La sclérose en plaques (SP) est une maladie auto-immune chronique du système nerveux central (SNC) caractérisée par une neurodégénérescence et une invalidité croissante avec le temps. Au Canada, plus de 100 000 personnes sont atteintes de SP. Plusieurs facteurs peuvent contribuer à l’aggravation de la maladie, mais la cause exacte n’est toujours pas connue. Il est largement admis que les lymphocytes T et B franchissent la barrière hémato-encéphalique et invoquent une attaque inflammatoire contre la myéline du SNC. Le rôle des cellules T et B dans l'auto-immunité du SNC peut être étudié à l'aide d'un modèle animal appelé encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Dans la première partie de la thèse, j'ai utilisé une souris transgénique sur un fond de diabète non obèse (DNO) appelé 1C6, dont les cellules T réagissent spécifiquement à un peptide de la myéline, la glycoprotéine de la myéline provenant des oligodendrocytes 35-55 (MOG[35-55]). Les cellules T CD4 de souris 1C6 mâles et femelles sont différenciées en cellules Th17 et sont transférées de manière adoptive à des souris DNOscid déficientes en lymphocytes. Les cellules 1C6 Th17 mâles sont devenues très pathogéniques par rapport aux femelles et ont induit une maladie évolutive sévère chez les receveurs. Les cellules Th17 des deux sexes présentaient une plasticité phénotypique telle que mesurée par leur expression de la cytokine Th1 classique IFN-©. Cependant, les Th17 mâles affichent une production accrue d’ IFN-© par les cellules Th17 mâles, ce qui est corrélé à la gravité de la maladie chez les souris receveuses. L'utilisation d'un modèle de génotype à quatre noyaux nous a permis de séparer l'effet des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels dans l'EAE. Nous avons découvert qu'un gène de régulation immunitaire dans le chromosome X, appelé Jarid1c, s'est avéré être régulé négativement dans les cellules Th17 mâles ayant causé une plus grande sévérité, ainsi que dans les cellules T CD4+ provenant du sang périphérique d'hommes atteints de SP. Dans la deuxième partie de la thèse, j'ai utilisé une souris transgénique appelée IgH[MOG] sur un fond DNO dont les cellules B sont spécifiques de la protéine MOG. Lors de l'immunisation avec MOG[35-55], les souris IgH[MOG] ont présenté une EAE rapide et létale, qui est corrélée à l'inflammation et à la démyélinisation du système nerveux central de ces souris. Ceci est accompagné par l'infiltration de cellules B et de cellules T dans le système nerveux central. Chez les souris IgH[MOG], les cellules T CD4+ infiltrantes dans le SNC sont devenues très pro-inflammatoires, comme le montre leur production d'IL-17 et de GM-CSF dans le SNC. Par conséquent, nos données fournissent un aperçu des contributions des réponses des cellules T Th17, du sexe masculin et des cellules B dans l'auto-immunité chronique du SNC. À l’avenir, ces travaux pourraient nous permettre d’identifier des molécules et des voies pouvant être ciblées pour le traitement de la SP. / Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune disease of the central nervous system (CNS) marked by neurodegeneration and accumulating disability over time. Over 100,000 people in Canada are affected by MS. Multiple factors could contribute to the worsening of the disease and yet the exact cause is still unknown. It is widely accepted that T and B lymphocytes cross the blood-brain barrier and invoke an inflammatory attack against CNS myelin. The role of T and B cells in CNS autoimmunity can be studied using an animal model called experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). In the first part of this thesis, I have used a transgenic mouse on a non-obese diabetic (NOD) background called 1C6 whose T cells possess specificity for a myelin-derived peptide, myelin oligodendrocyte glycoprotein 35-55 (MOG[35-55]). 1C6 CD4+ T cells from both male and female mice are differentiated into Th17 cells and are adoptively transferred into lymphocyte deficient NOD.Scid mice. Male 1C6 Th17 cells became highly pathogenic compared to the females and induced a severe progressive disease in the recipients. Th17 cells from both sexes exhibited phenotypic plasticity as measured by their expression of the classic Th1 cytokine IFN-©. However, male Th17 display increased production of IFN-© by male Th17 cells and this is correlated with disease severity in recipient mice. The use of four core genotype model has allowed us to segregate the effect of sex hormones and sex chromosomes in EAE. We uncovered an immune regulatory gene in the X chromosome called Jarid1c is found to be downregulated in both male Th17 cells that caused greater severity as well as in CD4+ T cells from the peripheral blood of men with MS. In the second part of the thesis, I utilized a transgenic mouse called IgH[MOG] on a NOD background whose B cells are specific for MOG protein. Upon immunization with MOG[35-55], IgH[MOG] mice displayed a rapid and lethal EAE, which is correlated to the inflammation and demyelination in the CNS of these mice. This is accompanied by the infiltration of B cells and T cells into the CNS. In IgH[MOG] mice, CNSinfiltrating CD4+ T cells became highly proinflammatory as measured by their production of IL-17 and GM-CSF in the CNS. Hence, our data provide insight into the contributions of Th17 T cell responses, male sex and B cells in chronic CNS autoimmunity. In the future, this work may permit us to identify targetable molecules and pathways for the treatment of MS.

Les virus herpès simplex (VHS) possèdent une propriété biologique unique très importante, soit la neurovirulence. Les VHS peuvent ainsi atteindre le système nerveux central (SNC) et causer une encéphalite. Cette infection déclenche une réponse inflammatoire menant à l'infiltration de cellules immunitaires périphériques dans le SNC. De ce fait, l'encéphalite représente l'infection associée au VHS de type 1 (VHS-1) la plus dévastatrice et est la principale cause d'encéphalite sporadique virale, potentiellement fatale dans les pays développés. Bien que différents modèles animaux permettent l'étude de l'encéphalite, la complexité du SNC et de sa réponse immunitaire en limite encore notre compréhension. L'objectif de recherche principal de cette thèse est de mieux comprendre la réponse immunitaire innée impliquant différentes voies de signalisation associées à la reconnaissance du VHS-1. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse de doctorat ont permis de démontrer le rôle clé de 1TFN-β, de la voie de signalisation des récepteurs Tolllike 3 (TLR3) et TLR9 ainsi que des protéines adaptatrices TRIF et IPS-1. Ainsi, le prétraitement des souris par un agoniste du TLR3 permet de créer un environnement proinflammatoire qui est néfaste à la replication virale initiale, permettant, à des temps plus tardifs, de diminuer la production de cytokines et de la charge virale. De plus, la stimulation de la voie du TLR9 est bénéfique avant l'infection, mais il est nécessaire de contenir celle-ci suite à l'infection. Comme il l'a déjà été suggéré, 1TFN-β peut exercer un effet bénéfique contre l'infection au VHS-1 mais le dosage et le temps d'administration après l'infection peuvent fortement influencer la replication virale et la survie. Enfin, les protéines adaptatrices TRIF et IPS-1 jouent un rôle très important au niveau de la réponse immunitaire innée en menant à la production d'IFN-β, bien que TRIF affecte davantage la replication virale précoce qu'IPS-1. Ainsi, au cours de ce doctorat, plusieurs modèles expérimentaux ont été développés pour mieux comprendre la réponse immunitaire innée au niveau du SNC au cours de l'encéphalite herpétique, le recrutement de différentes cellules immunitaires ainsi que pour mieux caractériser le rôle de l'IFN-β.

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune du système nerveux central (SNC) qui a une incidence plus élevée chez les femmes mais des résultats de maladie plus sévères chez les hommes. De plus, les cellules Th17 ont été identifiées comme des acteurs clés de l'auto-immunité du SNC. Par conséquent, dans cette thèse, nous avons étudié la dichotomie sexuelle dans la SEP en formulant l'hypothèse que les traits biologiques du sexe influencent la pathogénicité des cellules Th17, conduisant à des résultats de maladie divergents dans la SEP. En nous appuyant sur nos découvertes précédentes, où nous avons démontré que les cellules Th17 des souris 1C6 (qui possèdent un transgène TCR contre l'antigène de la myéline MOG [35-55]) induisent une SEP secondairement progressive (SPMS) chez les souris NOD.Scid dans un modèle de maladie chronique, nous avons observé qu'une proportion plus élevée de cellules Th17 mâles induisent une maladie plus sévère chez les receveurs comparativement aux cellules Th17 femelles (Doss et al. 2021). Pour évaluer le rôle des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels sur les résultats divergents de pathogénicité des cellules Th17 dans ce modèle murin, nous avons utilisé le modèle de souris à quatre génotypes de base et l'avons croisé avec des souches de souris 1C6. Nos résultats révèlent des influences opposées des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels sur la pathogénicité des cellules Th17. Plus précisément, la signalisation de la voie Wnt médiée par les androgènes a été trouvée pour réduire la pathogénicité des cellules Th17 mâles, tandis que le gène lié à l'X Suv39H1 a réduit la pathogénicité des cellules Th17 XX. De manière intéressante, nous avons découvert des différences de pathogénicité frappantes dans les cellules Th17 dérivées de souris génétiquement identiques avec des pères ayant des arrière-plans génétiques différents. Cela a conduit à l'identification de RunX2 comme un gène critique pour réduire la pathogénicité des cellules Th17 et a mis en évidence les effets possibles d'empreinte différentielle des pères transgéniques. Ensemble, notre thèse identifie les rôles multiformes des traits biologiques du sexe dans l'affectation de la pathogénicité des cellules Th17 dans le SNC. Ces résultats soulignent l'importance d'évaluer séparément les rôles des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels dans la médiation des effets du sexe biologique sur les maladies auto-immunes. De plus, RunX2 et Suv39H1 peuvent être considérés comme des cibles médicamenteuses potentielles pour la SPMS, nécessitant une investigation plus approfondie. / : Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disease of the central nervous system (CNS) that has a higher incidence in females but more severe disease outcomes in males. Additionally, Th17 cells have been identified as key players in CNS autoimmunity. Therefore, in this thesis, we investigated the sex dichotomy in MS by hypothesizing that biological sex traits influence the pathogenicity of Th17 cells, leading to divergent disease outcomes in MS. Building on our previous findings, where we demonstrated that Th17 cells from 1C6 mice (which have a TCR transgene against the myelin antigen MOG [35-55]) induce secondary progressive MS (SPMS) in NOD.*Scid* mice in a chronic disease model, we observed that a greater proportion of male Th17 cells induce more severe disease in recipients compared to female Th17 cells (Doss et al. 2021). To evaluate the role of sex hormones and sex chromosomes on the divergent pathogenicity outcomes of Th17 cells in this mouse model, we used the four-core genotype mouse model and crossed it with 1C6 mice strains. Our findings reveal opposing influences of sex hormones and sex chromosomes on the pathogenicity of Th17 cells. Specifically, androgen-mediated Wnt pathway signaling was found to reduce the pathogenicity of male Th17 cells, while the X-linked gene Suv39H1 reduced the pathogenicity of XX Th17 cells. Interestingly, we discovered striking pathogenicity differences in Th17 cells derived from genetically identical mice with sires having different genetic backgrounds. This led to the identification of RunX2 as a critical gene in reducing the pathogenicity of Th17 cells and highlighted the possible differential imprinting effects of the transgenic sires. Together, our thesis identifies the multilayered roles of biological sex traits in affecting the pathogenicity of Th17 cells in the CNS. These findings underscore the importance of separately evaluating the roles of sex hormones and sex chromosomes in mediating the effects of biological sex on autoimmune diseases. Additionally, RunX2 and Suv39H1 may be considered putative druggable targets for SPMS, warranting further investigation.