Résumé : La voie des kynurénines est l’une des trois voies de biosynthèse du NAD, qu’elle produit à partir de la dégradation du plus rare des acides aminés essentiels, le tryptophane. Cette voie catabolique est initiée par trois enzymes distinctes, dont l’indoléamine 2,3-dioxygénase 1 (IDO-1). L’IDO-1 est la seule des trois enzymes dont l’expression est induite par des stimuli pro-inflammatoires tels que l’IFN-γ, le TNF-α ainsi que des produits bactériens et viraux. De plus, son expression est induite de manière particulièrement importante au cours de la maturation des cellules dendritiques (DC) qui jouent un rôle clé, tant dans les réponses immunes innées qu’adaptatives. Par conséquent, outre la production d’un cofacteur essentiel du métabolisme cellulaire, le catabolisme du tryptophane participe également à la régulation de la réponse immune. En effet, la fonction d’agent antimicrobien fut la première attribuée à l’IDO-1 parce qu’en réponse aux stimuli inflammatoires, celle-ci dégrade le tryptophane et limite la prolifération d’organismes pathogènes auxotrophes pour cet acide aminé. Ensuite, l’inhibition de l’activité catalytique de l’IDO-1 par une approche pharmacologique permit de mettre en évidence la contribution de cette enzyme au phénomène de tolérance maternelle pour les fœtus semi-allogéniques qu’elle porte. Enfin, sa participation à la tolérance périphérique fut proposée étant donné sa capacité à induire le développement de Treg ou à leur servir de mécanisme effecteur. Cependant, ces deux dernières fonctions ne sont pas très claires puisque les souris invalidées pour le gène de l’IDO-1 (IDO-1-/-) ne présentent ni défaut reproducteur, ni signe d’auto-immunité spontanée. Comme deux publications récentes suggéraient que l’inhibition pharmacologique de l’IDO-1 affecte la maturation des moDC humaines, nous avons effectué une analyse détaillée du compartiment immunitaire des souris IDO-1-/-, avec une attention toute particulière pour les DC. Au début, nous avons également constaté un important défaut de la maturation des BMDC IDO-1-/- générées in vitro en présence de GM-CSF. Cependant, le défaut se révéla extrêmement dépendant des conditions de culture, puisqu’un changement de substrat de culture ou de facteur de croissance suffit à restaurer une maturation normale de ces cellules. De même, l’analyse de la maturation des DC spléniques démontra de manière claire que l’IDO-1 n’est certainement pas essentielle à la maturation des DC in vivo. Nous avons ensuite montré que l’expression fonctionnelle d’IDO-1 protège les cellules et potentiellement les souris qui l’expriment lorsqu’elles sont soumises à des stress oxydatifs, suggérant que l’IDO-1 puisse consommer les anions O2- afin d’assurer son activité catalytique. Contre toute attente, nous avons ensuite constaté que les souris IDO-1-/- survivent plus longtemps aux infections par la forme pléiomorphe du parasite Trypanosoma brucei brucei. Bien que la levée de l’inhibition de la lymphoprolifération chez les souris IDO-1-/- soit l’explication la plus évidente de l’augmentation de leur survie, nous suggérons plutôt que c’est la perte de la fonction antioxydante de l’IDO-1-/- qui leur confère cette résistance. En conclusion, l’IDO-1 ne semble pas jouer un rôle important dans la différenciation et maturation des cellules dendritiques. Nos observations préliminiares indiquent cependant que cette enzyme pourrait jouer un rôle anti-oxydant, et protége donc les cellules dendritiques d’un stress oxydant potentiellement causé lors des réponses innées anti-microbiennes.

Les lymphocytes T (LT) sont des cellules essentielles du système immunitaire. Elles expriment à leur surface un récepteur, le TCR, qui a la capacité de reconnaître des peptides issus de la dégradation de protéines provenant d'agent infectieux associés aux molécules du complexe majeur d'histocompatibilité. Cette reconnaissance conduit à l'activation de signaux intracellulaires dans les LT propagés grâce à la coordination fine de molécules de signalisations cytosoliques ou membranaires qui agissent de concert pour entraîner des réponses cellulaires adaptées au type d'agent infectieux et permettre le développement d'une réponse immunitaire efficace. Au cours de ce travail de thèse, j'ai étudié deux protéines impliquées dans ces processus, CD5 et Themis1. Les protéines CD5 sont des co-récepteurs des LT capables d'inhiber la signalisation transmise par les TCR. Ils contribuent à réguler le répertoire des TCR en modulant finement les processus de sélection dans le thymus. Le rôle de ces co-récepteurs dans les LT périphériques et les mécanismes moléculaires par lesquels ils opèrent restent mal compris. Pour essayer d'élucider ces mécanismes, j'ai analysé l'interactome de CD5 dans les LT par spectrométrie de masse. J'ai montré que l'engagement des TCR entraîne le recrutement par CD5 d'un complexe moléculaire formé des protéines c-Cbl, Sts-2, SHIP, CIN85, CrkL et Pi3K. L'analyse de l'interactome de CD5 dans les LT c-cbl-/- suggère que c-CBL agit comme une protéine adaptatrice au sein de ce complexe qui relie CD5 aux autres protéines de signalisation. J'ai montré qu'une tyrosine, localisée en position 429 sur la région intracytoplasmique de CD5, était nécessaire à la formation de ce signalosome. L'analyse de la signalisation des TCR dans les LT provenant de souris contenant une mutation invalidante de la tyrosine 429 montre que ce complexe moléculaire régule négativement la phosphorylation de protéines telles que ZAP-70, SLP-76 et ERK et diminue la capacité des lymphocytes T à proliférer en réponse à l'engagement des TCR. CD5 réprime parallèlement l'activité des protéines Foxo1 en facilitant l'activation d'Akt et diminue ainsi la différentiation des LT naïfs en LT régulateurs (Treg) dans les organes lymphoïdes périphériques. Nos résultats suggèrent que CD5 pourrait faciliter le développement de réponses immunitaires efficaces en bloquant la différentiation de Treg dirigés contre des antigènes étrangers. La protéine Themis1 a été découverte récemment et joue un rôle essentiel dans le développement des LT en inhibant l'activité catalytique des tyrosines phosphatases SHP-1 et SHP-2. Les fonctions moléculaires et cellulaires régulées par Themis1 dans les LT périphériques sont inconnues. Au cours de ma thèse, j'ai étudié un nouveau modèle murin sélectivement déficient pour Themis1 dans les LT périphériques après leur développement dans le thymus. Des analyses in vitro montrent que Themis1 augmente les seuils de signalisation des TCR nécessaire pour activer les LT et réprime sélectivement la production d'IFNƴ dans des cellules polarisées Th1. In vivo, l'expression de Themis1 augmente la susceptibilité au développement d'Encephalomyélite Autoimmune Expérimental (EAE), un modèle murin de sclérose en plaques. Des résultats préliminaires obtenus dans ce modèle suggèrent de façon inattendue que Themis1 favorise la différentiation des LT encephalitogènes producteurs d'IFNƴet de GM-CSF. Themis1 pourrait agir in vivo en réprimant l'activité des co-récepteurs inhibiteurs tels que PD-1 et CTLA-4 qui recrutent des phosphatases à domaines SH2. / T-cells play a key role in immune responses. Each T-cell expresses a unique TCR (T-cell receptor) which specifically recognises a microbial-derived antigen presented by MHC molecules (major histocompatibility complex) on the surfaces of host cells. This interaction leads to the activation of T-cells via highly regulated intracellular signalling pathways using numerous membrane-bound and cytoplasmic proteins. These complex signals are responsible for the development of a customised immune response specifically directed against the invading pathogen. This thesis examines the role of two proteins involved in TCR signalling, CD5 and Themis1. CD5 proteins are TCR-associated co-receptors which exhibit inhibitory activity on TCR signalling. They modulate the variability of the TCR repertoire by finely regulating positive and negative selection in the thymus. However, their role in peripheral T-cells and the underlying molecular mechanisms by which they act is poorly understood. To answer this question, the CD5 interactome in peripheral T-cells was determined by mass spectrometry. Analysis of the interactome shows that, upon TCR engagement, CD5 recruits several proteins in a molecular complex referred to hereafter as "CD5 signalosome", namely: c-Cbl, Sts-2, SHIP, CIN85, CrkL and Pi3K. The same interactome analysis in c-Cbl deficient T-cells proves that c-Cbl acts as an adaptor necessary for the interaction between CD5 and the other proteins of the CD5 signalosome. These data have also demonstrated the necessity of a specific tyrosine for signalosome recruitment, located in position 429 within the intracytoplasmic domain of CD5. Analysis of TCR signalling in T-cells harbouring an invalidating Tyr429 mutation reveals that the CD5 signalosome downregulates phosphorylation of key proteins such as ZAP-70, ERK1/2 and SLP-76 and decreases T-cell auto-amplification upon stimulation. In parallel, CD5 also inhibits activity of Foxo1 protein by facilitating Akt recruitment, thereby reducing regulatory T-cell (Treg) generation in secondary lymphoid organs. Altogether, our data suggest that the CD5 co-receptor could promote a specifically adapted immune response against exogenous antigens by limitation of Treg differentiation. In 2009, our team identified a previously unknown signalling protein called Themis1 (THymocyte-Express Molecule Important for Selection) that is essential for T-cell development. The role of Themis1 has been extensively studied in thymocytes and recent data show that Themis enhances TCR signalling by selective inhibition of SHP-1 and SPH-2 phosphatases in these cells. However, its role in peripheral T-cells remains elusive. To study the post-thymic role of Themis1, we generated a new mouse model selectively deficient for Themis1 in peripheral T-cells but not in thymocytes. My in vitro analyses show that Themis1 enhances the TCR signalling threshold necessary to activate T-cells and selectively represses IFNƴ production in Th1 polarised T-cells. In vivo, Themis1 expression increases susceptibility to experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE, multiple Sclerosis mouse model). Surprisingly, preliminary results obtained in the same mouse model also suggest that Themis1 enhances differentiation of encephalitogenic T-cells producing IFNƴ and GM-CSF. We therefore hypothesise that Themis1 could act in vivo by repressing the activity of co-inhibitory receptors such as PD-1 or CTLA-4 by recruiting SH2 domain-containing phosphatases.

La grippe est une infection respiratoire causée par le virus influenza, ayant d'importants impacts socio-économiques.La grande capacité mutagénique de ce virus nous oblige à développer notre arsenal pharmacologique vu l'augmentation du nombre de résistances aux antiviraux. Ce projet propose d'utiliser des médicaments accessibles et disponibles pour le traitement de diverses maladies qui sont susceptibles de limiter la propagation virale en ciblant des voies cellulaires essentielles pour la réplication virale (acidification endosomales et niveaux de calcium cellulaire). Les résultats obtenus ont démontré que l'utilisation d'agents lysosomotropes alcalinisants et de modulateurs du calcium inhibait de façon significative la réplication virale.La sensibilité des souches à ces traitements était les suivantes : H1N1 et H3N2 adaptées à la souris, H1N1 humaine, H1N1 porcine et H5N1 et N5N2 [i.e. H5N2] aviaire. Des concentrations plus élevées étaient nécessaires pour un traitement post-infection.La combinaison de traitements entre eux ou avec l'oseltamivir (inhibiteur de la neuraminidase) ont démontré un effet inhibiteur additif significatif. L'inhibition de l'induction de la polymérase acide virale tôt dans l'infection a indiqué que les traitements empêchent le relâchement du génome viral dans la cellule. In vivo, seule la chloroquine (50 mg/kg/jr) inhibait significativement la réplication virale pulmonaire. Néanmoins cette section du projet soutient l'idée d'exploiter des mécanismes cellulaires cruciaux pour le virus afin de développer de nouveaux traitements antiviraux. L'oseltamivir réduit la réplication du virus influenza et l'inflammation excessive dans les poumons durant l'infection. Cependant, les effets du traitement antiviral et d'une réduction de la dose infectieuse, suite aux traitements ou lors d'une infection avec une faible dose infectieuse sur la réponse immune sont mal connus.La seconde partie du projet soutient que malgré les réductions de la sévérité de l'infection et de la réplication virale pulmonaire observées, la réponse immune adaptative T CD8[indice supérieur +] permettrait la génération de cellules mémoires conférant une immunité secondaire hétérotypique. Les résultats obtenus ont démontré qu'une réduction de la charge virale pulmonaire diminuait le recrutement de cellules de l'immunité innée et de lymphocytes T CD8[indice supérieur +] spécifiques au virus au site d'infection, comparativement à forte charge virale pulmonaire.La génération des lymphocytes T CD8[indice supérieur +] dans les organes lymphoïdes secondaires n'était pas affectée. Ces deux situations ont diminué la persistance de la population mémoire dans les poumons ce qui diminue la protection des souris lors de l'infection secondaire. Notre étude aurait donc démontré qu'une diminution de la charge virale pulmonaire pourrait avoir d'importantes conséquences négatives sur la génération de la réponse immune adaptative et mémoire.

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

Les cellules dendritiques (DCs) jouent un rôle essentiel dans la réponse immunitaire. En effet leur fonction de présentation de l’antigène les place au cœur de l’induction de la réponse immunitaire adaptative. Ceci, les rends vulnérables aux attaques des agents pathogènes. En effet de nombreux agents pathogènes détournent la réponse des DCs. Je me suis donc proposé d’étudier la réponse des DCs à Tropheryma whipplei, Coxiella burnetii, Brucella abortus et Orientia tsutsugamushi. J’ai pu mettre en évidence un défaut de maturation des DCs infectées par C. burnetii et B. abortus, liée à un défaut de la voie de l’interféron (IFN) de type I et de secretion de l'IFN-b. La deuxième partie de ma thèse replace le système immunitaire inné dans le cadre de l’immunité tissulaire humaine. Je me suis premièrement intéressé aux macrophages placentaires. J’ai pu démontrer que la capacité des macrophages placentaires à former des MGCs est altérée lors d’une chorioamniotite, ce qui laisse supposer que ces cellules géantes jouent un rôle dans le maintient de la tolérance fœto-maternelle. Deuxièmement je me suis intéressé aux DCs placentaires (plaDCs). J’ai ainsi put démontrer que les plaDCs sont de véritables DCs myéloïdes conditionnées par leur environnement direct ou hormonal au cours de la grossesse. Mon travail illustre deux concepts, le premier démontre la nécessité d’utiliser des techniques à haut débit pour identifier les perturbations induites par plusieurs agents pathogènes. Le deuxième démontre que l’environnement des cellules immunitaires participe fortement à leurs réponses face à des agents pathogènes mais également sur leur phénotype et fonction. / Dendritic cells (DCs) play a key role in the immune response. Indeed, their antigen presenting function allows them to be considered as the main inducers of adaptive response. This pivotal role also makes vulnerable to pathogen attacks. Indeed, numerous pathogens target DC response to avoid a microbicidal adaptive immunity to take place. To understand these mecanisms, I investigated the response of DCs to T. whipplei, C. burnetii, B. abortus and O. tsutsugamushi. I could highlight a phenotypic but not functional defect of maturation in DCs infected by C. burnetii and B. abortus, which was related to a defect in type I IFN response. Indeed, C. burnetii and B. abortus did not induce the production of IFN-b and induced an abnormal phosphorylation of MAPKs, known to participate to DC maturation. In this study, I could demonstrate that C. burnetii and B. abortus interfere with type I IFN response. The second part of my thesis dealt with innate immune system in the human tissue. First I interested myself in placental macrophages. I demonstrated that placental macrophages ability to form MGCs was altered in chorioamnionitis, suggesting that MGCs play a role in tolerance as they disappear in an infectious pathology. Second, I interested myself in placental DCs (plaDCs) for which I could conclude that plaDCs are true myeloid DCs that are polarized by their microenvironment. My work highlight two concepts, the first one demonstrate the necessity of high throughput methods for the analysis of cell response to several pathogens. The second concept demonstrates that direct environment or hormones can affect immune cells response to pathogen but also their phenotype and function.

L’apport des modèles de transplantation chez le rongeur pour des protocoles d’induction de tolérance chez l’homme est limité. La création d’un modèle pré-clinique visant à induire une tolérance aux allogreffes chez le gros animal comme le porc s’avère pertinent. L’activation de cellules dendritiques (DC) porcines par le CD40L ou le mélange de TNFa, d’INFa et de LPS augmente l’expression des molécules B7, induit l’expression de novo de CD25 et augmente leur capacité allostimulatrices. Par ailleurs, le CD40L ou le mélange TNF+INF+LPS induit des DC orientant la réponse allogénique vers Th1 et Th17. Les lymphocytes T régulateurs naturels CD4+CD25+ porcins ont été mis en évidence grâce à l’expression de Foxp3. Une stimulation de cellules CD4+ par la PHA en présence de TGFß induit l’expression de Foxp3. L’ajout de rapamycine maintien cette expression et renforce l’activité suppressive ce qui pourrait être expliqué par le fait que la rapamycine bloque l’expression d’IL 17 induite par le TGFß. / The contribution of rodent models of transplantation for protocols of induction of tolerance in humans has been disappointing. It therefore seems relevant to create a pre-clinic model in large animals. The activation of swine dendritic cells (DC) by CD40L or a combination of TNF+INF+LPS increases the expression of B7 molecules and induced de novo expression of CD25 on DC associated with an increase of allogeneic lymphocyte stimulation ability. In addition, CD40L and TNF+IFN+LPS induced DC polarizing to Th1 and Th17 response respectively. Swine natural CD4+CD25+ regulatory T lymphocytes have been highlighted through the expression of Foxp3. Stimulation of CD4+ cells by PHA and IL-2 in the presence of TGFß induces the expression of Foxp3 and the addition of rapamycin enhances the suppressive activity while maintaining the expression of Foxp3. Rapamycin blocks the expression of IL-17 induced by TGFß. This effect could explain the increase of the suppressive activity caused by rapamycin.

Le TNF-α est une cytokine pro-inflammatoire du système immunitaire qui, lorsque sa production est déréglée, induit de nombreuses pathologies chez l’homme (cachexie, arthrite rhumatoïde, etc.) Outre une régulation transcriptionnelle de cette cytokine, il existe aussi une régulation post-transcriptionnelle permettant un contrôle affiné de sa production. Le laboratoire de Biologie du Gène étudie cette régulation post-transcriptionnelle faisant intervenir une séquence consensus dans l’ARNm appelée séquence AU-riche (ou ARE pour AU-rich element) et les protéines qui y sont impliquées. Généralement, les ARNm porteurs d’ARE codent pour des protéines dont l’expression est transitoire. Ces gènes requièrent un contrôle très précis de leur expression et c’est pourquoi, en plus d’être soumis à de nombreux contrôles transcriptionnels, la traduction et la stabilité de leurs ARNm sont très finement régulées. La réponse immune innée implique de nombreux ARNm de ce type. Jusqu’à présent, la fonction de la protéine TIAR dans la régulation de l’expression du TNF-α n’a pas été complètement élucidée. Outre le TNF-α, la participation à la réponse immune innée de nombreuses protéines encodées par des ARNm porteurs d’ARE pourrait conférer à la protéine TIAR un rôle de régulateur essentiel dans le contrôle de l’inflammation. Nous avons donc générés plusieurs lignées de macrophages RAW 264.7 surexprimant la protéine TIAR entière ou différents mutants de TIAR afin de déterminer, par une analyse globale par puces à ADN, les ARNm cibles de TIAR au cours de la réponse immune. Cette approche nous a permis de démontrer que la protéine TIAR exerce un contrôle sur le métabolisme de l’ARNm du TNF-α et de MKP-1 (MAP kinase phosphatase 1), une phosphatase majeure dans la voie de signalisation de la MAPK p38. Cette voie de signalisation joue un rôle essentiel dans la stabilisation et la traduction de nombreux ARNm porteurs d’ARE encodant des protéines de la réponse inflammatoire. D’autre part, nous avons voulu étudier in vivo la fonction de la protéine TIAR au cours de la réponse immune. Nous avons, dans ce but, généré des souris transgéniques surexprimant l’isoforme courte de la protéine TIAR. Si nous n’avons pas encore pu mesurer les effets d’une surexpression de TIAR sur la réponse inflammatoire chez ces souris, ces individus transgéniques ont révélé qu’une expression anormale de la protéine TIAR induit une létalité importante au cours du développement embryonnaire.

La vigne est sujette à de nombreuses contraintes biotiques et abiotiques face auxquelles elle devra optimiser ses stratégies de défense, en favorisant parfois des interconnections entre les réponses adaptatives au stress abiotique et la gestion de la réponse immune face à un pathogène. Dans cette étude nous avons évalué l'effet du stress hydrique (par privation d'eau) sur différentes réactions adaptatives au stress, mais aussi sur des réponses de défense et sur la sensibilité des feuilles et des baies de la vigne à Botrytis cinerea. Ces réactions ont été suivies en utilisant des boutures végétatives de deux cépages : cv. Meski (MSK), tolérant à la sécheresse et cv. Chardonnay (CHR), sensible. La relation entre les réponses au stress hydrique et la réponse immune a également été recherchée au moyen de feuilles de vitroplants et de baies isolées de Chardonnay exposées à des osmotica : le polyéthylène glycol (PEG) et une forte concentration en saccahrose (SUC). Les résultats montrent que le stress hydrique/osmotique conduit à des modifications physiologiques et biochimiques importantes dans les feuilles et les baies mûres de vigne. L'amélioration de la tolérance chez MSK est associée à une faible inhibition de l'activité photosynthétique, une altération du profil des acides aminés et un catabolisme actif des polyamines (PAs) comparé au CHR. Ces résultats suggèrent un rôle potentiel des déviations métaboliques observées dans les processus de tolérance de la vigne au stress osmotique. La tolérance du MSK au déficit hydrique est également corrélée à une forte induction des réponses de défense accumulation de resvératrol et e-viniférine, expression de certains gènes de défense dont STS, Gluc (PR-2), Chit-4c (PR-3) et PR-5 dans les feuilles, ainsi qu'à une faible sensibilité à B. cinerea.Ces résultats suggèrent un lien étroit entre la tolérance au déficit hydrique et la capacité de la vigne à exprimer davantage ses mécanismes de défense et à résister mieux à B. cinerea. Des expériences pharmacologiques ont montré qu'en situation de stress hydrique/osmotique, le catabolisme des PAs, via des diamine- et PA-oxydases, est impliqué dans la régulation de l'homéostasie des PAs et de l'expression des réactions de défense. L'application du stress osmotique avant l'infection des feuilles par B. cinerea potentialise l'accumulation des PAs en réduisant fortement leur dégradation. Ces effets sont corrélés à une réduction de l'amplitude des réponses de défense après infection, et à une sensibilité accrue à B. cinerea. Ces résultats rendent compte (1) de l'importance des stress abiotiques dans la régulation de la réponse immune chez la vigne et sa résistance à B. cinerea et (2) du fait que le niveau des réponses de défense osmo-induites et la résistance au pathogène sont tributaires, au moins en partie, de certains mécanismes adaptatifs au stress, comme c'est le cas ici des voies de dégradation des polyamines. / Grapevine is often exposed to both biotic and abiotic stresses, and it will optimize defense strategies by favoing sometimes the cross-talk between adaptive responses to abiotic stress and immune response against pathogen challenge. In this study we evaluated the effect of water stress (by withholding water) on different adaptive responses, and also on defense responses and sensitivity of grapevine leaves or berries to Botrytis cinerea. These reactions were monitored using vegetative cuttings of two varieties: Meski (MSK) a drought tolerant cultivar and Chardonnay (CHR) as a sensitive one. The relationship between the responses to water stress and the immune response was also assessed using detached leaves from vitroplantlets and detached ripe berries from Chardonnay exposed to osmotic agents: polyethlene glycole (PEG) and a high concentration of sucrose (SUC). The results show that water/osmotic stress leads to significant physiological and biochemical changes in grapevine leaves and ripe berries. The improved tolerance of MSK to drought is associated with a weak inhibition of photosynthetic activity, altered amino acid profile and an activation of polyamine (PA) catabolism, compared to the sensitive plant CHR. These results suggest a potential role of metabolic deviations observed in the process of osmotic stress olerance. MSK tolerance to water deficit is also correlated with a strong induction of defense responses, such as accumulation of resveratrol and e-viniferin, enhanced expression of defense-related genes, including STS , Gluc (PR-2), Chit-4c (PR-3) and PR-5, and a low susceptibility of leaves to B. cinerea. These results suggest a close connection between water stress tolerance and the ability of grapevine to express more their defense mechanisms and then to resist better to the pathogen B. cinerea. Pharmacological experiments showed that experiencing water/osmotic stress, PA oxidation through diamine- and PA-oxidases is involved in the regulation of PA homeostasis and the expression of defense reactions in both leaves and berries. The application of osmotic stress before leaf infection by B. cinerea potentiates PA accumulation probably by reducing PA degradation. These effects are correlated with a reduction of defense responses after B. cinerea infection, as well as to an increased susceptibility to B. cinerea.These results highlight (1) the importance of abiotic stress in regulating the immune response in grapevine plants and resistance to B. cinerea and (2) that the level of defense responses induced by osmotic and the resistance of grapevine to the pathogen are dependent, at least in part, on some adaptive mechanisms to stress, as it is the case here for polyamine degradation pathways.

Quatre études épidémiologiques menées en Afrique ont montré que les enfants issus de mères ayant un placenta infecté par Plasmodium falciparum lors de l’accouchement font des infections palustres plus précocement que les autres enfants. Le fœtus serait sensibilisé in utero par les parasites infectants et développerait par la suite une tolérance aux infections palustres. Cette hypothèse nous conduit à supposer que i) la réponse anticorps spécifique de P. falciparum est différente chez les enfants en fonction du statut infectieux du placenta des mères à l’accouchement et ii) que cette sensibilité ne pourrait être induite que par les antigènes parasitaires porteurs des mêmes polymorphismes que ceux rencontrés in utero. Un troisième projet a consisté au développement d’une méthodologie permettant de distinguer les anticorps maternels de ceux néo-synthétisés par l’enfant dans le but de mesurer précisément l’acquisition de la réponse anticorps élaborée par l’enfant dès son plus jeune âge. Nous avons mis en place le suivi régulier et rapproché d’une cohorte de 620 nouveau-nés de la naissance à 18 mois au Bénin. Nous avons mesuré leurs réponses anticorps dirigées contre sept antigènes de P. falciparum candidats vaccins et constaté que le processus de maturation immunitaire commence à être mis en place à l’âge de 18 mois. L’infection palustre placentaire ne semble pas influer sur l’acquisition de la réponse anticorps spécifique jusqu’à 18 mois de vie. La méthodologie de distinction des anticorps maternels et néo-synthétisés a été validée. La caractérisation des polymorphismes des antigènes parasitaires présents à l’accouchement et pendant le suivi des enfants, mis en relation avec les données environnementales, a permis de valider en partie l’hypothèse de tolérance immunitaire. / Four epidemiological studies showed that infants born from mothers with Plasmodium falciparum placental malaria at delivery present a higher susceptibility to plasmodial infections than others. In connection with this observation, we hypothesized that i) the infants’ P. falciparum specific antibody responses are different according to presence or absence of placental malaria at delivery in their mothers and ii) susceptibility could only be induced by antigens that bring the same polymorphisms as those found in infected mothers. Another project consisted to develop a new methodology to distinguish maternal and neonatal antibodies in order to measure accurately neo-synthesized antibodies in the first months of life. A birth cohort of 620 newborns was established in an area endemic for malaria. Infants were followed-up until 18 months of age and their antibody responses specific for 7 P. falciparum antigens were quarterly measured. The emergence of the immune maturation process was observed in 18-months-infants. The acquisition of specific antibody responses was not impacted by placental malaria. The new methodological approach leading to distinguish maternal and neonatal antibodies was validated. The genetic characterization of the parasite antigen polymorphisms in mothers at delivery and their infants during the follow-up, in link to environmental data, led partially to the validation of the immune tolerance hypothesis.

La voie des kynurénines est l’une des trois voies de biosynthèse du NAD, qu’elle produit à partir de la dégradation du plus rare des acides aminés essentiels, le tryptophane. Cette voie catabolique est initiée par trois enzymes distinctes, dont l’indoléamine 2,3-dioxygénase 1 (IDO-1). L’IDO-1 est la seule des trois enzymes dont l’expression est induite par des stimuli pro-inflammatoires tels que l’IFN-γ, le TNF-α ainsi que des produits bactériens et viraux. De plus, son expression est induite de manière particulièrement importante au cours de la maturation des cellules dendritiques (DC) qui jouent un rôle clé, tant dans les réponses immunes innées qu’adaptatives. Par conséquent, outre la production d’un cofacteur essentiel du métabolisme cellulaire, le catabolisme du tryptophane participe également à la régulation de la réponse immune. <p><p>En effet, la fonction d’agent antimicrobien fut la première attribuée à l’IDO-1 parce qu’en réponse aux stimuli inflammatoires, celle-ci dégrade le tryptophane et limite la prolifération d’organismes pathogènes auxotrophes pour cet acide aminé. Ensuite, l’inhibition de l’activité catalytique de l’IDO-1 par une approche pharmacologique permit de mettre en évidence la contribution de cette enzyme au phénomène de tolérance maternelle pour les fœtus semi-allogéniques qu’elle porte. Enfin, sa participation à la tolérance périphérique fut proposée étant donné sa capacité à induire le développement de Treg ou à leur servir de mécanisme effecteur. Cependant, ces deux dernières fonctions ne sont pas très claires puisque les souris invalidées pour le gène de l’IDO-1 (IDO-1-/-) ne présentent ni défaut reproducteur, ni signe d’auto-immunité spontanée.<p><p>Comme deux publications récentes suggéraient que l’inhibition pharmacologique de l’IDO-1 affecte la maturation des moDC humaines, nous avons effectué une analyse détaillée du compartiment immunitaire des souris IDO-1-/-, avec une attention toute particulière pour les DC. Au début, nous avons également constaté un important défaut de la maturation des BMDC IDO-1-/- générées in vitro en présence de GM-CSF. Cependant, le défaut se révéla extrêmement dépendant des conditions de culture, puisqu’un changement de substrat de culture ou de facteur de croissance suffit à restaurer une maturation normale de ces cellules. De même, l’analyse de la maturation des DC spléniques démontra de manière claire que l’IDO-1 n’est certainement pas essentielle à la maturation des DC in vivo.<p> <p>Nous avons ensuite montré que l’expression fonctionnelle d’IDO-1 protège les cellules et potentiellement les souris qui l’expriment lorsqu’elles sont soumises à des stress oxydatifs, suggérant que l’IDO-1 puisse consommer les anions O2- afin d’assurer son activité catalytique. Contre toute attente, nous avons ensuite constaté que les souris IDO-1-/- survivent plus longtemps aux infections par la forme pléiomorphe du parasite Trypanosoma brucei brucei. Bien que la levée de l’inhibition de la lymphoprolifération chez les souris IDO-1-/- soit l’explication la plus évidente de l’augmentation de leur survie, nous suggérons plutôt que c’est la perte de la fonction antioxydante de l’IDO-1-/- qui leur confère cette résistance. <p><p>En conclusion, l’IDO-1 ne semble pas jouer un rôle important dans la différenciation et maturation des cellules dendritiques. Nos observations préliminiares indiquent cependant que cette enzyme pourrait jouer un rôle anti-oxydant, et protége donc les cellules dendritiques d’un stress oxydant potentiellement causé lors des réponses innées anti-microbiennes.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished