Mon travail, lors de ma thèse, avait pour but d’étudier la différentiation des lymphocytes Tfh, ainsi que leur fonction et leur régulation dans la pathogenèse de la DA. Pour cela, j’ai utilisé un modèle murin précédemment établi au sein de notre laboratoire consistant en l’application topique de MC903 (un analogue de la vitamine D3) induisant la production de TSLP par les kératinocytes et, par conséquence, la réponse immunitaire Th2 et la pathogenèse de la DA. mon travail doctoral s’est porté sur la différentiation des lymphocytes Tfh, leur production cytokinique ainsi que la formation des centres germinatifs dans le contexte d’un modèle murin de DA induite par le MC903. Mes études ont démontré un rôle critique joué par TSLP dans la réponse Tfh et ont exploré le rôle potentiellement joué par les cellules dendritiques langerine+ et la signalisation OX40L dans le développement des réponses Tfh et de type 2. Ceci nous a permis d’approfondir nos connaissances concernant les mécanismes sous-tendant la réponse immunitaire de type 2 dans la pathogenèse de la DA. Dans la deuxième partie de ma thèse, nous avons examiné le rôle de MC903 dans la régulation de l’inflammation due au psoriasis, en utilisant un modèle de psoriasis induit par l’Aldara. Nous avons montré que MC903 inhibe l’axe 23/IL-17/IL-22 chez les souris souffrant de psoriasis. De plus, cette inhibition semblait être dose-dépendante. Nous avons en outre exploré le rôle de TSLP et VDR dans la médiation de cet effet dû au MC903. / My thesis aimed at studying the Tfh cell differentiation, function and regulation in AD pathogenesis. To this aim, I employed our previously established AD mouse model in which MC903 (a vitamin D analog) topical treatment on the skin induces TSLP production bykeratinocytes, promotes Th2 cell response and drives the pathogenesis of AD. my thesis work investigated Tfh cell differentiation, its cytokine expression and germinal center formation using MC903-induced AD mouse model. By exploring the role of TSLP,Langerin+ DCs and OX40L signaling in Tfh cell differentiation and regulation, my study provides novel insights into the mechanisms underlying the type 2 immune response in AD pathogenesis. In the second part of my study, we examined the role of MC903 in regulating the psoriatic inflammation using Aldara-induced psoriasis model. We showed that MC903 inhibited IL-23/IL-17/IL-22 axis in mouse psoriasis. Moreover, this inhibition exhibited a dose-dependent manner. We further explored the role of TSLP and VDR in mediating such effect of MC903.

Il est maintenant acquis que le système immunitaire occupe une place importante dans l’évolution les cancers (Hanahan et al., 2011). La compréhension actuelle de la réponse immunitaire adaptative en fait une cible de choix dans ce contexte. Il est apparu que les lymphocytes T CD4+, acteurs majeurs de la composante adaptative du système immunitaire, présentent des actions distinctes sur le contrôle de la croissance tumorale. Ainsi, les lymphocytes Th2 et Tfh, tous deux activateurs des lymphocytes B dans des conditions de lutte contre des infections pathogéniques, présentent des rôles ambivalents dans un contexte de cancer. En effet, de nombreuses études montrent que la présence de Th2 est corrélée à une progression de la maladie (notamment via l’action de l’IL-4 qu’ils sécrètent) (Koller et al., 2010 ; Roca et al., 2012) alors que les Tfh, seraient plutôt associés à un bon pronostic pour les patients (Gu-Trantien et al., 2013, 2017).Nos investigations actuelles nous ont permis de mettre en avant une caractéristique nouvelle de la biologie des lymphocytes Tfh. En effet, les Tfh expriment l’Hemathopoietic Prostaglandin D2 synthase (HPGDS). Cette enzyme de la voie de biosynthèse des eicosanoïdes est responsable de la production de Prostaglandine D2 (PGD2). Plusieurs travaux montrent que les cellules Th2 expriment le récepteur CRTH2, spécifique de la PGD2. Cette molécule agit sur ces cellules comme chemoattractant et permet également une augmentation de leur production cytokinique. Ainsi, nous posons l’hypothèse d’une communication potentielle entre lymphocytes Tfh et Th2 via la PGD2. Le projet présenté ici est alors axé sur la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacent à cette communication au sein des deux sous-types ainsi que sur son impact dans un contexte de cancer. Ce projet ayant également pour but de mettre en avant la PGD2 comme nouvelle cible thérapeutique dans le cancer. / It is now accepted that the immune system plays a critical role in cancers evolution (Hanahan et al., 2011). In this context, current understanding of the adaptive immune response made it a prime target. T CD4 cells, the main players of the adaptive immune system component, are known to possess distinct roles in the control of tumour growth. Thereby, Th2 and Tfh cells, both known to activate B cells in pathogenic infections, present antagonistic roles in cancer. Indeed, numerous studies demonstrate that Th2 cells are correlated with disease progression (especially via IL-4 secretion) (Koller et al., 2010 ; Roca et al., 2012), whereas Tfh cells are associated with a good prognosis for the patients (Gu-Trantien et al., 2013, 2017) despite the actual limited amount of available data.Our current researches highlighted a new property of the biology of Tfh cells. We found that Tfh cells are able to express the Hemathopoietic Prostaglandin D2 synthase (HPGDS), an eicosanoid pathway enzyme involved in Prostaglandin D2 (PGD2) production. Moreover, different studies revealed that Th2 cells expressed CRTH2, the specific PGD2 receptor. PGD2 is known as a chemoattractant molecule for Th2 cells and lead to the increase of their cytokine secretion. We hypothesized that Tfh communicate with Th2 cells via PGD2 signalling. The present project is focused on the understanding of the underlying molecular and cellular mechanisms involved in this cross-talk and their impact in cancer. The last aim of this work is to favor the development of PGD2 as a new cancer therapeutic target.

Le lupus érythémateux disséminé (LED) est une maladie auto-immune systémique caractérisée par une inflammation provoquant des lésions dans de nombreux organes tels que les reins, les poumons ou la peau. Dans cette pathologie, une activation excessive du système immunitaire conduit à la production d’auto-anticorps dirigés, le plus souvent, contre du matériel nucléaire. La différenciation des lymphocytes B (LB) en cellules productrices d’anticorps requiert une communication entre les LT et les LB. Ce dialogue est régulé par de nombreux acteurs cellulaires et moléculaires afin de permettre la mise en place d’une réponse humorale efficace en cas d’infections, mais aussi de prévenir le développement de maladies auto-immunes. Mon projet de thèse a consisté à étudier l’implication de deux de ces acteurs, l’un favorisant la différenciation des LB en plasmocytes, à savoir, les cellules T folliculaires auxiliaires (TFH) et le second régulant négativement l’activation lymphocytaire, le récepteur co-inhibiteur BTLA (pour B and T Lymphocyte Attenuator) dans le LED chez l’Homme. Au cours de cette étude, nous avons d’une part amélioré les connaissances concernant les sous-populations de TFH circulantes humaines, en décrivant que parmi les cellules TFH CXCR3-CCR6- sont retrouvées des cellules aux propriétés suppressives. De plus, nous avons suggéré que la contraction des TFH1 (CXCR3+CCR6-) au profit des TFH2 (CXCR3-CCR6-), observées chez les patients lupiques, pourrait être le reflet d’une migration des TFH1 vers les organes inflammés. D’autre part, nous avons mis en évidence un défaut fonctionnel de BTLA dans les LT CD4+ de patients lupiques. Ce défaut, restauré en normalisant le métabolisme lipidique des LT CD4+, semble associé à la sévérité de la pathologie. En parallèle de ces observations, nous avons démontré un défaut d’expression de BTLA sur les LB et les LT CD4+ régulateurs de patients lupiques. L’ensemble de nos données sont prometteuses et ouvrent de nouvelles perspectives thérapeutiques pour le traitement du LED. / Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by lesions in several organs such as kidneys, lungs and skin for instance. In this pathology, an excessive activation of the immune system leads to the production of autoantibodies targeting mainly nuclear antigens. B cell differentiation into antibody-secreting cells requires a close collaboration between T and B cells. This cross-talk is regulated by various cellular and molecular factors in order to mount an efficient humoral response in case of infection, but also to prevent autoimmune disease development. The aim of my thesis was to study two regulating factors of the B cell response, one promoting the B cell differentiation into plasma cells, i.e the follicular helper T cells (TFH) and the other one inhibiting lymphocyte activation, i.e a co-inhibitory receptor called BTLA (« B and T Lymphocyte Attenuator ») in human SLE. In this study, we first improved our knowledge concerning human circulating TFH cells, by describing among the CXCR3-CCR6- TFH cell subset, a population with suppressive capacities. Moreover, we suggested that the decreased frequency of TFH1 in lupus patients’ blood could be explained by the migration of these cells into inflamed tissues. We also highlighted a BTLA functional deficiency in lupus CD4+ T cells. This deficiency, which can be restored by normalizing the lipid metabolism, seems to be associated to disease severity. Furthermore, we described an altered expression of BTLA in lupus B cells and regulatory T cells. Altogether, our data show promising results and suggest new potential therapeutic strategies for lupus treatment.

L’objectif de notre travail a été de caractériser le rôle de l’IL-6 dans la différenciation des lymphocytes Tfh et des lymphocytes Th2. Les lymphocytes Tfh ont pour fonction d’aider les lymphocytes B à produire des anticorps indispensables pour nous protéger contre divers pathogènes. Les lymphocytes Th2, quant à eux, sont spécialisés dans l’élimination de parasites extracellulaires tels que les helminthes.<p>Dans un premier temps, nous avons voulu identifier les gènes dont l’expression est induite par l’IL-6, avec comme objectif une meilleure compréhension des mécanismes permettant aux lymphocytes T de se différencier en cellules Tfh.<p>Au cours de notre travail, nous avons identifié le facteur de transcription, MyoR (Myogenic Repressor) comme étant exprimé au sein des lymphocytes T helper et dont l’expression est induite par l’IL-6. Nos observations expérimentales ont démontré que le facteur MyoR n’est pas indispensable pour la différenciation des lymphocytes Tfh, ni pour leur fonction. Cependant, l’expression de l’ARNm codant pour MyoR pourrait être utilisée comme un biomarqueur des cellules Tfh in vitro ou in vivo.<p>Nous avons ensuite caractérisé la réponse immune induite in vivo par des cellules présentatrices d’antigènes issues de souris déficientes pour l’IL-6. Cette approche nous a permis de mettre en évidence le rôle immunosuppresseur de l’IL-6 sur le développement des réponses de type Th2. En effet, nous avons montré que l’injection de BMDCs (Bone Marrow derived dendritic cells) IL-6-/- dans des souris receveuses de type sauvage induisent une réponse Th2 augmentée in vivo.<p>Nos résultats suggèrent que l’inhibition de la réponse Th2 par l’IL-6 in vivo et in vitro pourrait impliquer la présence d’un ou de plusieurs miRNAs.<p>Cette inhibition pourrait être un mécanisme de rétrocontrôle afin d’éviter une exacerbation de la réponse immune Th2. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le lupus érythémateux disséminé est une maladie auto-immune systémique très invalidante dont les atteintes sont multiples, les plus fréquentes étant cutanées, articulaires et rénales. Dans ce type de maladie, le système immunitaire, hyperactif, ne se limite pas à lutter contre des agents extérieurs mais s'attaque à ses propres cellules, entre autres par le biais d'auto-anticorps. Ces anticorps délétères sont produits par des plasmocytes, cellules issus de la différenciation des lymphocytes B. Ce processus se déroule principalement au sein des centres germinatifs (GC) dans les organes lymphoïdes secondaires, et fait intervenir de nombreux acteurs moléculaires et cellulaires. Mon projet de thèse a porté sur l'étude de la contribution du GC et de ses constituants, tels que les cellules auxiliaires folliculaires (Tfh) et l'IL-21, au cours du lupus. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence une altération à la fois quantitative et qualitative des cellules Tfh chez des patients lupiques et dans un modèle murin, altération entre autres responsable de taux anormalement élevés d'IL-21. Nous avons également observé une sensibilité accrue des cellules B de souris lupiques à cette cytokine, dont la cause est une surexpression de molécules clés telles que STAT3, et dont la conséquence est un surcroit de différenciation plasmocytaire. Tous les éléments sont donc présents pour favoriser l'interaction "Tfh-B" et la réaction du GC, et amplifier la réponse autoimmune. Enfin, la découverte de l'existence de GC ectopiques fonctionnels dans les reins de souris lupiques permet d'envisager l'existence de réponses locales au sein même des organes cibles. Les données obtenues, fondamentales, sont prometteuses et laissent entrevoir de nouvelles perspectives de biothérapies, plus ciblées, pour le traitement de la maladie lupique. / Systemic lupus erythematosus is a disabling chronic autoimmune disease characterized by B cell hyperactivity leading to the production of autoantibodies, some of which exerting pathogenic effects. Autoantibodies are produced by plasma cells, which originate from the differentiation of B cells through a process that mainly takes place in germinal centers (GC) in secondary lymphoïd organs and involves many molecular and cellular parameters. The aim of my PhD project was to analyze the individual contribution of GC components, such as follicular helper T cells (Tfh) and IL-21, to lupus development. During this work, we have shown both a quantitative and qualitative impairment of Tfh cells in lupus patients and in a mouse model, leading, among other things, to high IL-21 levels. We also observed that B cells from lupus mice display a specific intrinsic sensitivity to this cytokine, due to over-expression of key molecules such as STAT3, which results in increased plasma cell differentiation. Thus, all elements are gathered that favor "Tfh-B" cell interactions and the GC reaction, and therefore the autoimmune response. Finally, the discovery of functional ectopic GC in the kidneys of lupus mice allows envisaging that local responses occur within the target organs and likely participate to kidney injury. The fundamental data we obtained are promising and anticipate new and better targeted biotherapies for lupus treatment.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The immune system protects the body from foreign organisms. T cells and B cells are integral components of the ability of the immune system to generate focused immune responses. The development of specialized subsets of T helper cells is governed by transcription factors. Previous work demonstrated a requirement for the transcription factor PU.1 in the development of IL-9-secreting Th9 cells. Work in this dissertation demonstrates that the Th9 subset is not stable in vitro, and that PU.1 expression decreases during long-term culture. To examine a role for PU.1 in Th9-independent immunity we examined a model of multiple sclerosis termed experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Mice that lack PU.1 expression in T cells (Sfpi1lck-/- mice) demonstrated more severe disease with attenuated recovery compared to control mice, and this was accompanied by an increase of T cells in the central nervous system. We also observed that following multiple routes of immunization Sfpi1lck-/- mice had increased numbers of T follicular helper (Tfh) cells and increased germinal center responses. This correlated with increased expression of the cytokine IL-21 and the surface protein CD40L in T cells that lacked PU.1 expression and resulted in increased numbers of germinal center B cells and antigen-specific antibody titers compared to control mice. The increased germinal center B cells and antibody titers were attenuated with blocking CD40L antibody but not with neutralizing IL-21 antibody. These results suggest that PU.1 limits the expression of CD40L on Tfh cells to regulate the humoral immune response. Together, the data in this dissertation demonstrate Th9-independent functions of PU.1. Moreover, this work shows that transcription factors promoting the development of one subset of T helper cells can simultaneously have negative effects on distinct T cell lineages.

CAR-T-Zell-Therapie ist eine vielversprechende neuartige Behandlungsform für Patienten mit aggressiven B-Zell Non-Hodgkin-Lymphomen (B-NHL). In dieser Arbeit wurde die anti-CXCR5 CAR-T-Zell-Therapie als Alternative zur anti-CD19 CAR-T-Zell-Therapie für die Behandlung von reifen B-NHLs untersucht. CXCR5 ist ein B-Zell-homing Rezeptor, der von reifen B Zellen und follikulären T-Helferzellen (TFH Zellen) exprimiert wird. TFH Zellen wurden als tumor-unterstützend in chronisch lymphatischer Leukämie (CLL) und im follikulären Lymphom (FL) beschrieben. Dieses Expressionsmuster erlaubt es, auf einzigartige Weise zeitgleich die malignen Zellen und die tumorunterstützende Mikroumgebung mithilfe von CAR-T-Zell-Therapie gerichtet gegen einen Chemokinrezeptor anzugreifen. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit waren, dass (1) die anti-CXCR5 CAR T-Zellen zielgerichtet CXCR5 positive reife B-NHL Zelllinien und Patientenproben in vitro eliminierten und eine starke anti-Tumor Reaktivität in einem immundefizienten Xenotransplantationsmausmodell zeigten, (2) die anti-CXCR5 CAR T-Zellen zielgerichtet die tumorunterstützenden TFH Zellen in CLL und FL Patientenproben in vitro erkannten und dass (3) CXCR5 ein sicheres Expressionsprofil zeigte. CXCR5 war stark und häufig auf B-NHL exprimiert und die Expression auf gesundem Gewebe war auf lymphoide Zellen beschränkt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die anti-CXCR5 CAR-T-Zell-Therapie eine neue Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit reifen B-NHL darstellt, indem durch die anti-CXCR5 CAR-T Zellen sowohl der Tumor als auch ein Anteil der tumorunterstützende Mikroumgebung eliminiert werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Eμ-Tcl1 murine CLL Lymphommodell genutzt um die Auswirkung der Lymphomentwicklung auf die CXCR5+ T Zellen zu untersuchen. Mittels RNA-Einzelzell-Sequenzierung konnte ein profunder Einfluss des Lymphomwachstums auf das T Zell-Kompartiment der Mäuse, denen Eμ-Tcl1 Zellen gespritzt wurden, gezeigt werden. / CAR T cell therapy is a promising new treatment option for patients suffering from aggressive B non-Hodgkin lymphomas (NHLs). In CAR T cell therapy, patient-derived T cells are genetically modified to express a chimeric receptor commonly directed towards a surface antigen expressed by neoplastic cells. In this thesis, anti-CXCR5 CAR T cell therapy was investigated as an alternative to anti-CD19 CAR T cell therapy for the treatment of mature B-NHLs. CXCR5 is a B cell homing receptor expressed by mature B cells and follicular helper T (TFH) cells. TFH cells were described to support the tumor cells in chronic lymphocytic leukemia (CLL) and follicular lymphoma (FL). This expression pattern allows simultaneous targeting of the malignant cells and the tumor-supporting microenvironment by CAR T cell therapy against a chemokine receptor in an unprecedented manner. Main findings included that (1) anti-CXCR5 CAR T cells targeted specifically CXCR5 expressing mature B-NHL cell lines and patient samples in vitro and showed strong in vivo anti-tumor reactivity in an immunodeficient xenograft mouse model, (2) anti-CXCR5 CAR T cells targeted tumor-supportive TFH cells derived from CLL and FL patient samples in vitro and (3) CXCR5 showed a safe expression profile. CXCR5 was strongly and frequently expressed by B-NHLs and its expression on healthy tissue was restricted to lymphoid cells. In summary, anti-CXCR5 CAR T cell therapy presents a novel treatment option for patients suffering from mature B-NHLs by eliminating the tumor and part of the tumor-supportive microenvironment. The second part of the project, the Eμ-Tcl1 murine lymphoma model, which mimics human CLL, was used to study the impact of lymphomagenesis on CXCR5+ T cells. Using single cell RNA sequencing, a profound influence of lymphoma growth on the T cell compartment in Eμ-Tcl1 tumor-challenged mice could be shown.