite démontré l'implication des kinases PKA, ERK et p38 dans ce processus. Dans un second temps, nous avons vérifié l'effet de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine sur l'expression et la fonctionnalité du récepteur CCR7 chez les monocytes exposés à la prostaglandine E[indice inférieur 2]. Notre modèle expérimental démontre que l'exposition des monocytes au virus de l'immunodéficience humaine diminue le niveau de surface ainsi que la fonctionnalité du récepteur CCR7. Toutefois, la prostaglandine E[indice inférieur 2] augmente l'expression de CCR7 à la surface des monocytes exposés au virus, ce qui résulte en une augmentation de la sensibilité des monocytes pour la chimiokine CCL19. Nos résultats suggèrent que lors de la transmission mucosale du virus de l'immunodéficience humaine, l'exposition des monocytes au virus ainsi qu'à la prostaglandine E[indice inférieur 2] pourrait favoriser la dissémination du virus vers les ganglions lymphatiques. Une meilleure compréhension de la pathogenèse du virus ainsi que des mécanismes menant à la dissémination virale pourrait conduire à l'amélioration de l'approche thérapeutique actuelle.

Le Récepteur de chimiokine CCR7 joue un rôle important dans la migration des cellules immunitaires, permettant ainsi l'initiation de la réponse immunitaire. Des études ont démontré qu'une déficience dans l'expression de ce récepteur ou de ces ligand CCL19 et CCL21 a un impact considérable sur la mise en place de la réaction immunitaire suite a un stimulus. D'autre part la prostaglandine de série E 2 a été identifié comme un agent régulateur important sur l'expression et la fonctionnalité du récepteur CCR7 dans l'établissement de la réponse immunitaire, principalement au niveau des cellules dendritiques. L'élévation du niveau de prostaglandine E 2 , lors de certaine infection, induit une augmentation importante de la migration des cellules immunitaires, lors de l'activation du récepteur CCR7. Ces cellules vont alors migrer vers ses ligands qui sont produit principalement au niveau des ganglions lymphatique, permettant ainsi la présentation antigénique aux cellules du système immunitaire adaptatif. Récemment, des travaux ont permis de mettre en évidence l'expression du récepteur CCR7 chez les monocyte et du rôle important de la PGE 2 dans l'expression et la fonctionnalité du récepteur chez ces cellules. Les travaux réalisés dans le cadre de cette maîtrise avaient pour but, dans un premier temps, de déterminer les mécanismes moléculaires permettant la migration cellulaire des monocytes suite à l'activation du récepteur CCR7 par la présence de son ligand CCL19. Nous avons également vérifié l'implication de la PGE 2 dans ce processus. Partant des mécanismes connus chez les cellules dendritiques et des cellules T, nous avons établi que la participation des MAPK p38, ERK et JNK sont importantes dans ce processus. La présence de PGE2 permet une phosphorylation plus rapide de ses MAPK. Nous avons ensuite vérifié la participation de la voie RhoA/ROCK, importante dans le réarrangement du cytosquelette d'actine. L'activation du récepteur CCR7 par son ligand CCL 19 permet une activation de RhoA. Cette activation survient plus rapidement lorsque les cellules sont en présence de PGE 2. Lorsque ces voies métaboliques sont bloquées par des inhibiteurs pharmacologiques, la migration des monocytes est alors inhibée, démontrant l'importance de ses voies pour la migration des monocytes vers les ligands CCL191 Dans un second temps, nous avons étudié l'impact de la maturation des monocytes en macrophage sur le récepteur CCR7. Jusqu'à maintenant, il est connu que la PGE2 permet une augmentation de l'expression de CCR7 chez les monocytes et augmente la réponse chimiotactique des cellules vers les ligands de CCR7. De plus on sait que lors de la maturation des monocytes en cellules dendritique mature, une forte augmentation de l'expression du récepteur CCR7 est observé et que la présence de PGE 2 est essentielle pour assurer la fonctionnalité du récepteur. Toutefois, l'impact de la maturation des monocytes en macrophage sur le récepteur CCR7 est encore inconnu. Nous avons alors démontré que lors de la maturation des monocytes en macrophages, il y a une importante perte de l'expression du récepteur CCR7 et que la présence inflammatoire de la PGE 2 ne permet pas une augmentation de l'expression du récepteur et de la migration des cellules chers les ligands de CCR7. La migration des macrophages vers les ganglions lymphatique ne serait alors pas attribuée à la chimiotaxie de CCR7 vers ses ligands. Ces travaux ont permis de mettre en lumière les principaux acteurs moléculaires impliqué dans la migration des monocytes suite à l'activation du récepteur CCR7 et que la PGE2 permettrait aux monocytes de migrer préférentiellement vers ses ligands au lieu de transmigrer vers les tissus où ils se différencieraient en macrophage. Suite à la différenciation des monocytes en macrophages, nous avons également pu démontrer qu'ils n'ont plus la capacité d'exprimer le récepteur CCR7 et amorcer leur migration vers les ligands CCL19 et CCL21 exerçant ainsi leur fonction en tant que cellules résidente des tissus.[ symboles non conformes]