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

Le paludisme est une maladie causée par un parasite Apicomplexe du genre Plasmodium pouvant aboutir à de graves complications. Les modèles murins ont révélé un rôle des lymphocytes T CD4 (LT CD4) dans la réponse immunitaire protectrice et pathologique. Les LT CD4 peuvent être protecteurs en limitant la croissance parasitaire et pathogénique au cours du neuropaludisme expérimental (NPE) : une complication cérébrale que développent les souris sensibles après infection par PbA. Au cours du NPE, l'interféron gamma (IFN gamma) produit par lesLT CD4 participe à la séquestration des LT CD8 dans les capillaires cérébraux, provoquant des dommages vasculaires qui aboutissent à la mort de l'animal. A ce jour, aucun antigène reconnu par les LT CD4 dans ce modèle n'est caractérisé et les cellules présentatrices d'antigènes (CPA) impliquées dans la mise en place de ces réponses ne sont pas connues. Nous avons utilisé la protéomique pour caractériser l'immunopeptidome dérivé de PbA et présenté par le CMH II au cours de l'infection. Nous avons identifié 14 peptides issus de 13 protéines antigéniques et avons établi leur immunodominance. Nous avons observé que les trois épitopes dominants représentent 1/3 des réponses LT CD4 spécifiques au cours de l'infection à PbA et que ces réponses sont détectées dans un contexte d'infection naturelle. Afin de mieux comprendre les mécanismes de présentation antigénique, nous avons développé des LT CD4 rapporteurs appelés hybridomes. Ces outils ont montré que les Cdc1 de souris infectées à J6 sont meilleures présentatrices d'antigènes de PbA mais aussi d'antigènes non-parasitaires. De plus, la déplétion de cDC1 in vivo a souligné l'importance jusqu'alors insoupçonnée des cDC1 dans le développement des réponses Th1 effectrices au cours du paludisme sévère. Cette étude apporte un nouvel éclairage sur les mécanismes qui conduisent à l'immunité effectrice par les LT CD4. Elle pourrait être utile pour améliorer l'aide apportée aux LB par les LT CD4 au cours de stratégies vaccinales. / Malaria is a blood-borne disease caused by parasites of the genus plasmodium that can lead to severe manifestations. Mouse models have revealed the dual role of t cells in limiting parasite growth and in mediating immune pathology, especially during experimental cerebral malaria (ECM), a cerebral complication that develops in susceptible mice infected by plasmodium Berghei (Pb) anka (PbA) parasites. During ECM, IFN gamma produced by CD4 t cells promotes sequestration of cd8 t cells in brain capillaries, resulting in vascular damage and early mouse death. As of now, the antigens from PbA recognized by CD4 t cells are unknown and the phagocytes involved in uptake of parasitized erythrocytes and priming and differentiation of cd4 t cells are poorly understood. Here we used mass spectrometry to characterize the PbA-derived MHC II peptidome presented by dc during blood stage malaria. we identified 14 peptides from 13 antigenic proteins and established the immunodominance hierarchy of the peptide-specific CD4 responses. We found that t cells specific for the three dominant epitopes represented 1/3 of the entire parasite-specific response. Interestingly, these dominant responses were detectable after natural infection. To gain insights into the antigen presentation mechanisms, we generated ß-gal-inducible reporter cd4 t cell hybridomas. After 6 days of infection the cDC1 subset was the most potent to present PbA and non-PbA antigens to CD4 t cells. In accordance, cDC1 depletion in vivo impaired the development of effector th1 responses in PbA-infected mice. This study sheds light on the mechanisms eliciting CD4 t cell immunity to blood stage malaria and may help improve CD4 t cell-mediated b cell help in vaccination strategies.

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

Les protéines solubles sont généralement faiblement immunogènes, ce qui constitue unelimite pour le développement de vaccins sous unitaires à base de protéines. Mes travaux de thèseont eu pour objectif de décrypter certains mécanismes moléculaires et cellulaires qui contribuent àl'immunogénicité et d'en tirer partie pour développer des approches originales permettantd'améliorer la capacité des protéines à déclencher la réponse immunitaire. Pour cela, j'aiprincipalement utilisé le transactivateur transcriptionnel (Tat) du VIH-1. J'ai montré quel'oligomérisation de Tat permet à un mécanisme de collaboration B-TH-2 d'induire la réponseimmunitaire en absence d'adjuvant. J'ai identifié le déterminant minimal responsable de l'effet etmontré qu'il confère la propriété adjuvante à d'autres antigènes. J'ai ensuite montré que laprésentation aux cellules T restreinte aux CMH I et CMH II est accrue lorsque les protéines sontdotées de la capacité à lier des sucres sulfatés d'expression ubiquitaire: les héparanes sulfate. Cestravaux ont permis de définir de nouvelles approches pour améliorer l'immunogénicité de protéinessusceptibles d'être intégrées dans des préparations vaccinales.

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

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La reconnaissance des antigènes du soi et du non soi par les lymphocytes B et T est à l'origine des maladies auto-immunes et inflammatoires. Les anticorps et les auto-anticorps produits par les plasmocytes dérivés des lymphocytes B sont utiles à des fins diagnostiques, mais contribuent également à la physiopathologie de ces maladies. La déplétion des lymphocytes B au cours des maladies auto-immunes chez l'homme a recentré l'attention sur les rôles des lymphocytes B comme modulateurs de la fonction des lymphocytes T, en plus de leur rôle de cellules productrices d'anticorps. L'utilisation d'anticorps anti-CD20 chez la souris révèle le rôle fondamental des lymphocytes B comme adjuvants cellulaires pour l'activation des lymphocytes T CD4+ in vivo (lymphocytes B effecteurs) mais également le rôle régulateur inattendu d'une sous-population de lymphocytes B spléniques CD1dhighCD5+ qui produit de l'interleukine 10 (lymphocytes B10). Le rôle de ces lymphocytes B effecteurs est montré dans un modèle chez la souris NOD (Non Obese Diabetic) alors que le rôle des lymphocytes B régulateurs est montré dans un modèle murin d'eczéma de contact. Au cours de l'encéphalite auto-immune expérimentale, la déplétion précoce des lymphocytes B aggrave les signes neurologiques tandis que la déplétion tardive des lymphocytes B les améliore, reflétant la dualité fonctionnelle des lymphocytes B au cours des maladies inflammatoires / Autoimmunity results from abnormal B and T cell recognition of self antigens, which leads to autoantibody production in many cases. Autoantibodies produced by B cell-derived plasma cells provide diagnostic markers for autoimmunity, but also contribute significantly to disease pathogenesis. The therapeutic benefit of depleting B cells in mice and humans has refocused attention on B cells and their role in autoimmunity beyond autoantibody production. B cells specifically serveas cellular adjuvants for CD4+ T cell activation, while regulatory B cells, including those that produce IL-10 (B10 cells), function as negative regulators of inflammatory immune responses. The role of effector B cells is shown in the non obese diabetic mouse model (NOD) whereas the role of regulatory B cells is demonstrated in a contact dermatitis model. During experimental autoimmune encephalomyelitis, early B cell depletion makes the disease worst whereas B cell depletion after disease onset improves clinical symptoms, reflecting counter regulatory B cell functions during autoimmunity

Les cellules endothéliales (CE) de la barrière hémato-encéphalique (BHE) ont une position cruciale à l'interface entre le système nerveux central (SNC) et les cellules circulantes du système immunitaire. Les lymphocytes T (LT) CD8 et CD4 sont des acteurs clés de la réponse immunitaire adaptative impliqués dans la physiopathologie de maladies inflammatoires du système nerveux central (SNC). Au cours de leur transmigration vers le SNC les LT interagissent avec les CE de la BHE. Ces cellules expriment des molécules de CMH de classe I et pourraient présenter des antigènes aux LTCD8, affectant ainsi leur comportement. L'objectif de mon projet de Thèse est de déterminer le rôle de la présentation antigénique par les CE de la BHE dans les maladies inflammatoires du SNC. Nous avons développé un modèle murin transgénique permettant l'expression conditionnelle par les CE de la BHE d'un antigène, l'hémagglutinine du virus Influenza (HA), permettant d'analyser in vitro et in vivo les interactions entre des LT spécifiques d'HA et les CE exprimant ou non l'antigène HA. La première partie du travail a consisté à déterminer si des LTCD8 activés spécifiques d'HA transférés dans les souris receveuses pouvaient être responsables d'une maladie inflammatoire du SNC liée à l'expression par la BHE de l'antigène cible. Les souris receveuses dont les CE de la BHE expriment HA, mais pas celles dont les CE n'expriment pas HA, développent après transfert un phénotype clinique causé par une apoptose des CE induite par des LTCD8 cytotoxiques et associé à des dommages tissulaires de la BHE et du SNC, témoignant que l'expression d'un antigène par la BHE peut induire une réponse immunitaire délétère affectant le SNC. La constatation chez ces souris d'une atteinte rétinienne et de l'oreille interne associée à la pathologie endothéliale de la BHE a permis de faire le rapprochement avec le syndrome de Susac, pathologie humaine orpheline liée à une atteinte endothéliale des vaisseaux du SNC, de la rétine et de l'oreille interne. La collaboration avec une équipe allemande a permis une analyse comparative entre notre modèle murin et des données immunologiques et anatomopathologiques issues de patients atteints d'un syndrome de Susac soulignant le rôle des LTCD8 cytotoxiques comme acteurs clefs des dommages endothéliaux observés dans le Susac, et sa probable nature auto-immune. Le bénéfice dans notre modèle de l'utilisation d'anticorps monoclonaux ciblant l'intégrine a4 permet de proposer dans le syndrome de Susac des perspectives thérapeutiques innovantes. La deuxième partie de ce travail était de déterminer si les CE de la BHE pouvaient se comporter comme des cellules présentatrices d'antigènes vis à vis des LT. Le transfert de LT CD8 spécifiques d'HA naïfs était associé, uniquement dans les souris receveuses dont les CE de la BHE exprimaient HA, à une prolifération des LTCD8 au niveau des organes lymphoïdes. / Endothelial cells (EC) of the blood brain barrier (BBB) have a crucial position at the interface between the central nervous system (CNS) and circulating cells of the immune system. CD8 and CD4 T cells are key actors of the adaptive immune response involved in pathophysiology of CNS inflammatory diseases. T cells interact with EC of the BBB during the transmigration course to the CNS. EC express MHC class I and can present antigens to CD8 T cells, affecting their behavior. In this context, our study aimed to determine the role of antigen presentation by EC of the BBB in CNS inflammatory diseases. We have developed a transgenic mouse model allowing conditional expression of a neo-antigen, Hemagglutinin of Influenza virus (HA) by EC of the BBB, allowing in vitro and in vivo analysis of the interactions between HA- specific T cells and EC expressing or not the HA antigen. In the first part of the work, we asked whether activated HA-specific CD8 T cells transferred in recipient mice could be responsible of CNS inflammatory disease linked to the expression of target antigen by the BBB. Recipient mice, which EC express HA, but not the control mice, which do not express HA, displayed apoptosis of EC and associated BBB and CNS tissue damages, resulting in development of clinical phenotype, showing that the expression of an antigen by the BBB can induce a deleterious immune response affecting the CNS. The finding in these mice of retinal and inner ear damages associated with BBB endothelial pathology enabled us to compare with Susac syndrome, an orphan human pathology associated with endothelial damages on CNS microvessels, branch retinal artery occlusions, and sensorineural hearing loss. The collaboration with a German team allowed a comparative analysis between our model and immunological and pathological data from patients with Susac Syndrome, highlighting the role of cytotoxic CD8 T cells as key players in endothelial damages observed in Susac syndrome, and the probable autoimmune nature of this pathology. The benefit in our model of the use of monoclonal antibody targeting a4 integrin allowed us to propose an innovative therapeutic perspective in Susac syndrome. The second part of the work was to determine if EC of BBB could behave as antigen presenting cells (APC) to T cells. Transfer of naïve HA-specific CD8 T cells was associated, only in recipient mice whose BBB EC expressed HA, to a proliferation of CD8 T cells in lymphoid organs. This observation reflected antigen accessibility to CD8 T cells recognition and the ability of EC of the BBB to provide the necessary signals in vivo for the activation and proliferation of transferred naïve HA-specific CD8 T cells, without being responsible for significative tissue damage to the CNS. From the transgenic mouse model we have developed a coculture model allowing in vitro analysis of the antigen presentation capacities by EC of BBB to HA-specific T cells, and the consequences on T cells activation. Our data showed that HA expression by BBB EC cultured in vitro is sufficient for activation of naïve HA-specific CD8 T cells, but is not associated with their proliferation. My Thesis work showed therefore that besides the role as anatomical barrier of the CNS, the BBB EC are involved in pathophysiology of CNS inflammatory diseases, and can behave like semi-professional antigen presenting cells participating in immune response regulation affecting the CNS.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal