Orientia tsutsugamushi, l'agent pathogène responsable du typhus des broussailles, est une bactérie cytosolique qui envahit l'endothélium et les monocytes/macrophages. La réponse immune à l'infection par O. tsutsugamushi reste à ce jour mal connue. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre la réponse des cellules de la réponse immune innée humaine à O. tsutsugamushi. Nous avons montré que O. tsutsugamushi se réplique dans les monocytes humains. En utilisant un microarray portant sur la totalité du génome, nous avons également montré que les bactéries vivantes induisent de profondes modifications du profil transcriptionnel des monocytes. C'est ainsi que l'expression des gènes codant l'interféron de type I et des gènes stimulés par l'interféron est fortement augmentée. Les monocytes infectés expriment plusieurs gènes codant des cytokines et des chimiokines inflammatoires, ce qui montre qu'ils sont polarisés vers un phénotype M1 (classically-activated phenotype). Les bactéries vivantes induisent également la sécrétion de l'interleukine-1β et probablement l'activation des inflammasomes et de la caspase-1. O. tsutsugamushi affecte enfin l'expression des gènes associés à l'apoptose et induit la mort d'une partie des monocytes infectés. Nous avons en outre étudié le profil transcriptionnel de patients atteints d'un typhus des broussailles et avons trouvé une signature spécifique incluant la modulation de gènes de type M1 et de gènes stimulés par l'interféron. Nous avons finalement étudié la réponse des macrophages humains dérivés des monocytes à O. tsutsugamushi. / Orientia tsutsugamushi, the causative pathogen of scrub typhus, is a cytosolic bacterium that invades endothelium and monocytes/macrophages. So far, the knowledge of immune response to O. tsutsugamushi is still limited. The objective of this thesis is to better understand the response of human innate immune cells against this pathogen. We demonstrated that O. tsutsugamushi was able to replicate in human monocytes. Using whole genome microarrays, we showed that live O. tsutsugamushi induced robust changes in the transcriptional profiles of monocytes. First, type I interferons and interferon-stimulated genes were remarkably up-regulated. Second, infected monocytes expressed several inflammatory cytokine and chemokine genes, and were polarized toward the classically-activated M1 phenotype. Third, live bacteria induced interleukin-1β secretion and likely inflammasome and caspase-1 activation. We also showed that O. tsutsugamushi altered the expression of apoptosis-related genes and induced cell death in monocytes. We extended our work to the study of the transcriptional profiles of patients with scrub typhus and found a specific signature in patients that included the modulation of M1-associated genes and interferon-stimulated genes. We finally studied the response of human monocyte-derived macrophages to O. tsutsugamushi. The transcriptional and functional responses of macrophages to O. tsutsugamushi were roughly similar to those observed in circulating monocytes including type I IFN response, pro-inflammatory cytokine gene expression and IL-1β secretion.

Le neuroblastome est cancer du jeune enfant se développant au sein du système nerveux périphérique sympathique. Cette tumeur est caractérisée par sa grande hétérogénéité clinique : allant de formes régressant spontanément aux tumeurs de haut-risque, réfractaires aux traitements les plus agressifs. La survie à long terme des patients présentant un neuroblastome de haut-risque reste par ailleurs inférieure à 50%, ce qui souligne la nécessité de trouver de nouveaux traitements afin d’améliorer leur prise en charge thérapeutique.Récemment, en définissant le paysage épigénétique des cellules de neuroblastome, nous avons observé la présence de super-enhancers (SE). La caractérisation du paysage des SE dans les lignées de neuroblastome nous a permis de révéler l’hétérogénéité cellulaire du neuroblastome, composée de deux identités distinctes : noradrénergique et mésenchymateuse. Chacune des identités cellulaires est caractérisée par un circuit de régulation transcriptionnelle (CRC) : les facteurs PHOX2B, HAND2 et GATA3 définissent l’identité noradrénergique alors que les facteurs de la famille AP-1 gouvernent l’identité mésenchymateuse. Nous avons par ailleurs montré la différence de sensibilité aux chimiothérapies classiquement utilisées en clinique entre ces deux types cellulaires, avec une résistance accrue des cellules mésenchymateuses.Mon travail de thèse porte sur la caractérisation du rôle des facteurs de transcription PHOX2B et GATA3 dans l’établissement et le maintien de l’identité noradrénergique des cellules de neuroblastome. J’ai réalisé leur knock-out par CRISPR-Cas9 dans la lignée noradrénergique SH-SY5Y. L’inactivation de PHOX2B ne modifie ni le programme transcriptionnel ni le phénotype des cellules, arborant une identité noradrénergique. En revanche, les cellules inactivées pour GATA3 possèdent un phénotype cellulaire mésenchymateux ainsi que des capacités de migration, d’invasion et de résistance aux chimiothérapies. Le knock-out de PHOX2B et GATA3 entraine une diminution de la prolifération cellulaire, traduisant le phénomène d’addiction transcriptionnelle des cellules cancéreuses. La caractérisation du paysage épigénétique des cellules inactivées pour GATA3 démontre leur reprogrammation de l’identité noradrénergique vers l’identité mésenchymateuse avec l’effondrement des SE noradrénergiques ainsi que l’acquisition de SE mésenchymateux. GATA3 est donc indispensable pour le maintien de l’identité noradrénergique in vitro.Les résultats générés lors de ma thèse montrent que les facteurs de transcription impliqués dans un même CRC possèdent des rôles distincts dans l’identité cellulaire. La caractérisation de la dynamique de reprogrammation ainsi que des facteurs impliqués dans ce processus nous permettrons de mieux comprendre les phénomènes de plasticité cellulaire à l’origine de la progression tumorale et de la rechute thérapeutique des patients. / Neuroblastoma is a pediatric tumor of the peripheral sympathetic nervous system characterized by its diversity of clinical presentations from spontaneous regression to highly aggressive tumors. Currently, the overall survival of high-risk neuroblastoma patients remains under 50% which highlight the need to find new therapeutic approaches to improve patient outcome.Recently, we defined the epigenetic landscape of neuroblastoma cell lines and observed the presence of super-enhancers (SE). The characterization of the SE landscape let us to define the heterogeneity of neuroblastoma cell identity with the presence of noradrenergic and mesenchymal cells. Both cell identities are governed by a core regulatory circuitry (CRC), composed by PHOX2B-HAND2-GATA3 in the noradrenergic cells and by AP-1 transcription factors in the mesenchymal cells. We also demonstrate the different behaviors of the cells regarding chemotherapy treatments with a higher resistance of the mesenchymal cells.My thesis aimed at deciphering the role of PHOX2B and GATA3 transcription factors in the establishment and the maintenance of the noradrenergic identity of neuroblastoma cells. To do this, PHOX2B and GATA3 were knock-out by CRISPR-Cas9 in the noradrenergic SH-SY5Y cell line. PHOX2B knock-out has no major impact neither on the transcriptomic profile nor the phenotype of the cells. PHOX2B knock-out cells still maintain their noradrenergic identity. In contrast, GATA3 knock-out cells harbor a mesenchymal phenotype showing higher ability to migrate, invade and being pore resistant to chemotherapy than control SH-SY5Y cells. Both PHOX2B and GATA3 knock-out decrease the SH-SY5Y cell proliferation in vitro and in vivo, which highlight the transcriptional dependency of the noradrenergic cells for their identity-related transcription factors. The characterization of the epigenetic landscape of GATA3 knock-out cells revealed their reprograming from the noradrenergic to the mesenchymal identity with the loss of noradrenergic SE and the acquisition of mesenchymal SE. These results demonstrate that GATA3 is essential for the maintenance of the noradrenergic identity in vitro.Altogether, these results show that transcription factors involved in a CRC can have distinct role in the cell identity. The characterization of the reprogramming dynamics as well as the factors involved in this process will allow us to better understand the cellular plasticity involved in the tumor progression and patient relapse.

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