La Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est caractérisée par une destruction du parenchyme pulmonaire, une obstruction des voies aériennes et une réponse inflammatoire anormale en réponse à un stress oxydant chronique lié au tabagisme. L’incidence accrue de la maladie chez les personnes âgées fait postuler que la sénescence cellulaire pourrait contribuer à la pathogenèse de la maladie. Une augmentation des marqueurs de stress oxydant et de sénescence est détectée dans le poumon des patients atteints de BCPO, associée à une diminution des lymphocytes T régulateurs (Treg : CD4+CD25highCD127-/low) et une augmentation d’une sous-population pro-inflammatoire Th17 (Th17 : CD45RO+CCR6+) parmi les lymphocytes T conventionnels (Tconv : CD4+CD127+) pulmonaires, alors que la fréquence des Treg est augmentée en périphérie. Différents marqueurs d’immunosénescence sont présents dans le sang périphérique des patients atteints de BPCO : raccourcissement des télomères des leucocytes, augmentation de la fréquence des lymphocytes T sénescents CD8+CD28- et CD4+CD28- ainsi que des CD4+CD57+. Cependant, le rôle causal d’une altération de la réponse au stress oxydant dans les anomalies et la sénescence des cellules immunes associées à la BPCO n’est pas établi / The Chronic obstructive pulmonary disease ( BPCO) is characterized by a destruction of the lung parenchyme, an obstruction of air traffics and an abnormal inflammatory answer in answer to an oxidizing stress chronicles smoking-related. The greater incidence of the disease at the elderly makes postulate(apply) that the cellular senescence could contribute to the pathogenesis of the disease

La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative causée par la destruction des neurones dopaminergiques. La cause sous-jacente de cette perte neuronale est inconnue. La maladie de Parkinson peut se développer tôt dans la vie (forme juvénile autour de 40 ans) ou sporadiquement (après l’âge de 60 ans).PINK1 (PTEN-induced putative kinase 1) et Parkin sont des gènes liés à la forme juvénile de la maladie de Parkinson. Ils influencent la réponse inflammatoire et la dysfonction mitochondriale. PINK1 et Parkin ont été impliqués dans la régulation négative de la présentation de protéines mitochondriales (MitAP). Ces protéines répriment la présentation de protéines mitochondriales sur les molécules du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CMH I) à la suite d’un stress. MitAP est dépendant de la formation de vésicules mitochondriales (MDVs). La formation des MDVs est dépendante des protéines de trafic telles que de Snx9, Rab9, et Rab7. La diminution des niveaux d’expression de ces protéines induit une inhibition de MitAP. L'instabilité mitochondriale augmente également la fuite d'ADN mitochondrial dans le cytosol (à travers un mécanisme inconnu), ce qui entraîne l'activation du capteur d'ADN cytosolique tel que cGAS / STING. L’implication de MitAP dans l’auto-immunité a été démontrée. En effet, les souris PINK1 KO infectées par une bactérie intestinale Gram négatif, développe des lymphocytes T autoréactifs spécifiques aux antigènes mitochondriaux et des symptômes de type Parkinson. Des données récentes ont par ailleurs appuyé cette hypothèse en démontrant la présence de lymphocytes T autoréactifs spécifiques de l’alpha-synucléine, une protéine dont le dysfonctionnement est fortement associé à la maladie. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que les patients qui souffrent de la maladie de Parkinson ont un niveau plus élevé de MitAP. L’augmentation de MitAP, notamment au niveau des cellules présentatrices d’antigènes (CPA), entraînerait une autoréactivité mitochondriale et aussi une dérégulation inflammatoire causée par une augmentation de la production de MDVs. Cette production accrue de MDV entraînerait une augmentation des fuites d'ADN mitochondrial détecté par la voie cGAS/STING et induirait l’augmentation de la production de cytokines pro-inflammatoires impliquées dans la polarisation des lymphocytes T vers un phénotype auto-immun. Ici, nous montrons que les patients possèdent dans le sang, des lymphocytes T autoréactifs spécifiques aux antigènes mitochondriaux et que ces cellules expriment spécifiquement l’IL-17 (un marqueur des lymphocytes Th17 et Tc17, des types de lymphocytes qui est sont fortement liés aux maladies auto-immunes). Par ailleurs, nous montrons qu’en absence de PINK1, le traitement par endotoxine bactérienne (LPS) ou par la bactérie EPEC (Enteropathogenic Escherichia coli) des CPA a comme conséquence une surproduction d’un ensemble de cytokines pro-inflammatoires. Ces cytokines (IL-6, IL-23 et IL-1β) sont impliquées dans la polarisation des cellules Th17. Nous démontrons également que les CPA PINK1 KO traitées par le LPS induisent une polarisation biaisée des lymphocytes T vers un phénotype Th17. Nous démontrons également, dans une lignée de CPA déficientes pour des gènes associés à la biogenèse des MDVs, des niveaux d’expression réduits de cytokines pro-inflammatoires après infection par l’EPEC ou traitement avec le LPS. Ces données soulignent l’importance de la voie MitAP dans la pathophysiologie de la maladie Parkinson à travers la régulation de l’auto-immunité et de l’inflammation. / Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease caused by the destruction of dopamine neurons, yet, the underlying cause of this neuronal loss is still unknown. Parkinson's disease can be juvenile or early onset (before age 40) and sporadically (after the age of 60). PINK1 (PTEN-induced putative kinase 1) and Parkin are genes implicated in the juvenile form of PD that have also been shown to influence inflammatory responses and mitochondrial dysfunction. PINK1 and Parkin negatively regulate mitochondrial antigen presentation (MitAP). These proteins suppress the presentation of mitochondrial proteins on Major Histocompatibility Complex (MHC) Class I following stress. MitAP is dependent on the formation of mitochondrial vesicles (MDVs). These MDVs utilize traffic proteins such as Snx9, Rab9, and Rab7. Decreased levels of expression of any of these proteins inhibit MitAP. Mitochondrial instability also increases mitochondrial DNA leakage into the cytosol (through and unknown mechanism) resulting in activation of cytosolic DNA sensors like cGAS/STING. MitAP's implication in autoimmunity has been demonstrated in PINK1 KO mice infected with gram-negative intestinal bacteria resulting in auto-reactive T-cells specific to mitochondrial antigens and Parkinson's-like symptoms. In PD patients, auto-reactive T cells specific for alpha-synuclein, a protein whose dysfunction is associated with PD, have been found, suggesting that auto-reactive T-cells are present in PD. Thus, we hypothesized that PD patients would have increased levels of MitAP in antigen presenting cells (APCs) resulting in mitochondrial self-responsiveness as well as an inflammatory deregulation. This increased production of MDVs would result in an increase mtDNA leakage and ultimately be detected by the cGAS/STING pathway inducing the production of proinflammatory cytokines. Ultimately, these proinflammatory cytokines would induce the polarization of T-cells towards an autoimmune phenotype (Th17). Here, we show that APCs deficient in genes associated with MDVs biogenesis have reduced expression levels of pro-inflammatory cytokines after infection with Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) or the bacterial endotoxin LPS. We determine that in the absence of STING there is a strong inhibition of MitAP and cytokine expression in raw 264.7 macrophages after LPS treatment. Furthermore, we validate that in the absence of PINK1, LPS or EPEC treated BMDCs overproduce a set of pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-23 and IL-1β) that induce a biased polarization of T-cells to a Th17 phenotype. Finally, we observed mitochondrial antigen specific T-cells expressing IL-17 (a marker of Th17 and Tc17 lymphocytes, the types of lymphocytes that are strongly related to autoimmune diseases) in PD patients. This data highlights the importance of the MitAP pathway in the pathophysiology of Parkinson's disease through the regulation of autoimmunity and inflammation.

L’importance respective des lymphocytes T régulateurs naturels générés dans le thymus ou induits en périphérie dans la régulation immunitaire et la résolution de l’inflammation est désormais bien établie. Nous avons contribué à mettre en évidence une nouvelle voie d’induction de lymphocytes T régulateurs périphériques à partir de cellules T humaines CD4+CD25- naïves et mémoires. Nous avons montré que l’engagement de la molécule ubiquitaire transmembranaire CD47 sur la cellule T par un anticorps monoclonal ou par le peptide 4N1K (peptide dérivé du domaine carboxy-terminal de la thrombospondine-1 et spécifique du site de liaison à CD47) induisait des lymphocytes T CD4+ régulateurs exerçant une fonction suppressive sur les lymphocytes T effecteurs. Les propriétés suppressives induites par la thrombospondine-1 confortent les fonctions anti-inflammatoires de cette protéine de la matrice extracellulaire. L’inhibition exercée par les lymphocytes T régulateurs induits dépend du contact intercellulaire entre les cellules T régulatrices et leurs cibles, et est indépendante du TGF-. Nos résultats démontrent également le rôle de CD47 sur le lymphocyte T CD4+ dans la réponse immunitaire spécifique de l’antigène in vivo. En effet, les souris BALB/c déficientes pour CD47 présentent un biais de la sécrétion d’anticorps et de cytokines de type Th1, alors que les souris BALB/c sont décrites comme exprimant un profil de production de cytokines de type Th2. Nos travaux mettent en évidence le rôle de CD47 dans l’inhibition du développement d’une réponse cellulaire et humorale de type Th1 in vivo, confirmant de précédentes études in vitro réalisées avec des cellules T CD4+ humaines. Nous présentons également le rôle inhibiteur de l’engagement de CD28 in vitro sur la différenciation en cellules Th17 des lymphocytes T CD4+ naïfs isolés de souris BALB/c. Le mécanisme proposé est dépendant de la production de l’IL-2 et de l’IFN- et indépendant de la présence de lymphocytes T régulateurs. Notre étude du rôle de deux molécules transmembranaires CD47 et CD28 exprimées sur la cellule T CD4+, contribue à une meilleure connaissance des mécanismes impliqués dans la tolérance immunologique, la résolution de l’inflammation et la différenciation des cellules T "helper" CD4+. / Nowadays, the importance of natural regulatory T cells and adaptive regulatory T lymphocytes in immune regulation and resolution of inflammation are well established. We report a previously unknown pathway to generate adaptive regulatory T cells in the periphery from naive and memory human CD4+CD25- T cells. We show that the stimulation of the broadly expressed transmembrane proteins CD47 on T cells by a monoclonal antibody or by the 4NK1 peptide (carboxy-terminal peptide of thrombospondin-1 (TSP) specific of the binding site of CD47) induced regulatory T cells that exerted an inhibitory function on effector T cells. Our study on the suppressive proprieties of the TSP corroborates with reported anti-inflammatory activities of this extracellular matrix protein. The suppressive function of TSP induced regulatory T cells was contact-dependent and TGF--independent. Our data further demonstrate the role of CD47 expression on T cells in the antigenic-specific immune response in vivo. We report that the CD47-deficient BALB/c mice displayed a Th1-biased antibody and cytokine responses, instead of the Th2 cytokine profile observed in unmanipulated BALB/c mice. Our study outlines the role of CD47 as a self-control mechanism to negatively regulate type 1 cellular and humoral immune responses and most importantly confirm in vivo previous in vitro studies with human CD4+ T cells. We also report that soluble anti-CD28 monoclonal antibody suppressed in vitro differentiation of naïve CD4+ T cells isolated from BALB/c mice into IL-17-producing cells by mechanism that are IL-2 and IFN-γ-dependent but independent of the presence of regulatory T cells. Our studies highlight the suppressive function of two transmembrane molecules CD47 and CD28 expressed by CD4+ T cells in vitro and in vivo in human and mice. They thus may contribute to a better understanding of the mechanisms involved in the induction of immune tolerance, the resolution of inflammation and the differentiation of the T helper cells.

Type 1 diabetes mellitus (T1D) is an organ-specific autoimmune disease characterised by autoimmune destruction of insulin-producing beta cells in the islets of Langerhans. It is a long-term process initiated months or even years prior to the clinical onset. The main role in the pathogenesis is played by T lymphocytes but other cell types are involved as well. The presence of autoantibodies in the circulation is typical even before the disease onset. Nowadays, intensive research is focused on finding individuals at risk and developing an effective prevention. During my postgraduate studies I was involved mainly in the research of T1D prediction and prevention. We investigated the relationship of established autoimmune markers - autoantibodies - and the cellular reactivity to GAD65 and IA2 autoantigens. We discovered that the reaction to autoantigens is very individual and it is influenced by the patient's autoantibody profile. These results could be relevant in planning antigen-specific immunointervention studies and improving their efficacy. We also made an attempt to improve specificity and sensitivity of a beta cell destruction marker (specifically demethylated DNA), which would enable better understanding of the beta cell decline and identification of individuals at risk of T1D development. In...

La découverte du virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) en 1983 a été suivie d'avancées majeures dans la compréhension de la pathogenèse de la maladie et la caractérisation moléculaire du cycle de réplication virale. Ces connaissances ont permis la conception et l’implantation de thérapies antirétrovirales (TAR) capables de contrôler efficacement la réplication virale à des niveaux plasmatiques indétectables, réduisant ainsi fortement le risque de transmission et transformant l'épidémie mortelle en une maladie chronique gérable. Malgré ces progrès, l'infection par le VIH-1 demeure un problème de santé important au niveau international. Le principal obstacle à la guérison du VIH-1 comprend la persistance de réservoirs viraux dans les cellules immunitaires à longue durée de vie, nécessitant ainsi un traitement à vie chez les personnes vivant avec le VIH (PVVIH). Au cours de l'infection par le VIH, une déplétion progressive des lymphocytes T CD4+ est observée. Une fraction de ces cellules retrouvée majoritairement aux muqueuses sous l’appellation Th17 représente la première cible de l'infection par le VIH, ce qui mène à leur déplétion dans le tractus gastro-intestinal. Les cellules Th17 sont essentielles au maintien de l'homéostasie intestinale; par conséquent, l'infection par le VIH provoque des altérations majeures de l'immunité intestinale. Malgré des stratégies thérapeutiques efficaces capables de supprimer la réplication du VIH, les cellules Th17 ne sont pas reconstituées dans l'intestin, et ce, même lors d’une initiation précoce de la TAR. La perte des cellules Th17 dans l'intestin des PVVIH entraîne une translocation microbienne et une inflammation systémique et, de ce fait, peut contribuer à des comorbidités non liées au SIDA chez des individus virologiquement supprimés. Malgré leur appauvrissement, il a été démontré que des sous-ensembles spécifiques de cellules Th17 à longue durée de vie supportent un réservoir viral chez les PVVIH sous TAR. En effet, nous avons montré qu'une sous-population de cellules CCR6+ Th17 infiltrant le côlon est un réservoir de VIH enrichi chez les PVVIH sous TAR. Cette permissivité à l’infection et cette contribution à la persistance virale appuient l’hypothèse selon laquelle les cellules Th17 jouent un rôle fondamental dans l’immunopathologie du VIH. Afin de mieux comprendre l’interrelation entre ces cellules immunitaires et le VIH, dans la première partie de cette thèse, je me suis intéressé à déterminer l'effet de l'IL-17A, la cytokine clé de ce compartiment cellulaire, sur la capacité des cellules épithéliales intestinales à favoriser l'infection et la réactivation du réservoir viral. Nous avons observé que l'IL-17A agit en synergie avec le TNF pour favoriser la production de CCL20, une chimiokine dont le récepteur, CCR6, est fortement exprimé par les cellules Th17. Cette activité synergique promeut également la trans-infection par le VIH des cellules T CD4 + et l’expansion virale dans les cellules de PVVIH sous TAR. Par ailleurs, l'IL-17A médie une signature moléculaire pro-inflammatoire et provirale caractérisée par une diminution de l'expression des facteurs de restriction du VIH induits par l'interféron de type I. Ces résultats soutiennent que, malgré le rôle bénéfique de l'IL-17A sur l'homéostasie muqueuse, cette cytokine peut contribuer à la dissémination et à la persistance du VIH. Puisque le développement et la différenciation des cellules Th17 dépendent fondamentalement de l'expression du facteur de transcription RORC2, dans la deuxième partie de cette thèse, nous évaluons l’Implication de RORC2 comme facteur de dépendance de la réplication du VIH et de la réactivation virale. Nous avons constaté que RORC2 joue un rôle majeur lors de l'infection par le VIH et que son inhibition pharmacologique à l'aide de petites molécules qui se lient au domaine de liaison du ligand RORC2 réduit la réplication du VIH dans la lignée cellulaire Jukart et dans les cellules primaires T CD4 infectées in vitro. De plus, l’interférence génétique de l’expression de RORC2 prévient la réplication du VIH, tandis que sa surexpression a l’effet opposé. Dans les cellules de PVVIH traitées, il a été constaté que les lymphocytes T CD4 exprimant RORC2 étaient surreprésentés dans le réservoir viral par rapport aux lymphocytes T CD4 RORC2-. Tout comme dans les cellules infectées in vitro, l'inhibition pharmacologique de RORC2 dans les lymphocytes T CD4 de ces participants bloque l'excroissance du VIH. Ces résultats suggèrent que ce régulateur transcriptionnel central aux cellules Th17 représente une cible à ce compartiment cellulaire pour le traitement du VIH. Enfin, la déplétion des cellules Th17 au niveau de la muqueuse intestinale est un moteur crucial de la translocation microbienne et de l'activation immunitaire chronique. Cette activation immunitaire est d’ailleurs associé à la survenue de comorbidités non liées au SIDA. Ainsi, dans la troisième partie de la thèse, nous avons cherché à identifier une signature immunologique liée à l'athérosclérose subclinique chez les PVVIH sous TAR. Nous avons constaté que les PVVIH atteintes d'athérosclérose subclinique présentaient une augmentation des taux plasmatiques de fibrinogène, une réduction de la fréquence des Th17 et des rapports Th17/Treg, ainsi qu'une augmentation de la fréquence des monocytes non classiques à phénotype CCR9low HLADRhigh. En conclusion, les travaux de cette thèse ont permis d’approfondir les connaissances sur l'importance des cellules Th17 au cours de l'évolution de l'infection par le VIH, notamment dans l'établissement de comorbidités non liées au SIDA, telles que les maladies cardiovasculaires. Ces nouveaux résultats se montrent essentiels dans la considération des cellules Th17 comme une nouvelle cible potentielle d'interventions thérapeutiques pour la rémission et la guérison du VIH. / The discovery of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) in 1983 was followed by major advances in understanding disease pathogenesis and the elucidation of the viral replication cycle at the molecular level. This knowledge allowed the design and implementation of antiretroviral therapy (ART) that efficiently controls viral replication at undetectable plasma levels, thus robustly reducing the risk of transmission and transforming the deadly epidemic into a manageable chronic disease. Despite these advances, HIV-1 infection remains a significant health issue at the international level. The major barrier to HIV-1 cure is the persistence of viral reservoirs in long-lived immune cells, therefore requiring life-long treatment in people living with HIV (PLWH). During HIV infection, there is a progressive depletion of CD4+ T-cells. A subset of mucosal CD4+ T-cells denominated Th17 cells are the first targets of HIV infection and are depleted in the gastrointestinal tract. Th17 cells are critical for maintaining intestinal homeostasis; therefore, HIV infection causes major disruptions of intestinal immunity. Despite effective ART regimens able to suppress HIV replication, Th17 cells are not replenished in the intestine, not even when ART is initiated during the early phases of acute infection. The depletion of Th17 cells in the gut of PLWH leads to microbial translocation and systemic inflammation and, therefore, may contribute to non-AIDS co-morbidities in fully virological suppressed subjects. Despite their depletion, specific subsets of long-lived Th17 cells were demonstrated to carry viral reservoirs in ART-treated PLWH. Previous studies by our group and others have shown that CD4+ T-cells expressing the Th17 marker CCR6 are enriched in HIV reservoirs in the blood and the colon of ART-treated PLWH. This evidence supports the hypothesis that Th17 features play a pivotal role in HIV immunopathology and viral reservoir persistence during ART. Considering the importance of Th17 cells in HIV infection, in the first part of this thesis, I was interested in determining the effect of IL-17A, the Th17 hallmark cytokine, on intestinal epithelial cells (IEC) ability to promote HIV trans infection and viral reservoir reactivation in CD4+ T-cells. We observed that IL-17A acts in synergy with TNF to promote the production of CCL20, a Th17-attractant chemokine, and promote HIV trans-infection of CD4+ T cells and HIV outgrowth from cells of ART-treated PLWH. IL-17A-mediated a pro-inflammatory and pro-viral molecular signature. The pro-viral molecular signature was characterized by a decreased expression of type I interferon-induced HIV restriction factors. These results demonstrate that despite the beneficial role of IL-17A on mucosal homeostasis, it also contributes to HIV dissemination and viral reservoir reactivation. Since Th17 development and differentiation depend on the expression of the master transcriptional regulator RORC2, in the second part of this thesis, we evaluate RORC2 as a positive regulator of HIV replication and viral reactivation. We found that RORC2 is a critical host dependency factor during HIV infection. The pharmacological inhibition of RORC2 using small molecules that bind to the RORC2 ligand-binding domain (LBD) reduced HIV replication in Jurkat cells and primary CD4+T cells in vitro. Additionally, the genetic interference with RORC2 expression inhibited HIV replication, while RORC2 overexpression boosted it. In people living with HIV receiving ART, RORC2+ were enriched in HIV reservoirs compared to RORC2- CD4+ T-cells. The pharmacological inhibition of RORC2 blocked HIV outgrowth in CD4+ T-cells from ART-treated PLWH. These results suggest that the Th17 master transcriptional regulator RORC2 represents a novel putative Th17-specific target for HIV therapy. Finally, Th17 cell depletion at the intestinal mucosal level is a crucial driver of microbial translocation and chronic immune activation. The latest was associated with the occurrence of non-AIDS comorbidities. Thus, in the third part of the thesis, we sought to identify an immunological signature associated with subclinical atherosclerosis in PLWH receiving ART. We found that PLWH with subclinical atherosclerosis had increased plasma fibrinogen levels, reduced Th17 frequency and Th17/Treg ratios, and increased frequencies of CCR9lowHLADRhigh nonclassical monocytes. In conclusion, the work of this thesis extends the knowledge of the relevance of Th17 cells during the course of HIV infection, including the establishment of non-AIDS comorbidities such as cardiovascular disease. This knowledge is vital when considering Th17 cells as a novel potential target of therapeutic interventions for HIV remission and cure.

Wir nutzten in dieser Studie den apikomplexen Parasiten Eimeria falciformis als Modell. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das in infizierten Wildtypmäusen dominierende Zytokin IFN-γ für Immunschutz und für die Entwicklung der Darmpathologie entbehrlich war. E. falciformis-infizierte IFN-γR-/- and IFN-γ-/- Mäuse zeigten extremen Körpergewichtsverlust und starke Pathologie im Darm. Die Entwicklung des Parasiten in diesen Mäusen war überraschenderweise reduziert. Diese Beobachtungen gingen mit einer drastisch erhöhten Produktion von parasiten-spezifischem IL-17A und IL-22 durch CD4+ T Zellen einher. Gleichzeitige Neutralisierung von IL-17A und IL-22 in E. falciformis-infizierten IFN-γR-/- Mäusen verringerte den Körpergewichtsverlust und die Darmpathologie, und führte zu einer erhöhten Ausscheidung von Parasiten. Die Behandlung einer E. falciformis-infizierten intestinalen Epithelzelllinie mit IL-17A oder IL-22 führte zu einer signifikant reduzierten Entwicklung von E. falciformis in vitro. Diese Daten demonstrieren erstmalig einen anti-parasitären Effekt von IL-22 im Darm und deuten auf redundante Rollen von IL-17A und IL-22 im Hinblick auf die Förderung von Darmpathologie in Abwesenheit von IFN-γ hin. Um E. falciformis als Modellsystem weiter zu entwickeln, haben wir die Transfektion von E. falciformis Sporozoiten mit verschiedenen Plasmiden die den Reporter YFP und den Resistenzmarker DHTS enthalten etabliert. Rektal in Mäuse injizierte Sporozoiten entwickelten sich erfolgreich zu Oocysten, wenn auch mit geringerer Effizienz im Vergleich zur oralen Infektion mit Oozysten. Wiederholte in vivo Selektion YFP-exprimierender Oozysten führte zu Populationen mit maximal 34 % YFP-exprimierenden Parasiten. Wir demonstrieren in dieser Arbeit zum ersten Mal die Transfektion von E. falciformis und zeigen Perspektiven im Hinblick auf die Etablierung einer stabil transgenen Parasitenlinie auf. / The roles of Th1 and Th17 responses as mediators of host protection and pathology in the intestine are the subjects of intense research. Here we investigated a model of intestinal inflammation driven by the intracellular apicomplexan parasite Eimeria falciformis. Although IFN-γ was the predominant cytokine during E. falciformis infection in wild type mice, it was found to be dispensable for host defence and the development of infection-driven intestinal inflammation. E. falciformis-infected IFN-γR-/- and IFN-γ-/- mice developed dramatically exacerbated body weight loss and intestinal pathology, but surprisingly harboured fewer parasites. This was associated with a striking increase in parasite-specific IL-17A and IL-22 production in the mesenteric lymph nodes and at the site of infection. Concurrent neutralisation of IL-17A and IL-22 in E. falciformis infected IFN-γR-/- mice resulted in a reduction in infection induced body weight loss and inflammation and significantly increased parasite shedding. Taken together these data demonstrate for the first time an anti-parasitic effect of IL-22 during an intestinal infection and suggest that IL-17A and IL-22 have redundant roles in driving intestinal pathology in the absence of IFN-γ signalling. To further develop E. falciformis as a model system, we established transfection of E. falciformis sporozoites using various plasmids that contain the fluorescent reporter YFP and the resistance marker DHTS. Sporozoites applied rectally to mice were shown to complete their life cycle, albeit with a lower efficiency in comparison to oral infection with oocysts. Repeated in vivo selection using pyrimethamine and/or FACS and manual sorting led to a maximum percentage of 34 % YFP-expressing oocysts. Taken together, we demonstrate for the first time transfection of E. falciformis and provide perspectives for further work on the establishment of a stable transgenic parasite line.

O diabetes tipo 1 (DM1) é uma doença autoimune caracterizada pela destruição das células ? presentes nas ilhotas pancreáticas por linfócitos T autorreativos, especialmente Th1 e Th17, levando o indivíduo a um estado de hiperglicemia. Embora existam diversos estudos que abordam a resposta imune adaptativa no contexto do DM1, poucos trabalhos tentaram elucidar o papel da resposta imune inata no desenvolvimento da doença. Neste contexto, observamos que camundongos WT pré-diabéticos possuem um aumento significativo na expressão gênica e proteica do receptor AIM2 e de moléculas relacionadas à sua via de ativação e sinalização (Caspase-1, IL-1? e IL-18) nos linfonodos pancreáticos (LNPs) e no íleo. Posteriormente, foi verificado que camundongos deficientes do receptor AIM2 tornaram-se mais suscetíveis ao DM1, comprovado por elevados níveis de glicose sanguínea e menor produção de insulina em relação aos animais selvagens (WT) após a administração com estreptozotocina (STZ). Tal suscetibilidade está relacionada a um processo de disbiose e aumento da translocação de bactérias da microbiota intestinal para os LNPs de camundongos AIM2-/-. De maneira interessante, o inflamassoma AIM2 foi ativado apenas na presença de DNA fecal de animais diabéticos, que possui uma microbiota em disbiose, uma vez que resultou na produção significativa da citocina IL-1?. Também foi constatado que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal regulou a expressão gênica e proteica de proteínas de junção celular, peptídeos antimicrobianos e mucinas, como forma de minimizar a translocação de bactérias da microbiota para os LNPs. Adicionalmente, foi visto que a ativação do receptor AIM2 contribui para a indução de células Th17 intestinais, para a migração de neutrófilos no intestino, assim como para a expressão das citocinas IL-23, IL-17 e IL-22 no íleo. Por fim, mostramos que o receptor AIM2 modulou negativamente a ativação de células dendríticas expressando TLR4 e TLR9, que correlacionou com o aumento de células Tc1 patogênicas nos LNPs. De forma geral, nossos resultados demonstram que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal desempenha um importante papel em controlar a homeostase da microbiota intestinal, manter a integridade da barreira intestinal, e consequentemente. / Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease characterized by the destruction of ? cells present in the pancreatic islets by autoreactive T lymphocytes, especially Th1 and Th17, leading to a state of hyperglycemia. There are many studies that address the role of adaptive immune response, so only some studies have attempted to elucidate the role of the innate immune response in the context of T1D. In this regard, we observed that pre-diabetic WT mice have a significant increase in the gene and protein expression of the AIM2 receptor and in molecules related to its activation and signaling pathways (Caspase-1, IL- 1? and IL-18) in the pancreatic lymph nodes (PLNs) and in the ileum. Subsequently, it was verified that AIM2 receptor deficient mice became more susceptible to T1D, as proved by blood glucose levels and lower insulin production compared to wild-type mice (WT) after administration of streptozotocin (STZ). This susceptibility was related to a process of dysbiosis and increased translocation of bacteria from gut microbiota to PLNs in AIM2-/- mice. Interestingly, the AIM2 inflammasome was activated in the presence of fecal DNA from diabetic mice, which has a gut microbiota in dysbiosis, since resulted in significant production of IL-1?. It was found that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa regulated the gene and protein expression of tightjunction proteins, antimicrobial peptides and mucins in order to minimizing a bacterial translocation of the microbiota to the PLNs. In addition, it was seen that activation of the AIM2 receptor contributes to induction of intestinal Th17 cells, to neutrophil migration in the intestine, as well as for expression of IL-23, IL-17 and IL-22 cytokines in the ileum. Finally, we show that the AIM2 receptor negatively modulated the activation of dendritic cells expressing TLR4 and TLR9, which correlated with the increase of pathogenic Tc1 cells in the PLNs. In general, the results demonstrate that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa plays an important role in controlling the composition of gut microbiota homeostasis, maintaining the intestinal barrier function, and consequently reducing the bacterial translocation to the PLNs, conferring a protective effect to the immunopathogeny against to DM1.

O diabetes tipo 1 (DM1) é uma doença autoimune caracterizada pela destruição das células ? presentes nas ilhotas pancreáticas por linfócitos T autorreativos, especialmente Th1 e Th17, levando o indivíduo a um estado de hiperglicemia. Embora existam diversos estudos que abordam a resposta imune adaptativa no contexto do DM1, poucos trabalhos tentaram elucidar o papel da resposta imune inata no desenvolvimento da doença. Neste contexto, observamos que camundongos WT pré-diabéticos possuem um aumento significativo na expressão gênica e proteica do receptor AIM2 e de moléculas relacionadas à sua via de ativação e sinalização (Caspase-1, IL-1? e IL-18) nos linfonodos pancreáticos (LNPs) e no íleo. Posteriormente, foi verificado que camundongos deficientes do receptor AIM2 tornaram-se mais suscetíveis ao DM1, comprovado por elevados níveis de glicose sanguínea e menor produção de insulina em relação aos animais selvagens (WT) após a administração com estreptozotocina (STZ). Tal suscetibilidade está relacionada a um processo de disbiose e aumento da translocação de bactérias da microbiota intestinal para os LNPs de camundongos AIM2-/-. De maneira interessante, o inflamassoma AIM2 foi ativado apenas na presença de DNA fecal de animais diabéticos, que possui uma microbiota em disbiose, uma vez que resultou na produção significativa da citocina IL-1?. Também foi constatado que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal regulou a expressão gênica e proteica de proteínas de junção celular, peptídeos antimicrobianos e mucinas, como forma de minimizar a translocação de bactérias da microbiota para os LNPs. Adicionalmente, foi visto que a ativação do receptor AIM2 contribui para a indução de células Th17 intestinais, para a migração de neutrófilos no intestino, assim como para a expressão das citocinas IL-23, IL-17 e IL-22 no íleo. Por fim, mostramos que o receptor AIM2 modulou negativamente a ativação de células dendríticas expressando TLR4 e TLR9, que correlacionou com o aumento de células Tc1 patogênicas nos LNPs. De forma geral, nossos resultados demonstram que a ativação do receptor AIM2 na mucosa intestinal desempenha um importante papel em controlar a homeostase da microbiota intestinal, manter a integridade da barreira intestinal, e consequentemente. / Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease characterized by the destruction of ? cells present in the pancreatic islets by autoreactive T lymphocytes, especially Th1 and Th17, leading to a state of hyperglycemia. There are many studies that address the role of adaptive immune response, so only some studies have attempted to elucidate the role of the innate immune response in the context of T1D. In this regard, we observed that pre-diabetic WT mice have a significant increase in the gene and protein expression of the AIM2 receptor and in molecules related to its activation and signaling pathways (Caspase-1, IL- 1? and IL-18) in the pancreatic lymph nodes (PLNs) and in the ileum. Subsequently, it was verified that AIM2 receptor deficient mice became more susceptible to T1D, as proved by blood glucose levels and lower insulin production compared to wild-type mice (WT) after administration of streptozotocin (STZ). This susceptibility was related to a process of dysbiosis and increased translocation of bacteria from gut microbiota to PLNs in AIM2-/- mice. Interestingly, the AIM2 inflammasome was activated in the presence of fecal DNA from diabetic mice, which has a gut microbiota in dysbiosis, since resulted in significant production of IL-1?. It was found that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa regulated the gene and protein expression of tightjunction proteins, antimicrobial peptides and mucins in order to minimizing a bacterial translocation of the microbiota to the PLNs. In addition, it was seen that activation of the AIM2 receptor contributes to induction of intestinal Th17 cells, to neutrophil migration in the intestine, as well as for expression of IL-23, IL-17 and IL-22 cytokines in the ileum. Finally, we show that the AIM2 receptor negatively modulated the activation of dendritic cells expressing TLR4 and TLR9, which correlated with the increase of pathogenic Tc1 cells in the PLNs. In general, the results demonstrate that activation of the AIM2 receptor in the intestinal mucosa plays an important role in controlling the composition of gut microbiota homeostasis, maintaining the intestinal barrier function, and consequently reducing the bacterial translocation to the PLNs, conferring a protective effect to the immunopathogeny against to DM1.

Listeria monocytogenes (LM) and Salmonella enterica serovar Typhimurium (ST) are intracellular bacterial pathogens that cause invasive disease in immune-altered individuals, including the immunocompromised and pregnant women. The mechanisms that modulate innate immunity to intracellular infection, particularly during pregnancy, are not well-understood. Functional selectin ligands play critical roles in leukocyte recruitment during inflammation. Increased control of LM infection in functional selectin ligand-deficient (FtDKO) mice is associated with increased levels of circulating innate immune cells, despite defective leukocyte migration compared to WT mice. Adoptive transfer of WT and FtDKO bone marrow (BM) cells to irradiated WT and FtDKO recipients demonstrates that BM reconstitution and the increased neutrophil phenotype of FtDKO mice is independent of functional selectin ligand expression within the host environment. Thus, functional selectin ligand deficiency enhances inherent innate immune resistance to intracellular infection. We then examined the impact of pregnancy-associated immunological changes on maternal susceptibility to intracellular infections. ST infection in pregnant mice results in profound systemic infection, increased fetal loss and enhanced serum and placental expression of pro-inflammatory cytokines. Pregnant mice showed decreased ratios of pro-inflammatory Th17 cells relative to anti-inflammatory regulatory T cells (Tregs) when compared to non-pregnant mice during infection. Functional inactivation of Tregs in vivo restored control of infection and normal Th17-to-Treg ratios, and reduced fetal loss. These indicate that modulation of Th17 and Treg responses impacts maternal and fetal protection from ST infection. Lastly, we examined the roles of type I interferons (IFNs) in modulating innate immunity to intracellular infections during pregnancy. Type I IFN receptor deficiency (IFNAR-/-) enhances immunity to LM and ST in the non-pregnant state by limiting pathogen-induced leukocyte death. We show that pregnant IFNAR-/- mice infected with LM retain increased protection from infection relative to WT controls. In contrast, protection conferred by IFNAR deficiency against ST infection in the non-pregnant state is abrogated during pregnancy. Distinctive maternal responses to LM and ST are associated with differential regulation of leukocyte distribution and cytokine expression in maternal systemic and/or placental compartments. Taken together, modulation of key mechanisms involved in leukocyte recruitment, immune-regulation and cytokine signaling impact host susceptibility to intracellular infections.

Dans le travail portant sur l'immunorégulation de la réponse immunitaire dans le modèle expérimental d'asthme, nous avons montré que les basophiles étaient activés par des ARN double brin poly(A:U) et que cette stimulation exacerbait les réponses d'asthme. Nous avons ensuite étudié la modulation de l'asthme en utilisant des agonistes de la voie TLR/IL1R. Les résultats obtenus ont montré que le R848, agoniste de TLR7 qui induit les réponses immunitaires antivirales de type Th1, et l'IL-33 qui favorise les réponses Th2, activaient les cellules NKT dont la production rapide et modulée des cytokines pourrait avoir un effet modulateur dans l'asthme. Nous avons montré que les cellules NKT avaient une fonction régulatrice sur le développement et l'activité des cellules Th17. Enfin, nous avons décrit les effets protecteurs et suppresseurs induits par le R848 dans le modèle d'asthme et montré que ces effets suppresseurs étaient dépendants des cellules T régulatrices et du TGF-β.