Le réseau lymphatique permet le drainage des liquides interstitiels, le transport des cellules immunitaires et intervient dans le métabolisme lipidique. La dérégulation de ce système est impliquée dans de nombreuses pathologies comme les lymphœdèmes, le rejet de greffe ou encore l'échappement tumoral. Le cœur est pourvu d'un réseau lymphatique abondant dont l'importance n'est apparue que très récemment dans les pathologies ischémiques. En effet, suite à un infarctus du myocarde, la dysfonction lymphatique observée favorise l'œdème et l'inflammation tissulaire, révélant le réseau lymphatique comme un acteur majeur du développement de cette pathologie. Les processus régulant la formation de vaisseaux lymphatiques chez l'adulte sont largement dépendants de facteurs de croissance aux effets pro- ou anti- lymphangiogéniques. Les cellules immunes et plus particulièrement les macrophages sécrètent un grand nombre de ces facteurs et leur importance dans la réponse lymphangiogénique a été montrée dans différentes conditions physio-pathologiques, telles que la lymphangiogenèse tumorale et inflammatoire. Il a longtemps été admis que les macrophages tissulaires provenaient exclusivement de la différenciation de monocytes sanguins. Cependant, l'existence de macrophages provenant de progéniteurs embryonnaires a été récemment mise en évidence. Dorénavant, les macrophages tissulaires résidents sont perçus comme des populations hétérogènes pouvant prétendre à des différences fonctionnelles. A ce jour, les modifications du réseau lymphatique et les mécanismes permettant sa régulation, au cours de pathologies non ischémiques, n'ont pas été abordées. Ainsi, nous avons entrepris d'identifier et de caractériser les différentes populations de macrophages cardiaques participant à la régulation du réseau lymphatique suite à une surcharge barométrique. Nos résultats ont montré une diminution précoce du réseau lymphatique cardiaque dans le cœur murin hypertrophié au cours d'une surcharge de pression induite par constriction de l'aorte transverse. Cette réduction du réseau est associée à la perte d'une population majoritaire de macrophages cardiaques portant le récepteur 1 à l'acide hyaluronique (Lyve-1). Cette population résidente diminue dans le cœur insuffisant, au profit de macrophages infiltrants dérivés de monocytes sanguins. Par ailleurs, en plus d'être corrélée à la baisse du réseau lymphatique cardiaque, la diminution du nombre de macrophages Lyve-1 est proportionnelle à la détérioration de la fonction cardiaque. La prévention de l'infiltration monocytaire a permis de maintenir le pool de macrophages exprimant Lyve-1, le réseau lymphatique et la fonction cardiaques lors d'une surcharge de pression. La caractérisation par RT-PCR des différentes populations de macrophages récupérés par tri cellulaire nous a permis de montrer que les macrophages Lyve-1 présentent des caractéristiques particulières, avec une forte expression de VEGFR3 et NRP2, molécules de signalisation lymphangiogène. De plus, ces macrophages Lyve-1 à la polarisation mixte et à l'activité phagocytaire importante, expriment de nombreux facteurs pro-lymphangiogéniques (VEGFc, VEGFd, IGF1). Ils ont montré une activité pro-lymphangiogène in vitro sur des explants de canal thoracique et sur des cellules endothéliales lymphatiques et in vivo avec la formation de vaisseaux lymphatiques naissants lors de l'injection de ces macrophages Lyve-1 dans le cœur. Leur localisation à proximité des vaisseaux lymphatiques et leur capacité pro-lymphangiogène leurs confèrent un rôle évident dans le maintien du réseau lymphatique lors d'un remodelage cardiaque de surcharge de pression. Ces travaux ont permis l'identification d'une population originale de macrophages cardiaques pouvant entrer dans la régulation du système lymphatique au cours d'une surcharge de pression. / The lymphatic system has recently emerged as an important regulator of the cardiac interstitial fluid compartment and function. Experimental obstruction of lymphatic vessel leads to cardiac œdema, myocardial stiffness, fibrosis and ventricle dysfunction. Following myocardial infarction, stimulation of lymphangiogenesis was found to reduce fibrosis and inflammation and to improve cardiac function. Macrophages have been largely described as important contributors of lymphangiogenesis in inflammatory situations such as cancer. Recently, genetic fate mapping demonstrated that distinct populations of macrophages coexist in the adult heart. In addition to monocyte derived-macrophages that massively colonize injured heart, a subpopulation of tissue-resident macrophages that originates from embryonic precursors persists into adulthood by means of local self- renewal. To date the distinct involvement of cardiac macrophage subpopulations in cardiac lymphatic remodeling and heart failure progression induced by pressure overload is largely unknown. In our study, we observed that expression of Lyve-1 identifies a resident macrophage subset abundant in mouse heart. This Lyve-1 positive macrophage subset decreased rapidly in cardiac remodeling induced by chronic pressure overload. In addition, the number of cells found in heart was positively correlated with the preservation of cardiac lymphatic network and function after transverse aortic constriction (TAC). Blocking recruitment of monocyte derived macrophages expanded Lyve-1 positive macrophages, attenuated cardiac lymphatic remodeling and contractile dysfunction of pressure overloaded heart. Lyve-1 positive macrophages express pro-lymphangiogenic factors and sustain lymphangiogenesis in vitro and in vivo. In conclusion, resident macrophage subset expressing the Lyve-1 receptor participates to maintain cardiac function after chronic pressure overload by mechanisms that may involve the preservation of cardiac lymphatic system. These results provide insight into the regulation of lymphatic homeostasis by tissue resident macrophage during heart failure induced by pressure overload.

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La maladie de Parkinson (MP) est caractérisée par une dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire (SN) en lien avec l’agrégation de l’α-synucléine (α-Syn) sous la forme d’inclusions intraneuronales. De nombreux travaux supportent l’idée que des interactions neuro-immunes, favorisées par des altérations du système vasculaire cérébral, sont impliquées dans les mécanismes pathologiques de la MP. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à une population myéloïde particulière qui borde les vaisseaux: les macrophages périvasculaires (MPVs). Nous mettons en évidence chez des patients parkinsoniens et des souris développant une synucléinopathie dégénérative, une augmentation proliférative des MPVs. Leur ablation entraîne une aggravation du phénotype dégénératif chez les souris synucléinopathiques, suggérant un rôle protecteur qui ne serait toutefois pas lié à une régulation de la microgliose. Nous observons néanmoins que l’absence de MPVs s’associe à une augmentation vasculaire de VCAM-1 et de l’infiltrat T CD4+ et CD8+. Par ailleurs, leur absence entraîne une accélération de la diffusion de la synucléinopathie suite à l’injection de fibrilles d’α-Syn. Nous faisons l’hypothèse que les MPVs sont essentiels dans la clairance des assemblages extracellulaires d’α-Syn en raison de leur activité de phagocytose mais aussi de leur importance dans la régulation des flux paravasculaires et lymphatiques, comme le montrent nos expériences d’infusion de traceurs fluorescents. Au total, nos travaux soulignent l’importance des MPVs dans la régulation de la toxicité et la diffusion de la synucléinopathie et en font une cible thérapeutique potentielle pour la MP. / Parkinson’s disease (PD) is characterized by the progressive loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN) associated to the aggregation of α-synuclein (α-Syn) that forms intraneuronal inclusions. In addition, mounting evidence suggest that neuro-immune interactions, favoured by cerebrovascular alterations, are involved in the pathomechanisms of PD. In this work, we focus on a myeloid population that surrounds blood vessels: perivascular macrophages (PVMs). We show that both in PD patients and in a mouse model of degenerative synucleinopathy, there is an increased proliferative recruitment of PVMs within the SN. We also found that specific ablation of PVMs aggravates the degenerative phenotype in synucleinopathic mice. PVMs-mediated neuroprotection is not likely linked to regulatory mechanisms of microglial cell response. Interestingly, the absence of PVMs is associated with higher vascular expression of VCAM-1 and enhanced infiltration of CD4+ and CD8+ T-cells, whose pathogenic role remains to be determined. We also observe that PVMs deficiency leads to an increased spreading of α-Syn pathology following striatal injections of α-Syn fibrils. We hypothesize that PVMs might be essential for the clearance of toxic α-Syn species due to their phagocytic activity, but also to their importance in regulating interstitial and cerebrospinal fluid (CSF) circulation, as shown by analysing CSF movement via the infusion of fluorescent tracers in PVMs-deficient conditions. Overall, our data highlight the importance of PVMs in regulating the toxicity and propagation of synucleinopathy and provide a rationale for therapeutic strategies aimed at boosting PVMs functions in PD.

A key step in the development of an adaptive immune response is the activation of naive T cells by dendritic cells (DCs). DCs sample antigens in the periphery and migrate to the lymphoid organs were they provide different signals to T cells: they present antigenic peptides in the context of MHC molecules, express costimulatory or coinhibitory ligands and produce cytokines that influence T cell fate. The integration of these signals will either induce tolerance or lead to the activation and expansion of effector T cells which will mediate the immune response.<p>The costimulatory CD70/CD27 pathway plays important roles in the development of pro-inflammatory Th1 and CTL responses. CD70 expression on DCs has also been described as a molecular switch from tolerance to immunity. Accordingly, its activity is tightly regulated in vivo. The aim of this work was to investigate the mechanisms controlling the expression of CD70 on dendritic cells and CD27 on T lymphocytes.<p>First, we described a cell-extrinsic mechanism of inhibition exerted on DCs by regulatory T cells (Tregs). Indeed, Tregs controlled Th1 priming in vivo and in vitro by downregulating CD70 on DCs. This control involved a transfer of the CD27 receptor to DCs, possibly via the production of CD27-bearing microvesicles by T cells at the immunological synapse. Acquisition of CD27 by DCs induced the internalization of both CD27 and CD70 and probably their lysosomal degradation. As a consequence, DCs were impaired in their ability to efficiently prime Th1 cells. Second, we analyzed CD70 and CD27 expression in the periphery and provided evidence for a cell-intrinsic control of CD27 expression by ectodomain shedding in the gastrointestinal tract.<p>While they efficiently clear infections, inflammatory responses can also be deleterious to the organism. By restraining CD70 expression on DCs, Tregs would promote tolerance and limit inflammation. Interestingly, tolerance is particularly important in the intestines, which are in constant contact with dietary antigens and the commensal microbiota. Accordingly, we propose that a second layer of control of CD27-driven costimulation takes place in the gut :by shedding CD27, T cells would be desensitized for any potential CD70-dependent costimulation.<p>To further investigate the physiological significance of the mechanisms described above, the immune response will be monitored in animals specifically lacking CD27 expression in the Treg population or expressing a nonsheddable CD27 receptor.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

<p>Over the past decade, studies using murine models have led to the demonstration that CD4+ T helper (Th) cells play a critical role in the control of cancer progression. Additional support for their importance comes from the growing body of recent clinical/translational research data demonstrating the importance of tumor-infiltrating T and B lymphocytes in long-term patient survival for various types of cancer, including breast cancer (BC). As the key population coordinating adaptive immune responses, the role(s) played by individual Th subsets in cancer immunity remains largely controversial. The Th1 subset has uniquely been shown to have a clear anti-tumor effect, guiding CD8+ cytotoxic T cells-mediated direct tumor cell lysis through IFN-γ secretion. Although the negative regulatory role played by Treg cells has been extensively studied in cancer, its prognostic value along with that of Th2 and Th17 cells have not been clearly demonstrated in patients. T follicular helper (Tfh) cells, a recently characterized Th subset that plays a primary role in the generation of B cell memory in secondary lymphoid organs, have not been previously described infiltrating solid tumors. The principal objective of this thesis was to perform an in-depth characterization of tumor-infiltrating CD4+ T cells (TIL) and Th subsets in human BC, where very little is currently known.<p>Using whole genome microarrays, we analyzed the gene expression profiles of TIL relative to their counterparts from the axillary lymph nodes and peripheral blood. Applying a novel approach, we compared TIL profiles with public microarray data for Th subsets, demonstrating: 1) the presence of all major Th subsets (Th1, Th2, Th17, Treg as well as Tfh) in the TIL, 2) the TIL are effector memory rather than central memory cells, 3) the TIL are concomitantly activated and suppressed and 4) TIL from tumors with extensive lymphoid infiltrates are more activated/less suppressed in the TCR/CD3 signaling pathway, producing higher levels and a wider panel of Th cytokines than TIL from minimally-infiltrated tumors.<p>We also performed in vitro experiments to study tumor microenvironment effects on TIL by treating normal CD4+ T cells from healthy donor blood with primary tumor supernatants (SN). Tumor SN largely reproduces the TIL profile in normal Th cells, totally suppressing their activation and inhibiting their cytokine production. Intriguingly, the highly restricted number of cytokines induced by tumor SN included several tumor-promoting factors, such as IL-8 and TNF. SN from an extensively-infiltrated tumor was found to be less immune-suppressive than SN from minimally-infiltrated tumors. In line with this, TIL from minimally-infiltrated tumors are closer to SN-treated (suppressed) activated donor cells whereas TIL from extensively-infiltrated tumors are more similar to activated cells without SN treatment.<p>These results led us to further investigate the observed differences between TIL from extensive and minimally-infiltrated tumors. Genes characterizing Th1 and Tfh cells were enriched in the extensively-infiltrated tumors. PD-1hiCD200hi Tfh cells were specifically detected in extensively-infiltrated tumors by flow cytometry and these cells were determined to be the major source of the chemokine CXCL13. Immunohistochemical analysis demonstrated highly-organized tertiary lymphoid structures (TLS) within the tumor, containing a CD4+/CD8+ T cell zone and a B cell zone with reactive germinal centers where Tfh cells and follicular dendritic cells (FDC) are resident. Their presence suggests the origin of an effective memory anti-tumor immune response.<p>Finally, we generated Tfh- and Th1-specific gene signatures reflecting differences between extensive and minimal TIL and tested their prognostic value in large-patient-scale public data sets. Our Tfh signature predicts better 10-year disease-free survival for all BC subtypes, outperforming the Th1 signature, suggesting that Tfh cells play a more central role than Th1 cells in anti-tumor immunity. CXCL13 is the determinant gene of our Tfh signature, showing particularly strong prognostic power for the HER2+ subtype. Additionally, these signatures also predict a better response to neoadjuvant chemotherapy.<p>This thesis research has demonstrated that a previously undetected Th subset, Tfh cells, infiltrates solid tumors and shown that their presence signals enhanced anti-tumor immunity.<p><p> <p>Durant cette dernière décennie, des travaux menés dans des modèles murins ont permis de mettre en évidence le rôle crucial joué par les lymphocytes T auxiliaires CD4+ (Th) dans le contrôle de la progression des cancers. De plus, de nombreuses études cliniques et/ou translationnelles récentes corroborent ces observations en montrant une corrélation entre l’importance de l’infiltration intra-tumorale par les lymphocytes T et B et la survie à long terme des patients atteints de différents types de cancer, dont le cancer du sein. En tant que chefs d’orchestre de la réponse immune adaptative, les rôles spécifiques des sous-populations des cellules Th restent controversés. Les Th1 sont la seule population exerçant une claire réponse anti-tumorale, qui est liée à la sécrétion d’IFN-γ, une cytokine primordiale à l’action des lymphocytes T cytotoxiques CD8+. Bien que le rôle néfaste des T régulateurs (Treg) a été largement étudié dans le cancer, leur implication pronostique ainsi que celle des Th2 et Th17 n’ont pas encore été clairement démontrées. La présence d’une sous-population de CD4, les T auxiliaires folliculaires (Tfh), cellules clés dans la différenciation des lymphocytes B mémoires au sein des organes lymphoïdes secondaires, n’a jamais été décrite dans les cancers solides. Le but principal de ce travail est de caractériser les sous-populations des lymphocytes T CD4+ infiltrant la tumeur (TIL) en prenant comme modèle le cancer du sein humain. A l’heure actuelle, il existe très peu de données sur les TIL CD4 dans ce type de cancer.<p>Nous avons d’abord établi le profil génique des TIL en les comparant avec ceux provenant des ganglions axillaires ou du sang périphérique. En appliquant une nouvelle approche, nous avons comparé les profils des TIL avec les données publiques de sous-populations de Th et démontré que :1) toutes les sous-populations de cellules Th (Th1, Th2, Th17, Treg et Tfh) infiltrent la tumeur, 2) les TIL ont un phénotype plus proche de celui des cellules mémoires effectrices que des cellules mémoires centrales, 3) les TIL sont simultanément activés et supprimés et 4) les TIL provenant des tumeurs massivement infiltrées («extensives») par des lymphocytes sont mieux activés et moins supprimés que les TIL des tumeurs peu infiltrées («minimales») dans la voie de signalisation TCR et produisent des cytokines d’une quantité plus élevée et d’une répertoire plus large.<p>Nous avons également effectué des expériences in vitro pour étudier l’effet de l’environnement tumoral sur les TIL en traitant des CD4 normaux (provenant des donneuses saines) par le surnageant (SN) extrait des tumeurs fraiches. Le SN tumoral induit un profil génique proche de celui des TIL en inhibant l’activation et la production de cytokines de ces cellules stimulées. Curieusement, parmi le peu de cytokines induites par le SN tumoral, des facteurs pro-tumoraux comme IL-8 et TNF sont détectés. Le surnageant provenant d’une tumeur «extensive» est moins immunosuppresseur que ceux des tumeurs «minimales». Conformément, les TIL provenant des tumeurs «minimales» ont un profil génique proche des cellules normales activées et traitées (supprimées) par le SN tumoral tandis que les TIL des tumeurs «extensives» ressemblent aux cellules activées non traitées.<p>Ces résultats nous avaient guidés à investiguer plus profondément les différences observées entre les TIL des tumeurs «extensives» et «minimales». Les gènes caractéristiques des Th1 et Tfh sont enrichis dans les tumeurs «extensives». Les cellules Tfh PD1hiCD200hi sont spécifiquement détectées par cytométrie de flux dans les tumeurs «extensives» et sont identifiées comme les producteurs principaux de la chimiokine CXCL13. L’examen par immunohistochimie a permis de détecter des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) dans la tumeur, composées d’une zone T (CD4 et CD8) et d’une zone B au sein de laquelle se trouve parfois un centre germinatif actif contenant des Tfh et des cellules dendritiques folliculaires (FDC). La présence de ces structures suggère l’origine d’une réponse immune mémoire anti-tumorale.<p>Finalement, nous avons établi des signatures géniques spécifiques aux Tfh et Th1 et recherché leur impact pronostique dans deux bases de données publiques à grande échelle. Notre signature Tfh est positivement corrélée avec la survie à 10 ans des patientes de tous les sous-types de cancer du sein, et est plus performante que la signature Th1. Ceci suggère que les Tfh pourraient jouer un rôle plus crucial que les Th1 dans la réponse immune anti-tumorale. CXCL13 est le gène déterminant de notre signature Tfh et son expression est fortement associée à une meilleure survie chez les patientes du sous-type HER2+. De plus, ces signatures prévoient également une meilleure réponse à la chimiothérapie néoadjuvante (préopératoire).<p>Cette étude a démontré qu’une nouvelle sous-population de CD4, les Tfh, infiltre la tumeur solide et leur présence indique l’existence d’une immunité anti-tumorale renforcée.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Toutes les cellules libèrent plusieurs types de vésicules extracellulaires (VEs) qui transportent protéines, lipides et acides nucléiques. Ces vésicules de petite taille se retrouvent dans tous les fluides biologiques tel que le sang et la lymphe et interagissent avec les cellules environnantes. Le système lymphatique constitue une voie de prédilection pour la mobilisation des accepteurs de cholestérol à partir de la paroi artérielle. Nous avons démontré dans un modèle murin qu’une dysfonction lymphatique précède la formation de la plaque d’athérome et que cette dysfonction touche a priori la capacité de contraction des vaisseaux collecteurs. À la base de toutes ces observations, nous avons émis l’hypothèse que les VEs contribuent à la dysfonction lymphatique liée à l’athérosclérose. Pour répondre à ceci, nous avons mis en place un projet translationnel composé de deux groupes de sujets sains, sans maladie cardiovasculaire, qui se distinguent par la présence d’antécédents familiaux d’accidents cardiovasculaires prématurés chez un parent du premier degré. Nous avons quantifié plusieurs sous-types d’intérêt de VEs en circulation à partir du plasma exempt de plaquettes, par cytométrie en flux ultraspécialisés dans la détection de petites particules (> 100 nm) combiné à d’autres techniques complémentaires standardisées. Ensuite, nous avons évalué la fonction lymphatique grâce à l’imagerie par proche infrarouge après injection du vert indocyanine (ICG). Nos résultats préliminaires sont prometteurs quant aux rôles des VEs et de la dysfonction lymphatique dans le développement de l’athérosclérose et corroborent avec nos observations faites chez la souris. Les sujets avec antécédents familiaux de maladie cardiovasculaire (MCV) présentent des signes de dysfonction lymphatique avant même l’apparition de plaques d’athérome subcliniques. La réponse mécano-sensible de leurs vaisseaux collecteurs paraît défectueuse et est observable de concert avec un profil de VEs qui présument une atteinte lymphatique. Ces résultats restent à être confirmer avec le recrutement de sujets additionnels et l'évaluation de la corrélation avec le score de risque polygénique de développer une MCV, dans l’objectif ultime de faire des VEs et de la fonction lymphatique de nouveaux biomarqueurs dans l’identification précoce des MCV. / All cell types release extracellular vesicles (EVs) that carry different types of cellular cargo, such as proteins, lipids and nucleic acids. These small vesicles are found in all biological fluids including blood and lymph and can interact with neighboring cells. The lymphatic system is a preferred route for the mobilization of cholesterol from the arterial wall. We have demonstrated in a mouse model that lymphatic dysfunction precedes the development of atherosclerosis and that that this dysfunction affects the contraction capacity of the collecting vessels. Based on these observations, we hypothesized that EVs contribute to atherosclerosis-associated lymphatic dysfunction. Therefore, we have initiated a translational study involving two groups of healthy subjects that differ in their risk of cardiovascular disease (CVD). We quantified several subtypes of circulating EVs on platelet-free plasma by ultraspecialized flow cytometry in the detection of small particles (> 100 nm) combined to other state-of-the art complementary techniques. Next, we assessed the lymphatic function using near-infrared imaging and injection of indocyanine green (ICG). Our preliminary results are promising for the role of EVs and lymphatic dysfunction in the development of atherosclerosis and corroborate with our observations made in mice. Individuals at high risk of CVD have signs of lymphatic dysfunction even before the onset of subclinical atherosclerosis. The mechano-sensitive response of their collecting vessels appears to be defective and is observable in concert with a profile of EVs that presume lymphatic damage. These results remain to be confirmed with the recruitment of additional subjects and the assessment of the correlation with the polygenic risk score of developing a CVD, in the hope of making these specific EV subsets and lymphatic function new biomarkers in the early detection of CVD.