The aim of this work was to investigate the role of TGFbeta family members in the induction of cell growth arrest and apoptosis in immune cell types. The TGFbeta superfamily is a large group of evolutionary conserved polypeptide growth factors, involved in different physiological processes. Any deregulation of the different components of the TGFbeta signaling pathway, has been largely implicated in multiple human critical disorders including cancer. Activin, originally isolated from gonadal fluid, and more recently described as an antiproliferative and proapoptotic factor in different cell types has been implicated in different immune functions. In particular, activin and TGFbeta play an important role in the haematopoietic tissue. They are critical death inducers in the immune system contributing to the elimination of different activated immune cell types. Control of immune cell proliferation, activation and subsequent elimination of activated cell populations by cell growth arrest and apoptosis are critical events for controlling infections and preventing autoimmune disease. However, very limited information about the downstream target genes and their signaling mechanism that relay on the inhibitory effects on cell growth by activin and TGFbeta ligands. Using a screen for genes that are differentially regulated by activin and TGFbeta in haematopoietic cells, we found that the phospholipids phosphatase SHIP-1 was strongly upregulated by activin and TGFbeta. Thus, we hypothesized that TGFbeta and activin induce cell growth arrest in immune cells through up-regulation of SHIP-1 with a significant and subsequent decrease in PtdIns 3,4,5-P3 levels affecting cell survival. Furthermore, we attempted to characterize the different intracellular signalling pathways downstream of these serine/threonine kinase receptors that lead to SHIP-1 overexpression as well as the transcription factors involved in the mediation of transcriptional regulation of the SHIP-1 gene promoter. / Chapter 1 provides a broad introduction to the field of TGFbeta signaling focusing on TGFbeta-induced apoptosis in immune cell types and the biology of inositol phosphatases involved in phospholipide metabolism, mainly focused on SHIP-1. Chapter 2 contains data demonstrating that the activin/TGFbeta-induced cell growth arrests and apoptosis through expression of SHIP-1. Data in chapter 3 proved evidences about the cross-talk between the Smad and JNK MAP kinase signalling pathways and their role in the transcriptional regulation of the SHIP-1 gene promoter. Finally, chapter 4, is focused on the discussion and the propose model of how activin/TGFbeta-induced SHIP-1 expression blocks induction of cell survival signals. As a dynamic cellular and molecular process the induction of SHIP-1 by TGFbeta ligands might be in co-association with other apoptosis molecules leading to cell growth arrest and apoptosis in different cell populations of the immune system.

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L’invasion de l’hôte par un pathogène induit l’activation séquentielle des réponses immunitaires innées et adaptatives. La reconnaissance du pathogène par des récepteurs tels que les récepteurs de type Toll (TLRs) initie la réponse innée qui repose sur l’activation des lignées myéloïdes, la production de cytokines, de chémokines et de médiateurs pro-inflammatoires qui contribuent à l’éradication du pathogène. L’amplification incontrôlée de la réaction inflammatoire est délétère pour l’organisme. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation des réponses dépendant de TLR2, récepteur impliqué dans la reconnaissance de bactéries, parasites ou champignons, nous avons étudié la composition des complexes multimoléculaires d’activation au sein des radeaux lipidiques. En utilisant des approches protéomiques complémentaires, nous avons mis en évidence le rôle de la Src kinase Lyn et de la déshydrogénase IMPDHII après engagement des hétérodimères TLR2/TLR1 ou TLR2/TLR6. La tyrosine kinase Lyn est indispensable à l’activation de NF-kB après engagement de TLR2 et agit en phosphorylant la sous-unité p110 de la PI3-kinase (PI3-K). IMPDHII, cible de l’acide mycophénolique, est un régulateur négatif de la voie TLR2-NF-kB. IMPDHII interagit avec SHP1 pour inhiber la phosphorylation sur tyrosine de p85α, la sous-unité régulatrice de PI3-K, et prévenir la transactivation de NF-kB. Enfin, nous avons étudié le rôle d’un polymorphisme de IMPDHII dans la gravité du choc septique. Ces travaux affinent la compréhension de la régulation de la réponse dépendant de TLR2 et permettent d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour la prise en charge des infections graves. / The host invasion by pathogen results in an adaptive immune response subsequent to innate immunity. Pathogens recognition by receptors as Toll Like Receptors (TLRs) initiates activation of innate immune myeloid synchronized with cytokines, chemokines and pro-inflammatory mediators production that contribute to pathogen eradication. Exuberant inflammation should lead to acute organ dysfunction and death. To understand mechanisms of TLR2-dependent response regulation, we studied composition of multi-molecular complexes in lipid rafts. TLR2 recognizes bacterial, parasitic and fungal agents. Using complementary proteomic approaches, we show the roles of Lyn Src kinase and IMPDHII dehydrogenase following involvement of TLR2/TLR1 or TLR2/TLR6. Lyn tyrosine kinase is indispensable in TLR2-dependent activation of NF-kB and phosphorylates p110 subunit of PI3-Kinase (PI3-K). IMPDHII, the mycophenolic acid substrate, is a negative regulator of TLR2-NF-kB pathway. IMPDHII acts on SHP1 to inhibit tyrosine phosphorylation on p85α, regulatory subunit of PI3-K, and prevent NF-kB transactivation. Finally, by a translational approach, we investigate the role of a genetic polymorphism of IMPDHII in the septic shock outcome. These findings strengthen the knowledge of mechanisms in TLR2-dependent control and should predict immunomodulation strategies.

L'invasion de l'hôte par un pathogène induit l'activation séquentielle des réponses immunitaires innées et adaptatives. La reconnaissance du pathogène par des récepteurs tels que les récepteurs de type Toll (TLRs) initie la réponse innée qui repose sur l'activation des lignées myéloïdes, la production de cytokines, de chémokines et de médiateurs pro-inflammatoires qui contribuent à l'éradication du pathogène. L'amplification incontrôlée de la réaction inflammatoire est délétère pour l'organisme. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation des réponses dépendant de TLR2, récepteur impliqué dans la reconnaissance de bactéries, parasites ou champignons, nous avons étudié la composition des complexes multimoléculaires d'activation au sein des radeaux lipidiques. En utilisant des approches protéomiques complémentaires, nous avons mis en évidence le rôle de la Src kinase Lyn et de la déshydrogénase IMPDHII après engagement des hétérodimères TLR2/TLR1 ou TLR2/TLR6. La tyrosine kinase Lyn est indispensable à l'activation de NF-kB après engagement de TLR2 et agit en phosphorylant la sous-unité p110 de la PI3-kinase (PI3-K). IMPDHII, cible de l'acide mycophénolique, est un régulateur négatif de la voie TLR2-NF-kB. IMPDHII interagit avec SHP1 pour inhiber la phosphorylation sur tyrosine de p85α, la sous-unité régulatrice de PI3-K, et prévenir la transactivation de NF-kB. Enfin, nous avons étudié le rôle d'un polymorphisme de IMPDHII dans la gravité du choc septique. Ces travaux affinent la compréhension de la régulation de la réponse dépendant de TLR2 et permettent d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour la prise en charge des infections graves.