La sclérodermie systémique (ScS) est une connectivite associant atteinte vasculaire, auto-immunité et fibrose. Cette pathologie est associée à une morbi-mortalité importante, et les ressources thérapeutiques sont limitées. La physiopathologie de la ScS n’est que partiellement connue, mais il apparait que les liens entre le système immunitaire et la fibrose sont étroits. Ainsi, la ScS peut être considérée comme un modèle prototypique d’étude des liens immunité-fibrose. Il s’agit d’une maladie hétérogène, c’est-à-dire que les phénotypes cliniques présentés par les patients sont variables, rendant complexe l’établissement d’une classification des patients en groupes homogènes. Mieux comprendre cette hétérogénéité est un préalable indispensable à la constitution d’endotypes, permettant l’étude des mécanismes physiopathologiques propres à chacun d’entre eux.L’objectif de cette Thèse a été de mieux appréhender cette hétérogénéité clinique et d’étudier la place des marqueurs immunologiques, en particulier les auto-anticorps, en tant que biomarqueurs de cette hétérogénéité.Le premier travail a été une classification sans a priori des patients de la cohorte européenne EUSTAR (European Scleroderma Trials and Research Group) par une analyse en cluster sur 24 variables sélectionnées (atteintes cliniques, auto-anticorps). Deux puis 6 groupes de patients homogènes ont été obtenus, dont la survie était significativement différente. Ce travail a suggéré qu’il existait des groupes homogènes de patients au-delà de la dichotomie historique forme cutanée diffuse vs. limitée. La présence d’atteintes viscérales et le statut des auto-anticorps apparaissent comme des éléments importants dans la constitution des groupes.Le deuxième travail s’est intéressé au dosage des chaines légères libres sériques (serum free light chain : SFLC) dans la ScS. Le taux de SFLC est plus élevé chez les patients ScS que chez les contrôles et est associé à des paramètres de gravité de la maladie tels que le score de Rodnan, les scores d’activité, les pressions pulmonaires et la DLCO. Cette étude apporte des arguments supplémentaires pour évoquer la participation active des lymphocytes B à la physiopathologie de la ScS.Nous avons ensuite réalisé une estimation de la prévalence des anticorps anti-ARN polymérase de type III dans notre cohorte de patients avec ScS avant d’inclure ces données dans une revue systématique avec méta-analyse. Ce travail a montré que la prévalence de ces anticorps était hétérogène entre les centres. Les facteurs potentiels pouvant expliquer une partie de cette hétérogénéité sont des facteurs géographiques, suggérant l’implication de facteurs génétiques et/ou environnementaux.Le dernier travail a été dédié à l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) des connectivites, en particulier de la ScS. A partir d’une cohorte de patients provenant du centre de référence de l’HTAP du Royaume-Uni, les anticorps anti-U1RNP ont été analysés en tant que marqueur pronostique. Ces anticorps sont associés de façon significative à une meilleure survie des patients avec connectivite et HTAP. Dans la ScS, on observe une tendance vers une meilleure survie également chez les patients porteurs de ces anticorps.Les auto-anticorps constituent donc des biomarqueurs diagnostiques et pronostiques puissants dans la ScS. Ils permettent de mieux cerner l’hétérogénéité de cette pathologie, et devraient probablement être intégrés dans les futures classifications. Leur rôle pathogénique reste encore à démontrer. Les perspectives de notre travail sont d’identifier de nouveaux auto-anticorps et d’étudier leurs effets sur le fibroblaste, cellule effectrice centrale de la fibrose. / Systemic sclerosis (SSc) is a connective tissue disease (CTD) characterized by vasculopathy, auto-immunity and fibrosis. This condition is associated with a significant morbi-mortality, and the therapeutic armamentarium is limited. The pathological mechanisms of SSc are partially known, but the links between the immune system and fibrosis appear tight. ScS can be considered as a prototypical model for the study of the links between immunity and fibrosis. There is a high heterogeneity in SSc. The clinical phenotypes of patients are highly variable, making the classification of patients into homogeneous groups complex. A better understanding of this heterogeneity could lead to the identification of endotypes, which are needed to study the pathophysiological processes of each group.This PhD Thesis aimed to better decipher this clinical heterogeneity and to assess the immunological components, in particular auto-antibodies, as biomarkers of heterogeneity.The first work was a without any a priori cluster analysis in the EUSTAR (European Scleroderma Trials and Research Group) cohort using 24 selected variables (encompassing clinical involvement and auto-antibodies). Two then 6 homogeneous clusters were obtained, with significantly different survival curves. We suggested that there could be homogeneous groups of patients beyond the classical dichotomy diffuse cutaneous form vs. limited. Organ involvement as well as antibody status were suggested to play a major role in defining homogeneous groups of patients with different prognosis.Our second work assessed the value of serum free light chain (SFLC) in SSc. The SFLC level was higher in SSc patients than in controls and was associated with severity parameters, such as Rodnan skin score, disease activity score, pulmonary pressures and DLCO. This study suggested that B cells could play an active role in the mechanisms of SSc.Then we estimated the prevalence of anti-RNA polymerase III antibodies in SSc in our cohort of patients followed by a systematic review with meta-analysis. We showed that the prevalence was highly heterogeneous between centers. Potential factors explaining partly the observed heterogeneity were geographical factors, which underscore the probable implication that genetic background and environmental factors play a role.Finally we focused on CTD-associated pulmonary arterial hypertension (PAH) in a large cohort of patients from the United Kingdom national reference center for PAH. We assessed whether anti-U1 RNP antibodies could be a prognostic factor in CTD-associated PAH with a focus on SSc- associated PAH. Anti-U1RNP antibodies were significantly associated with a decreased mortality in CTD-PAH patients. There was a trend towards a decreased mortality in SSc-PAH patients with anti-U1RNP antibodies.Auto-antibodies are strong biomarkers of diagnosis and prognosis in SSc. They allow to partly capture the clinical heterogeneity of this condition, and should be integrated in the future classifications of patients. Their pathogenic role remains to be shown. We plan to identify new auto-antibodies in SSc and to study their direct effects on the fibroblast, which is the key effector cell of fibrosis.

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie rare et incurable, caractérisée par une fibrose cutanée et la production d’auto-anticorps (maladie auto-immune). Le pronostic vital est engagé dans les formes diffuses et rapidement progressives de la maladie, responsables de fibrose pulmonaire. Par leurs propriétés immunomodulatrices et anti-fibrotiques, les cellules souches mésenchymateuses (CSM) constituent une approche prometteuse pour traiter la ScS. Ce travail a pour objectif d’évaluer le potentiel thérapeutique des CSM dans un modèle préclinique de forme diffuse de la maladie (d-ScS).Patients et Méthodes : Nous avons évalué l’effet de différentes modalités d’injections des CSM par voie intraveineuse dans le modèle murin de ScS-HOCl. Ce modèle, basé sur l’injection d’acide hypochloreux (HOCl), induit un phénotype proche des formes d-ScS. Nous avons notamment comparé un traitement préventif et curatif, des approches syngénique, allogénique et xénogénique, et l’utilisation de CSM d’origine adipocytaire (ASC) à celle de CSM de moelle osseuse (CSM-MO).Résultats : Le modèle ScS-HOCl est caractérisé par l’installation d’un phénotype de d-ScS, avec fibrose cutanée, pulmonaire et production d’anticorps anti-topoisomérase 1. Nous montrons l’effet bénéfique d’une injection préventive ou curative de CSM syngéniques, réduisant la fibrose cutanée et pulmonaire. Cet effet thérapeutique passe par une diminution de la réponse immune réduisant l’inflammation tissulaire et la production d’auto-anticorps, ainsi que par l’induction du remodelage tissulaire via l’activation de métalloprotéases, et l’augmentation des défenses anti-oxydantes. Un bénéfice similaire est obtenu lors d’approches allogénique et xénogénique. Les ASC présentent des capacités immunosuppressives et de remodelage supérieures aux CSM-MO.Discussion et conclusion : Nos travaux démontrent l’effet anti-fibrotique des CSM dans un modèle préclinique pertinent de ScS, mimant les formes diffuses et rapidement progressives de la maladie, pour lesquelles les besoins thérapeutiques sont importants. Le mode d’action pléiotropique des CSM, combinant propriétés anti-inflammatoires, pro-remodelage et anti-oxydantes, est prometteur en vue des applications cliniques à venir dans cette maladie.Mots-clés : sclérodermie systémique, cellules souches mésenchymateuses, HOCl / Systemic sclerosis (SSc) is a rare intractable disease characterized by skin fibrosis and autoimmunity. Diffuse and rapidly progressive SSc (d-SSc) is associated with life-threatening involvements such as lung fibrosis, where there still is an unmet medical need. Displaying immunomodulatory and antifibrotic properties, mesenchymal stem cells (MSC) are an attractive cure for SSc. In this study, we aim at evaluating the therapeutic potential of MSC in a preclinical model of d-ScS.Patients and Methods: We evaluated the effects of MSC infusion in the murine model of ScS-HOCl, based on repeated injections of hypochlorite (HOCl). We compared several approaches using MSC in a preventive and curative approach, in syngeneic, allogeneic and xenogeneic settings, and using MSC isolated from adipose tissue (ASC) or bone marrow (BM-MSC).Results: ScS-HOCl is close to d-ScS phenotype, leading to skin and lung fibrosis, together with anti-topoisomerase 1 antibody production. We show beneficial effects of a preventive or curative injection of syngeneic MSCs, reducing tissue fibrosis. Fibrosis reduction following MSC treatment involves immunosuppressive effects, tissue remodeling via metalloprotease activation, and anti-oxydant activity. Similar benefits are observed in allogeneic and xenogeneic settings. ASC display greater immunosuppressive and remodeling capacities than BM-MSCs.Discussion and conclusion: Our study demonstrates the anti-fibrotic effects of MSCs in a relevant preclinical model of ScS, mimicking diffuse and rapidly progressive ScS. Pleiotropic capabilities of MSCs, combining anti-inflammatory, remodeling and antioxidant properties, are promising for future clinical applications in this disease.Keywords: systemic sclerosis, mesenchymal stem cells, HOCl

La pneumopathie interstitielle (PI) est devenue la principale cause de décès de la sclérodermie systémique (ScS). Au cours de PI, l’activation immunitaire déclenche une forte production du monoxyde d’azote (NO) et l’augmentation de la concentration de NO dans l’air expiré des patients atteints de ScS avec PI suggère que cette méthode pourrait détecter précocement l’alvéolite, afin de traiter à temps la PI pour éviter son évolution vers la fibrose pulmonaire. En utilisant le modèle à deux compartiments séparant le NO alvéolaire (CANO) du NO bronchique, nous avons montré que la CANO est : (1) augmentée chez les patients atteints de ScS comparativement aux volontaires sains; (2) associée à l’alvéolite et (3) corrélée à la sévérité de la PI. De plus, une valeur de CANO = 10,8 ppb permettait d’affirmer la présence de la PI et une valeur = 3,8 ppb, d’écarter l’existence d’une PI avec une valeur prédictive= 95%. Le modèle bi-compartimenté néglige la distribution arborisée des voies aériennes et la diffusion axiale du NO, que prend en compte le nouveau « modèle de la trompette ». Les résultats de CANO des 2 méthodes sont comparables (rho=0,98, p<0.001). Enfin, La capacité des sérums à induire la prolifération des fibroblastes pulmonaires et sa conversion en myofibroblaste est augmentée chez les patients atteints de ScS avec une CANO > 5ppb par rapport à celle des patients atteints de ScS qui ont une CANO = 5 ppb et à celle des volontaires sains. Nos résultats suggèrent une relation possible entre l’inflammation alvéolaire et la fibrose pulmonaire au cours de la ScS / Interstitial lung disease (ILD) has become the main cause of death in systemic sclerosis (SSc). In ILD, immune activation leads to strong nitric oxide (NO) output by inducible NO synthase. Increased the whole fractional rate of NO in exhaled air has been reported in SSc patients with ILD and suggested that exhaled NO can be an accurate none-invasive marker of early alveolar inflammation in order to initiate in time treatment. The two compartment-model method partitioned exhaled NO into alveolar concentration (CANO) and conducting airway flux, We hypothesized that overproduction of NO in the lung eventually leads to ILD in SSc. We have found that CANO is significantly increased in SSc patients as compared with healthy controls. We have also demonstrated that high levels of CANO were related to alveolitis and the severity of ILD in SSc. Moreover, we have found that ILD could be ruled in (positive predictive value > 95%) when CANO = 10.8 ppb, and ruled out when CANO values = 3.8 ppb (negative predictive value > 95%). The two-compartment model neglected the trumpet shape of airway tree and the axial diffusion of NO that the advanced “trumpet model” takes account. We have found that CANO levels assessed by the two models were comparable (rho=0,98, p<0.001). Finally, we have found that the serum ability to induce lung fibroblast proliferation and myofibroblast transition was increased in SSc patients with high levels of CANO (>5ppb) as compared to SSc patients with low levels of CANO (=5ppb) and healthy controls. Our findings suggest a possible link between alveolar inflammation, and lung fibrosis in SSc. 1624 caractères avec espace

La cicatrisation est un processus complexe faisant intervenir de nombreux acteurs. En contexte pathologique, ces processus peuvent être altérés, entrainant un retard de cicatrisation et l’augmentation du risque de survenue de complications.Durant cette thèse, par une approche préclinique, nous nous sommes intéressés à la cicatrisation d’ulcères cutanés dans deux pathologies : la sclérodermie systémique et le diabète. La sclérodermie systémique est une maladie relativement rare, caractérisée par une atteinte microvasculaire combinée à une fibrose cutanée. De son côté le diabète est une maladie caractérisée par une hyperglycémie chronique étant à l’origine de nombreuses complications. Bien que ces deux pathologies soient différentes d’un point de vue physiopathologique, elles possèdent toutes deux une altération de leur fonction endothéliale ainsi qu’un retard de cicatrisation. Ce contexte physiopathologique augmente la survenue de complication de la cicatrisation, pouvant dans le pire des cas aboutir à l’amputation du membre atteint.Nous avons tenté dans ce travail de thèse de valider l’utilisation de l’iontophorèse de tréprostinil, un analogue de la PGI2, dans le traitement de ces ulcères cutanés.Succinctement, l’iontophorèse est une technique d’administration locale de molécules chargées au moyen d’un courant électrique. De plus, il est reconnu que le courant électrique a un effet positif propre sur la cicatrisation cutanée. Nous avons doc tenté de combiné l’effet pharmacologique du médicament administré avec cet effet courant.Les deux études principales de ce travail ont pu mettre en évidence la faisabilité et la validation du traitement par iontophorèse d’un analogue de la prostacycline d’ulcères cutanés dans un contexte sclérodermique et diabétique.D’autres études précliniques devront toutefois être menées afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu dans ces améliorations de cicatrisation. / Wound healing is a complex processes composed with a lot of actors. In pathological context, these processes could be altered may lead to wound healing delay and increasing incidence of complications.During this thesis, my fundamental works focused on wound healing in two pathologies: systemic scleroderma and diabetes. Systemic scleroderma is a rare pathology characterized by a microvascular alteration and cutaneous fibrosis. On a other hand, diabetes is characterized by chronic hyperglycemia would induced numerous complications. These two pathologies are physio-pathologically differences. However they are both characterized by an endothelial dysfunction and wound healing delay. This context increase incidence of wound healing complications, and sometimes lead to an amputation.My work has tried to validate the use of iontophoresis of treprostinil, a prostacycline analogue, in the treatment on skin wound healing.Briefly, iontophoresis is a local method of drugs administration with electric current. Moreover, it’s well known that current alone has a positive impact on wound healing too.We tried to combine in this thesis the pharmacological effect of an analogue of prostacycline with this of the current alone.Both mains studies showed the feasibility and validation of the treatment by iontophoresis of a prostacycline analogue on wound healing in these two pathologies.Furthers studies will be necessary to highlight mechanisms involved in this improvement.

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

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

La sclérodermie est une maladie auto-immune du tissu conjonctif caractérisée par une fibrose de la peau et des organes internes. L'objectif principal du projet était d'utiliser un modèle de derme reconstruit par auto-assemblage pour vérifier la capacité intrinsèque des fibroblastes sclérodermiques à sécréter et organiser une matrice extracellulaire in vitro. L'utilisation de fibroblastes de peau lésée ou non, de patients atteints de sclérodermie diffuse depuis moins d'un an ou depuis plus de dix ans nous a permis d'établir une nouvelle hypothèse. Au début de la maladie, les fibroblastes nécessiteraient la présence d'un ou de facteurs extrinsèques pour induire une fibrose. Avec le temps et lorsque la maladie s'aggrave, les fibroblastes deviendraient indépendants de ces stimuli externes. De plus, le TGF-βl pourrait être un des facteurs importants pour induire des lésions fibrotiques. Finalement, ce même TGF-β1 pourrait être responsable des changements phénotypiques stables des fibroblastes au stade précoce de la maladie.

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune orpheline. Elle est caractérisée par une atteinte microvasculaire et une fibrose touchant la peau et les organes internes. La ScS est une maladie sévère avec une surmortalité significative. Jusqu’à présent, aucun essai thérapeutique n’a permis de démontrer qu’un produit ait une action anti-fibrosante et améliore significativement le pronostic de cette maladie. La physiopathologie de la ScS fait intervenir une combinaison de facteurs environnementaux et de facteurs de susceptibilité génétique. Récemment TNFSF4 a été identifié comme facteur de susceptibilité génétique à la ScS. TNFSF4 code pour OX40 ligand (OX40 L). Le couple OX40-OX40L est impliqué dans la co-stimulation tardive des lymphocytes T, mais aussi dans la genèse et la réactivation de lymphocytes T mémoires et dans la prolifération et différenciation des lymphocytes B. Bloquer OX40L s’est avéré prometteur dans des modèles précliniques d’encéphalomyélite auto-immune, de polyarthrite rhumatoïde, de colite inflammatoire, de réaction du greffon contre l’hôte et d’asthme. Par ailleurs, ce blocage permettrait d’inhiber uniquement les lymphocytes T pathogènes récemment activés et d’éviter ainsi une immunosuppression globale, contrairement aux biothérapies actuellement disponibles en rhumatologie. L’observation d’une surexpression de la protéine OX40L dans le derme des patients ScS nous a incités à étudier le rôle d’OX40L dans la ScS. L’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier l’efficacité d’une thérapie ciblée anti-OX40L dans la ScS, par l’utilisation de modèles murins complémentaires de la maladie. Nous avons tout d’abord cherché à optimiser le modèle de fibrose induite par la bléomycine, qui est un modèle bien validé, utilisé en général en première intention pour évaluer des anti-fibrosants potentiels, en particulier lorsqu’il s’agit de cibles inflammatoires. Nous avons également étudié si l’échographie à haute fréquence pouvait apporter une aide à l’évaluation cutanée chez ces animaux, mais nos résultats n’ont pas permis de démontrer une place spécifique à cet outil dans ce contexte. Les approches anti-OX40L ont débuté par l’utilisation de souris KO qui ont montré des résultats prometteurs dans le modèle induit par la bléomycine. Ensuite, des approches pharmacologiques ont été développées en utilisant un anticorps monoclonal neutralisant anti-OX40L dans le modèle de fibrose dermique induite par la bléomycine. L’intérêt du blocage d’OX40L a été conforté par la démonstration de propriétés non seulement de prévention mais aussi curatives contre la fibrose établie. L’étude des voies modulées par OX40L a mis en avant l’infiltrat inflammatoire et le relargage de cytokines pro-fibrotiques (IL-6 et TNF-α). De plus, le blocage d’OX40L semblait prévenir la fibrose dermique en inhibant l’activation des fibroblastes dépendant de la voie de signalisation AP-1. Le rôle d’OX40L dans la phase inflammatoire du remodelage matriciel a été abordé par l’utilisation du modèle de cicatrisation cutanée. En revanche, le blocage d’OX40L n’a pas eu d’effet dans le modèle de fibrose non-inflammatoire qui caractérise les souris Tsk-1. Etant donné le rôle clé en clinique de l’atteinte d’organe, notre approche a été enrichie par l’utilisation de souris transgéniques Fra2, qui sont un nouveau modèle de ScS caractérisé par une fibrose pulmonaire inflammatoire et une HTAP. L’effet de l’anticorps anti-OX40L a été remarquable dans ce contexte avec au scanner et à l’histologie une réduction significative de la fibrose pulmonaire, du remodelage vasculaire et des signes d’HTAP. Enfin, l’étude longitudinale des sérums collectés dans notre cohorte de patients a montré que la forme soluble d’OX40L pourrait être un potentiel biomarqueur dans la ScS pour identifier les patients à risque de progression sévère. (...) / Systemic sclerosis (SSc) is an autoimmune orphan disease which is characterized by alterations of the microvasculature and fibrosis affecting the skin and internal organs. SSc is the most severe connective tissue disease associated with a high risk of mortality. Until now, there is no effective treatment to counteract the fibrotic process and to improve the prognosis of this disease. SSc results from the combination of genetic and environmental factors. TNFSF4 was recently identified as a genetic risk factor for SSc. TNFSF4 encodes OX40L, which is involved in late T-cell co-stimulatory signals, but also in generation and reactivation of memory T cells and promotion of plasma cell phenotype. OX40L blockade was effective in reducing clinical symptoms in several animal models of autoimmune and inflammatory diseases, such as rheumatoid arthritis, colitis, asthma or graft-versus-host-disease. The anti-OX40L antibody presents the advantage of a targeted therapy against pathogenic recently activated T cells, which might not expose patients to increased risk of infections, unlike other conventional immunosuppressants. Following the observation of an increased expression of OX40L in fibrotic skin in SSc-patients, we aimed to investigate the contribution of OX40L in SSc and to assess the efficacy of a targeted therapy against OX40L in SSc, using complementary experimental mouse models. First, we characterized the optimum in vivo parameters required for the successful induction of dermal fibrosis in the widely used bleomycin-induced dermal fibrosis mouse model, which is usually the first step in most of pharmacological studies assessing anti-fibrotic therapies. We also aimed to determine whether ultrasonography could be used to assess skin fibrosis in this model, but our results showed that it was not efficient enough to assess dermal thickening in this model. Invalidation of OX40L prevented dermal fibrosis in the bleomycin mouse model. Then pharmacologic approaches, using a monoclonal anti-OX40L antibody, demonstrate that blockade of OX40L not only prevented dermal fibrosis, but also induced regression of established fibrosis in this model. We also showed that OX40L acts directly on both dermal fibroblasts and inflammatory cells and on cytokine release (IL-6, TNF-α), by regulating NF kappa B and AP 1 pathways. We observed that OX40L inhibition interfered with early inflammatory stages of matrix remodeling using the excisional wound healing mouse model. Conversely, blocking OX40L did not display antifibrotic properties in the non-inflammatory Tsk-1 mouse model. Given that interstitial lung involvement and pulmonary arterial hypertension (PAH) are key prognostic factors in SSc, we aimed to assess the effects of OX40L pharmacological inhibition in a new murine model: the fra-2 transgenic mice, which are characterized by both fibrosing alveolitis and PAH. In this model, using both CT-scan and histology, we demonstrated that mice treated by anti-OX40L antibody were markedly protected from fibrosing alveolitis and vessel remodeling leading to PAH. Furthermore, longitudinal analyses of our cohort of SSc-patients showed that soluble OX40L is a promising serum biomarker to predict the worsening of lung and skin fibrosis. Altogether, our results show that OX40L is as an attractive target in inflammation-driven fibrosis. This work also strengthens the relation between inflammation and fibrosis in SSc-pathogenesis. This work underlines advantages of combination of several animal models in translational approach to SSc.

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune orpheline. Elle est caractérisée par une atteinte microvasculaire et une fibrose touchant la peau et les organes internes. La ScS est une maladie sévère avec une surmortalité significative. Jusqu’à présent, aucun essai thérapeutique n’a permis de démontrer qu’un produit ait une action anti-fibrosante et améliore significativement le pronostic de cette maladie. La physiopathologie de la ScS fait intervenir une combinaison de facteurs environnementaux et de facteurs de susceptibilité génétique. Récemment TNFSF4 a été identifié comme facteur de susceptibilité génétique à la ScS. TNFSF4 code pour OX40 ligand (OX40 L). Le couple OX40-OX40L est impliqué dans la co-stimulation tardive des lymphocytes T, mais aussi dans la genèse et la réactivation de lymphocytes T mémoires et dans la prolifération et différenciation des lymphocytes B. Bloquer OX40L s’est avéré prometteur dans des modèles précliniques d’encéphalomyélite auto-immune, de polyarthrite rhumatoïde, de colite inflammatoire, de réaction du greffon contre l’hôte et d’asthme. Par ailleurs, ce blocage permettrait d’inhiber uniquement les lymphocytes T pathogènes récemment activés et d’éviter ainsi une immunosuppression globale, contrairement aux biothérapies actuellement disponibles en rhumatologie. L’observation d’une surexpression de la protéine OX40L dans le derme des patients ScS nous a incités à étudier le rôle d’OX40L dans la ScS. L’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier l’efficacité d’une thérapie ciblée anti-OX40L dans la ScS, par l’utilisation de modèles murins complémentaires de la maladie. Nous avons tout d’abord cherché à optimiser le modèle de fibrose induite par la bléomycine, qui est un modèle bien validé, utilisé en général en première intention pour évaluer des anti-fibrosants potentiels, en particulier lorsqu’il s’agit de cibles inflammatoires. Nous avons également étudié si l’échographie à haute fréquence pouvait apporter une aide à l’évaluation cutanée chez ces animaux, mais nos résultats n’ont pas permis de démontrer une place spécifique à cet outil dans ce contexte. Les approches anti-OX40L ont débuté par l’utilisation de souris KO qui ont montré des résultats prometteurs dans le modèle induit par la bléomycine. Ensuite, des approches pharmacologiques ont été développées en utilisant un anticorps monoclonal neutralisant anti-OX40L dans le modèle de fibrose dermique induite par la bléomycine. L’intérêt du blocage d’OX40L a été conforté par la démonstration de propriétés non seulement de prévention mais aussi curatives contre la fibrose établie. L’étude des voies modulées par OX40L a mis en avant l’infiltrat inflammatoire et le relargage de cytokines pro-fibrotiques (IL-6 et TNF-α). De plus, le blocage d’OX40L semblait prévenir la fibrose dermique en inhibant l’activation des fibroblastes dépendant de la voie de signalisation AP-1. Le rôle d’OX40L dans la phase inflammatoire du remodelage matriciel a été abordé par l’utilisation du modèle de cicatrisation cutanée. En revanche, le blocage d’OX40L n’a pas eu d’effet dans le modèle de fibrose non-inflammatoire qui caractérise les souris Tsk-1. Etant donné le rôle clé en clinique de l’atteinte d’organe, notre approche a été enrichie par l’utilisation de souris transgéniques Fra2, qui sont un nouveau modèle de ScS caractérisé par une fibrose pulmonaire inflammatoire et une HTAP. L’effet de l’anticorps anti-OX40L a été remarquable dans ce contexte avec au scanner et à l’histologie une réduction significative de la fibrose pulmonaire, du remodelage vasculaire et des signes d’HTAP. Enfin, l’étude longitudinale des sérums collectés dans notre cohorte de patients a montré que la forme soluble d’OX40L pourrait être un potentiel biomarqueur dans la ScS pour identifier les patients à risque de progression sévère. (...) / Systemic sclerosis (SSc) is an autoimmune orphan disease which is characterized by alterations of the microvasculature and fibrosis affecting the skin and internal organs. SSc is the most severe connective tissue disease associated with a high risk of mortality. Until now, there is no effective treatment to counteract the fibrotic process and to improve the prognosis of this disease. SSc results from the combination of genetic and environmental factors. TNFSF4 was recently identified as a genetic risk factor for SSc. TNFSF4 encodes OX40L, which is involved in late T-cell co-stimulatory signals, but also in generation and reactivation of memory T cells and promotion of plasma cell phenotype. OX40L blockade was effective in reducing clinical symptoms in several animal models of autoimmune and inflammatory diseases, such as rheumatoid arthritis, colitis, asthma or graft-versus-host-disease. The anti-OX40L antibody presents the advantage of a targeted therapy against pathogenic recently activated T cells, which might not expose patients to increased risk of infections, unlike other conventional immunosuppressants. Following the observation of an increased expression of OX40L in fibrotic skin in SSc-patients, we aimed to investigate the contribution of OX40L in SSc and to assess the efficacy of a targeted therapy against OX40L in SSc, using complementary experimental mouse models. First, we characterized the optimum in vivo parameters required for the successful induction of dermal fibrosis in the widely used bleomycin-induced dermal fibrosis mouse model, which is usually the first step in most of pharmacological studies assessing anti-fibrotic therapies. We also aimed to determine whether ultrasonography could be used to assess skin fibrosis in this model, but our results showed that it was not efficient enough to assess dermal thickening in this model. Invalidation of OX40L prevented dermal fibrosis in the bleomycin mouse model. Then pharmacologic approaches, using a monoclonal anti-OX40L antibody, demonstrate that blockade of OX40L not only prevented dermal fibrosis, but also induced regression of established fibrosis in this model. We also showed that OX40L acts directly on both dermal fibroblasts and inflammatory cells and on cytokine release (IL-6, TNF-α), by regulating NF kappa B and AP 1 pathways. We observed that OX40L inhibition interfered with early inflammatory stages of matrix remodeling using the excisional wound healing mouse model. Conversely, blocking OX40L did not display antifibrotic properties in the non-inflammatory Tsk-1 mouse model. Given that interstitial lung involvement and pulmonary arterial hypertension (PAH) are key prognostic factors in SSc, we aimed to assess the effects of OX40L pharmacological inhibition in a new murine model: the fra-2 transgenic mice, which are characterized by both fibrosing alveolitis and PAH. In this model, using both CT-scan and histology, we demonstrated that mice treated by anti-OX40L antibody were markedly protected from fibrosing alveolitis and vessel remodeling leading to PAH. Furthermore, longitudinal analyses of our cohort of SSc-patients showed that soluble OX40L is a promising serum biomarker to predict the worsening of lung and skin fibrosis. Altogether, our results show that OX40L is as an attractive target in inflammation-driven fibrosis. This work also strengthens the relation between inflammation and fibrosis in SSc-pathogenesis. This work underlines advantages of combination of several animal models in translational approach to SSc.

CD146 est une glycoprotéine appartenant à la superfamille des immunoglobulines, exprimée de manière ubiquitaire sur l'endothélium, principalement au niveau des jonctions. Une forme soluble de CD146 (CD146s) est générée par clivage de la forme membranaire par un mécanisme dépendant des métalloprotéases. CD146 et CD146s interviennent dans le maintien de l'intégrité de l'endothélium, la transmigration endothéliale des monocytes et possèdent des propriétés angiogéniques. Les concentrations sériques de CD146s varient au cours de pathologies liées à une atteinte vasculaire. Notre travail a pour but d'étudier l'implication de CD146s dans deux contextes indépendants: la physiopathologie obstétricale et la sclérodermie systémique. La première partie de notre travail a consisté à analyser le rôle de la molécule au cours de la grossesse. Dans le placenta normal, l'expression de CD146 est restreinte aux trophoblastes possédant des capacités de migration et d'invasion, les trophoblastes extra-villeux (EVT). Ces EVT remodèlent les artères utérines spiralées afin d'établir une circulation foeto-maternelle. Au cours de ce processus, appelé pseudo-vasculogenèse, les EVT acquièrent un phénotype endothélial. De plus, l'expression placentaire de CD146 et les concentrations de CD146s varient au cours de grossesses pathologiques. L'hypothèse de notre travail est que CD146s régulerait les capacités invasives des EVT et interviendrait dans le développement placentaire. / CD146 is a member of the immunoglobulin superfamily. This is a membrane glycoprotein localized at the endothelial junction. CD146 also exists as a soluble form in the plasma (sCD146), generated by proteolysis of membrane CD146 through a mechanism involving metalloproteinases. CD146 and sCD146 are involved in endothelium integrity, monocyte transmigration and display angiogenic properties. CD146s level variations are observed in vascular pathologies. The aim of our work was to investigate the role of sCD146 in obstetrical physiopathology and in systemic sclerosis. In a first part, the involvement of our molecule was analyzed during pregnancy. In normal placenta, CD146 is expressed in intermediate and extra-villous trophoblasts (EVT), presenting migratory and invasive properties. EVT invade the spiral arteries and convert from an epithelial to an endothelial phenotype during the pseudo-vasculogenesis process. Moreover, CD146 placental expression and sCD146 levels are modified during pathologic pregnancies. We hypothesized that sCD146 could regulate EVT invasiveness and placental development. Using placental villous explants, we demonstrated that sCD146 inhibits EVT outgrowth. Consistently, we showed that sCD146 inhibits the ability of EVT cells (HTR8/SVneo) to migrate, invade and form tubes in Matrigel®. The involvement of sCD146 in human pregnancy was investigated by evaluation of sCD146 levels in 50 pregnant women. We observed physiological down-regulation of sCD146 throughout pregnancy. These results prompted us to investigate the effect of prolonged sCD146 administration in a rat model of pregnancy.