IL-1 is a pro-inflammatory cytokine which play an important role in the activation and regulation of host defence and immune responses to inflammation or injury. IL-1 is able to bind and activate IL1-RI and IL1-RII, which are found on many cells types. The role of the IL-1 signalling in the deployment of Th cell subsets, especially Th17 cells is well known. However, the specific cells which are responsible for the expression of IL-1 signalling in the immune defense and in the development of the Th cell lineage in response to infection, is still largely unclear. Therefore in this thesis, IL1-RI conditional knockout mice specifically in hematopoietic cells (IL1-RI vaviCre+) were generated. Using IL1-RI vaviCre+ mice in comparison with IL1-RI global knockout mice (IL1-RI-/-) would determine whether the expression IL-1 signalling from hematopoietic cells is responsible for the immune defense and in the development of the Th1, Th2 and Th17 cells against gastrointestinal helminth Trichuris muris (T.muris) infections. The generation of IL1-RI vaviCre+ mice have been investigated at the genomic and proteomic level in order to confirm that the Il1-rI gene is inactivated in hematopoietic cells. The characterisation of IL1-RI vaviCre + mice at the genomic level confirmed that the Il1-rI gene was obliterated successfully. At protein level the characterisation of IL1- RI vaviCre + mice confirmed that IL1-RI was dysfunctional in hematopoietic cells. Additionally, the development of the immune cells was investigated in IL1-RI vaviCre + and IL1-RI-/- mice. Our findings demonstrated that the lymphocyte development was not affected by the deletion of the IL1- RI gene. This data indicated that IL1- RI vaviCre + and IL1-RI-/- mice are vital in vivo models. In high dose infection, both IL1-RI vaviCre + and IL1-RI -/- mice were able to clear the infections due to their ability to generate a Th2 response. Both IL1-RI vaviCre + and IL1-RI -/- mice infected with low dose of T.muris were susceptible to infections and showed high levels of Th1 cytokines. Thus, we hypothesised that IL1-RI signalling in hematopoietic cells was not required for worm expulsion and the generation of Th2 and Th1 response. Interestingly, low dose T.muris infection showed a clear reduction in the Th17 cytokines IL22 and IL17 in both IL1-RI vaviCre + and IL1-RI -/- mice, suggesting that IL-1 signalling expressed from hematopoietic cells is responsible for the development of Th17 cells and secretion of IL17 and IL22. IL1- RI vaviCre + and IL1-RI -/- mice infected with low dose of T.muris also showed an increase in inflammation in the colon and decreased of goblet cell hyperplasia. It is well known that IL22 plays an important role in preventing tissue damage and repair. Thus, in this study IL22 global knockout mice (IL22 -/-) were used to determine if the change in crypt lengths and goblet cell hyperplasia in IL1-RI vaviCre + and IL1-RI -/- was due to an absence of IL22. Our finding showed that IL22 -/- mice infected with low dose of T.muris had increased crypt length and a reduction in goblet cells. The similar phenotype in crypt length and goblet cell hyperplasia between IL22 -/-, IL1-RI vaviCre + and IL1-RI -/- mice suggested that a lack of IL22 in IL1-RI vaviCre + and IL1-RI -/- mice is responsible for the change in mice phenotype. It also provides more evidence for the role of IL-1 signaling in hematopoietic cells in the generation of Th17 cells and in the production of its cytokine IL22.IL1-RII is an inhibitor of IL1-RI, thus, in this study IL1-RII global knockout mice (IL1-RII -/-) mice was used in comparison with IL1-RI -/- mice to verify the role of IL-1 signaling in the development of Th17 cells. Our finding showed an overexpression of IL17 and IL22 in IL1-RII -/- compared with IL1-RI -/- mice and a higher level of IL17 in IL1-RII -/- mice compared with IL1-RII flox/flox mice. This data confirmed that IL-1 signaling is important for the development of Th17 cells and the production of its cytokine IL17 and IL22.

<p>Allergic asthma is a chronic and complex disease of the airways characterized by dysregulated immune-inflammatory responses to aeroallergens and reversible airflow obstruction. The prevalence and economic burden of allergic asthma have increased substantially over the last five decades. Despite remarkable progress in our understanding of the immunobiology and pathophysiology of asthma, the ontogeny of the disease remains elusive. As a result, there is a lack of effective preventative strategies. Here, we used a murine model of allergic asthma to house dust mite (HDM), the most pervasive indoor aeroallergen worldwide to address issues pertaining to the development of allergic asthma. First, we provided a comprehensive computational view of the impact of dose and length of HDM exposure on both local and systemic allergic outcomes (Chapter 2). Parameters, such as thresholds of responsiveness, and non-linear relationships between allergen exposure, allergic sensitization and airway inflammation were identified. We, then, investigated molecular signatures implicated in the onset of allergic responses (Chapter 3). HDM exposure was associated with production of the epithelial-associated cytokines TSLP, IL-25 and IL-33. However, only IL-33 signaling was necessary for intact Th2 immunity to HDM, likely because of its superior ability to induce the critical co-stimulatory molecule OX40L on dendritic cells and expand innate lymphoid cells. Lastly, as individuals are most likely exposed to allergens concomitantly to other environmental immunogenic agents, we studied the impact of an initial immune perturbation on allergic responses to sub-threshold amounts of HDM (Chapter 4). We showed that transient expression of GM-CSF in the airway substantially lowers the threshold of allergen required to generate robust, HDM-specific Th2 immunity, likely through increasing IL-33 production from alveolar type II cells. These studies favor a paradigm whereby distinct molecular pathways can elicit type 2 immunity, intimating the need to classify asthma into distinct clinical subsets.</p> / Doctor of Philosophy (PhD)

Réalisé en cotutelle avec le Dr James G Martin de l'Université McGill (Meakins-Christie laboratories) / L’asthme chez l’homme et le souffle chez le cheval sont des maladies inflammatoires chroniques des voies respiratoires partageant plusieurs caractéristiques physiopathologiques dont la bronchoconstriction réversible, l’inflammation des voies respiratoires inférieures, l’hyperréactivité bronchique et le remodelage tissulaire. Les phénotypes cliniques d’asthme se caractérisent en partie selon le type d’inflammation affectant les voies respiratoires et la présence ou non d’allergie. Le souffle chez le cheval s’avère être un modèle adapté pour l’étude des mécanismes impliqués dans l’asthme neutrophilique, lesquels demeurent particulièrement mal compris, en contraste avec ceux associés avec l’asthme éosinophilique. La réponse immunologique sous-jacente au souffle implique entre autres l’expression de cytokines de type Th2, suggestives d’une réponse allergique (immunité acquise). La poussière environnementale qui provoque les symptômes du souffle contient également des agents non-spécifiques dérivés de bactéries, champignons et moisissures, susceptibles d’activer des mécanismes immunitaires innés chez les chevaux atteints du souffle. Nous avons étudié le rôle des neutrophiles dans l’inflammation associée à la réponse innée et acquise chez le cheval atteint du souffle. Dans un premier temps, l’effet de produits dérivés de bactéries sur l’activation des neutrophiles sanguins provenant de chevaux normaux et atteints de souffle a été étudié dans le but d’évaluer la contribution de la réponse innée dans la physiopathologie du souffle. Nous avons évalué l’effet de l’IL-4, une cytokine de type Th2, sur les neutrophiles des deux groupes de chevaux afin d’évaluer de quelle manière le neutrophile peut participer à la réponse acquise associée à la réponse allergique. Finalement, nous avons étudié l’expression des isoformes de l'arginase par les neutrophiles équins car cette enzyme métabolise la L-arginine et est potentiellement impliquée dans le bronchospasme et le remodelage tissulaire associés à l’asthme. Nos résultats suggèrent que les neutrophiles et les mononucléaires sanguins isolés des chevaux atteints du souffle possèdent une réponse inflammatoire exagérée en réponse aux lipopolyssacharides et peptides formylés et surexpriment les cytokines pro-inflammatoires IL-1β, TNF et IL-8. Cette réponse innée aberrante est associée à une inflammation systémique caractérisée par des concentrations sériques élevées de TNF chez les chevaux atteints du souffle en période de rémission clinique. De plus, nos résultats montrent que l’IL-4 active le neutrophile équin et favorise son chimiotactisme de manière autocrine. L’IL-4 induit un phénotype d’activation typique dans le neutrophile équin, caractérisé par l’expression accrue des cytokines pro-inflammatoires (IL-8 et TNF) ainsi que de récepteurs potentiellement impliqués dans la réponse allergique (IL-4Rα et CD23). Enfin, nous montrons que que l’arginase 1 n’est pas un marqueur de l’activation des neutrophiles équins par l’IL-4, mais que ces cellules expriment constitutivement l’isoforme 2 fonctionnelle de l’arginase. La surrégulation des deux isoformes au niveau des poumons périphériques semble être associée à la pathologie du souffle, ce qui est en accord avec les modèles d’asthme chez la souris, le rat et le cobaye. L'ensemble de ces travaux suggère que les neutrophiles sont des cellules effectrices importantes de la réponse innée et acquise dans la pathophysiologie du souffle, un modèle naturel d’asthme neutrophilique. / Human asthma and equine heaves are chronic pulmonary diseases sharing several pathophysiological properties including lower airway inflammation, reversible bronchoconstriction, bronchial hyperresponsiveness, and tissue remodeling. Clinical phenotypes of asthma are characterized in part by the inflammatory cell populations infiltrating the airways, and the presence or absence of allergy. Heaves is a suitable animal model for the study of the poorly defined pathophysiological processes leading to airway neutrophilia. The immune response in heaves involves Th2 cytokine expression, which is, among other features, associated to allergic inflammation (acquired immunity). Environmental dust exposure leading to clinical exacerbation of heaves contains non-specific agents derived from bacteria, molds or fungi which could also activate innate immune responses in heaves affected horses. We studied the role of neutrophils in innate and acquired immune responses in heaves affected-horse. First, innate immune responses of neutrophils isolated from normal and heaves-affected horses to bacterial-derived products were studied. We also assessed the effect of IL-4, a Th2 cytokine, on equine neutrophils isolated from both groups of horses. Finally, we evaluated the arginase isoforms expressed by equine neutrophils as this enzyme that takes part to the L-arginine metabolism and is thought to contribute to bronchospasm and tissue remodeling associated with asthma. Our results suggest that both neutrophils and mononuclear cells from heaves-affected horses, when compared to healthy horses, have an excessive inflammatory response to lipopolyssacharides and formylated peptides characterized by increased IL-1β, IL-8 and TNF expression. This altered innate response was associated with systemic inflammation in asymptomatic susceptible horses as high serum TNF concentrations were detected. Furthermore, we found that equine neutrophils are activated by IL-4 and release neutrophil chemotactic factors in response to this cytokine. IL-4 also induces a distinctive activation phenotype in neutrophils that is characterized by increased expression of the pro-inflammatory cytokines (IL-8 and TNF) and receptors (IL-4Rα and CD23) potentially involved in the allergic response. Finally, we showed that arginase 1 is not a marker of IL-4-activated equine neutrophils although they constitutively express a functionally active isoform 2 of the enzyme. The up-regulation of arginase isoforms in the peripheral lungs of horses with heaves suggests a role for arginase in this model, as it is described in the mouse, rat and guinea pig models. Taken together, this work suggest that neutrophils could play an important role in both innate and acquired immune responses associated with heaves pathophysiology, a natural model of neutrophilic asthma.

Durch Immunregulation und -modulation sorgt das Immunsystem dafür, daß von außen in den Organismus gelangende Agentien nicht zu dauerhaften Schäden führen. Wesentliche Funktionen des Immunsystems stützen sich dabei auf die zelluläre Immunität. Gerät dieses komplizierte Regelwerk aus dem Gleichgewicht, können schwere Erkrankungen autoimmuner oder atopischer Genese resultieren. Der erste Teil der Arbeit befaßt sich mit zwei Aspekten der zellulären Immunantwort. Allergische Immunantworten sind durch die Typ 2 T Zellantwort charakterisiert. Für die Induktion einer Typ 2 Antwort wird Interleukin-4 benötigt, dessen Herkunft nicht geklärt ist. NK1.1 positive T Zellen als Quelle des initialen IL-4 konnten durch in vivo und in vitro Messung von allergie-spezifischen Parametern ausgeschlossen werden. Der MHC-Komplex präsentiert T Zellen Antigene in Form von Peptiden. Pathologische T Zellantworten können durch fortwährende Antigenpräsentation unterhalten werden. Durch Untersuchungen zur molekularen Charakteristik der MHC - Peptid Interaktion ließen sich Bindungsmotive so verfeinern, daß Peptide mit sehr starker Bindung an den MHC ohne gleichzeitige Erkennungssequenz für den T Zellrezeptor entwickelt werden konnten. Peptide dieser Art könnten zur Blockierung einer pathologischen T Zellantwort genutzt werden. Für viele immunologische Erkrankungen ist die Beteiligung genetischer Faktoren beschrieben worden. Der zweite Teil der Arbeit befaßt sich mit der Bedeutung genetischer Disposition bei Allergien im Mausmodell. Homozygote Inzuchtstämme konnten als High- und Low-Responder für den Phänotyp "allergische Soforttypreaktion der Haut" gegenüber Birkenpollenextrakt definiert werden. Die Phänotypisierung der F1 Generation wies auf dominante Vererbung hin, die informative Rückkreuzung auf die Beteiligung von mindestens zwei Genen für die Ausprägung des Merkmals. Wie die Analyse MHC congener Mäuse zeigte, entspricht einer dieser Loci dem MHC Komplex. Durch eine genomweite Kartierung mit Mikrosatelliten wurde als weiterer Kandidat der IL-5 Rezeptor identifiziert. Die detaillierte Analyse des Gens in High-und Low-Respondern weist auf eine Anzahl funktionell bedeutsamer Polymorphismen hin. Dabei imponiert das Low-Responder Allel als Suszeptibilitätsallel. Die Unterschiede haben Auswirkung auf Transkription/Translation und Spleißvorgänge, die zu quantitativer Differenz der Genprodukte führt. Die Daten weisen damit auf einen regulatorischen Mechanismus hin, da die Proteinstruktur des Rezeptors bei High- und Low-Respondern identisch ist. / Immune deviations can lead to serious autoimmune or atopic disorders. Two possible candidates for such pathological immune responses have been investigated: (i) the MHC class I allele HLA-B27, which is strongly linked to ankylosing spondylitis and reactive arthritis. Its presentation of potentially pathogenic peptides and therapeutical modifications of peptidic ligands have been studied. (ii) Interleukin-4 (IL-4), which is the key player in the induction and maintenance of allergic immune responses. A subpopulation of natural killer (NK1.1) cells have been discussed as a source of initial IL-4. Through experiments with NK1.1 deficient mice we could demonstrate, that such immune resonses are not dependent on the presence of NK1.1 cells. Both, autoimmunity and atopy belong to the large group of multifactorial diseases, i. e. genetic and environmental factors influence the expression of the various phenotypes. To dissect the genetics of allergic diseases systematically, a mouse model of immmediate cutaneous hypersensitivity (ICHS) upon birch pollen sensitization has been etablished. Phenotyping of the F1 progeny of high- and low-responder mice revealed ICHS as a dominant trait with incomplete penetrance. Mice from a backcross to the low-responder strain did split into the three classes of high-, intermediate and low-response. Genotyping of these mice revealed a strong candidate gene on chromosome 6: the interleukin-5 receptor (IL-5R). Analysis of the IL-5R gene resulted in the detection of genetic variance of the high- and low-responder allele in non-coding regions with functional relevance. Additional regulatory variance is implicated through differential alternative splicing of the three receptor isoforms. A second gene cluster contributes to the expression of the allergic phenotype: MHC class II alleles, as has been demonstrated for other immunologic disorders in mice and humans.

L’asthme chez l’homme et le souffle chez le cheval sont des maladies inflammatoires chroniques des voies respiratoires partageant plusieurs caractéristiques physiopathologiques dont la bronchoconstriction réversible, l’inflammation des voies respiratoires inférieures, l’hyperréactivité bronchique et le remodelage tissulaire. Les phénotypes cliniques d’asthme se caractérisent en partie selon le type d’inflammation affectant les voies respiratoires et la présence ou non d’allergie. Le souffle chez le cheval s’avère être un modèle adapté pour l’étude des mécanismes impliqués dans l’asthme neutrophilique, lesquels demeurent particulièrement mal compris, en contraste avec ceux associés avec l’asthme éosinophilique. La réponse immunologique sous-jacente au souffle implique entre autres l’expression de cytokines de type Th2, suggestives d’une réponse allergique (immunité acquise). La poussière environnementale qui provoque les symptômes du souffle contient également des agents non-spécifiques dérivés de bactéries, champignons et moisissures, susceptibles d’activer des mécanismes immunitaires innés chez les chevaux atteints du souffle. Nous avons étudié le rôle des neutrophiles dans l’inflammation associée à la réponse innée et acquise chez le cheval atteint du souffle. Dans un premier temps, l’effet de produits dérivés de bactéries sur l’activation des neutrophiles sanguins provenant de chevaux normaux et atteints de souffle a été étudié dans le but d’évaluer la contribution de la réponse innée dans la physiopathologie du souffle. Nous avons évalué l’effet de l’IL-4, une cytokine de type Th2, sur les neutrophiles des deux groupes de chevaux afin d’évaluer de quelle manière le neutrophile peut participer à la réponse acquise associée à la réponse allergique. Finalement, nous avons étudié l’expression des isoformes de l'arginase par les neutrophiles équins car cette enzyme métabolise la L-arginine et est potentiellement impliquée dans le bronchospasme et le remodelage tissulaire associés à l’asthme. Nos résultats suggèrent que les neutrophiles et les mononucléaires sanguins isolés des chevaux atteints du souffle possèdent une réponse inflammatoire exagérée en réponse aux lipopolyssacharides et peptides formylés et surexpriment les cytokines pro-inflammatoires IL-1β, TNF et IL-8. Cette réponse innée aberrante est associée à une inflammation systémique caractérisée par des concentrations sériques élevées de TNF chez les chevaux atteints du souffle en période de rémission clinique. De plus, nos résultats montrent que l’IL-4 active le neutrophile équin et favorise son chimiotactisme de manière autocrine. L’IL-4 induit un phénotype d’activation typique dans le neutrophile équin, caractérisé par l’expression accrue des cytokines pro-inflammatoires (IL-8 et TNF) ainsi que de récepteurs potentiellement impliqués dans la réponse allergique (IL-4Rα et CD23). Enfin, nous montrons que que l’arginase 1 n’est pas un marqueur de l’activation des neutrophiles équins par l’IL-4, mais que ces cellules expriment constitutivement l’isoforme 2 fonctionnelle de l’arginase. La surrégulation des deux isoformes au niveau des poumons périphériques semble être associée à la pathologie du souffle, ce qui est en accord avec les modèles d’asthme chez la souris, le rat et le cobaye. L'ensemble de ces travaux suggère que les neutrophiles sont des cellules effectrices importantes de la réponse innée et acquise dans la pathophysiologie du souffle, un modèle naturel d’asthme neutrophilique. / Human asthma and equine heaves are chronic pulmonary diseases sharing several pathophysiological properties including lower airway inflammation, reversible bronchoconstriction, bronchial hyperresponsiveness, and tissue remodeling. Clinical phenotypes of asthma are characterized in part by the inflammatory cell populations infiltrating the airways, and the presence or absence of allergy. Heaves is a suitable animal model for the study of the poorly defined pathophysiological processes leading to airway neutrophilia. The immune response in heaves involves Th2 cytokine expression, which is, among other features, associated to allergic inflammation (acquired immunity). Environmental dust exposure leading to clinical exacerbation of heaves contains non-specific agents derived from bacteria, molds or fungi which could also activate innate immune responses in heaves affected horses. We studied the role of neutrophils in innate and acquired immune responses in heaves affected-horse. First, innate immune responses of neutrophils isolated from normal and heaves-affected horses to bacterial-derived products were studied. We also assessed the effect of IL-4, a Th2 cytokine, on equine neutrophils isolated from both groups of horses. Finally, we evaluated the arginase isoforms expressed by equine neutrophils as this enzyme that takes part to the L-arginine metabolism and is thought to contribute to bronchospasm and tissue remodeling associated with asthma. Our results suggest that both neutrophils and mononuclear cells from heaves-affected horses, when compared to healthy horses, have an excessive inflammatory response to lipopolyssacharides and formylated peptides characterized by increased IL-1β, IL-8 and TNF expression. This altered innate response was associated with systemic inflammation in asymptomatic susceptible horses as high serum TNF concentrations were detected. Furthermore, we found that equine neutrophils are activated by IL-4 and release neutrophil chemotactic factors in response to this cytokine. IL-4 also induces a distinctive activation phenotype in neutrophils that is characterized by increased expression of the pro-inflammatory cytokines (IL-8 and TNF) and receptors (IL-4Rα and CD23) potentially involved in the allergic response. Finally, we showed that arginase 1 is not a marker of IL-4-activated equine neutrophils although they constitutively express a functionally active isoform 2 of the enzyme. The up-regulation of arginase isoforms in the peripheral lungs of horses with heaves suggests a role for arginase in this model, as it is described in the mouse, rat and guinea pig models. Taken together, this work suggest that neutrophils could play an important role in both innate and acquired immune responses associated with heaves pathophysiology, a natural model of neutrophilic asthma. / Réalisé en cotutelle avec le Dr James G Martin de l'Université McGill (Meakins-Christie laboratories)

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Regulatory T (Treg) cells represent an important layer of immune-regulation indispensible for curtailing exuberant inflammatory responses and maintaining self-tolerance. Treg cells have translational potential for autoimmunity, inflammation, transplantation and cancer. Therefore, delineating the molecular underpinnings underlying the development, suppressor function and stability of Tregs is particularly warranted. The transcriptional repressor Bcl6 is a critical arbiter of helper T cell fate, promoting the follicular helper (Tfh) lineage while repressing Th1, Th2 and Th17 differentiation. Bcl6-deficient mice develop a spontaneous and severe Th2-type inflammatory disease including myocarditis and pulmonary vasculitis, suggesting a potential role for Bcl6 in Treg cell function. Bcl6-deficient Treg cells are competent in controlling Th1 responses, but fail to control Th2 inflammation in an airway allergen model. Importantly, mice with Bcl6 deleted specifically in the Treg lineage develop severe myocarditis, thus highlighting a critical role for Bcl6 in Treg-mediated control of Th2 inflammation. Bcl6-deficient Tregs display an intrinsic increase in Th2 genes and microRNA-21 (miR-21) expression. MiR-21 is a novel Bcl6 gene target in T cells and ectopic expression of miR-21 directs Th2 differentiation in non-polarized T cells. MiR-21 is up-regulated in mouse models of airway inflammation and also in human patients with eosinophilic esophagitis and asthma. Thus, miR-21 is a clinically relevant biomarker for Th2-type pathologies. Our results define a key function for Bcl6 in repressing Gata3 function and miR-21 expression in Tregs, and provide greater understanding of the control of Th2 inflammatory responses by Treg cells.

Par rapport à l’adulte, le nouveau-né présente une susceptibilité accrue aux agents infectieux et au développement d’allergies. Une polarisation de l’immunité acquise vers des réponses de type Th2, productrices d’IL-4, d’IL-5 et d’IL-13, et un défaut de réponses immunes de type Th1, sécrétant de l’IFN-γ, peuvent rendre compte de ce statut immunitaire particulier. De plus, un retard de production et de maturation des anticorps, caractéristiques de l’immunité humorale, s’observe en début de vie. <p>Récemment, de nouveaux lymphocytes T auxiliaires ont été décrits, les lymphocytes Th17, producteurs d’IL-17A, d’IL-17F et d’IL-22, d’une part, et les lymphocytes Tfh, sécrétant de l’IL-21 et exprimant CXCR5, ICOS et PD-1, d’autre part. La différenciation des lymphocytes Th17 dépend de la présence d’IL-6 ou d’IL-21 et de TGF-β, et est inhibée par l’IL-4 ;tandis que les lymphocytes Tfh sont induits en présence d’IL-21, d’IL-6 et du répresseur transcriptionnel Bcl6. Alors que les lymphocytes Th17 sont associés à des réponses inflammatoires par le recrutement de neutrophiles, les lymphocytes Tfh aident les lymphocytes B à produire des anticorps de haute affinité.<p><p>L’objectif principal de notre travail est l’étude du développement potentiel de réponses de type Th17 chez le nouveau-né de souris soumis à une stimulation allogénique et au manque d’IL-4. De plus, l’existence potentielle de lymphocytes Tfh induits chez le nouveau-né immunisé avec un vaccin constitué d’ovalbumine de poulet et d’Alum, sera investiguée.<p><p>Dans notre modèle de tolérance néonatale, l’immunisation de nouveau-nés BALB/c à l’aide de cellules spléniques semi-allogéniques F1 (AJAX x BALB/c) induit une polarisation de type Th2, associée à l’établissement d’un chimérisme lymphoïde et à l’acceptation d’une greffe de peau présentant les alloantigènes rencontrés à la naissance. Des nouveau-nés soumis à cette immunisation allogénique et à la privation d’IL-4, réalisée par l’utilisation d’anticorps monoclonaux ou de souris IL-4-/-, rejettent de façon aiguë les greffons de peau et présentent une proportion réduite de cellules chimériques. Cette rupture de la tolérance néonatale est associée à l’inhibition de la réponse allospécifique de type Th2 et au développement de lymphocytes Th17 alloréactifs, produisant de l’IL-17A. L’inhibition de la voie Th17 ne conduit toutefois pas à l’acceptation des allogreffes de peau. Par contre, la neutralisation de l’IL-6 ou de l’IL-17A et la réduction du nombre de neutrophiles restaurent la proportion de cellules chimériques présentes dans la rate, démontrant que la réponse de type Th17 allospécifique néonatale contrôle le chimérisme lymphoïde. <p><p>En réponse au vaccin OVA-Alum, les nouveau-nés présentent une proportion accrue de lymphocytes Tfh CXCR5+ PD-1+, bien que cette proportion lymphocytaire soit significativement diminuée par rapport aux adultes. Les lymphocytes Tfh néonataux expriment en outre des taux moindres des ARNm d’IL-21, d’IL-4 et de Bcl6, suggérant que la génération de lymphocytes Tfh est altérée en début de vie. En parallèle, les titres et la maturation des anticorps produits suite à la vaccination sont réduits chez les nouveau-nés, en comparaison avec les adultes. Cependant, qu’ils soient déficients en IL-4 ou non, des lymphocytes T CD4+ néonataux activés in vitro en présence d’IL-6 induisent une production d’anticorps par des lymphocytes B compétents, suggérant qu’il n’y a pas de défaut intrinsèque des lymphocytes T du nouveau-né à développer une capacité d’aide aux lymphocytes B.<p><p>En conclusion, nous avons montré que la polarisation de type Th2 néonatale inhibe la différenciation de lymphocytes Th17 alloréactifs contrôlant le rejet de cellules allogéniques, un mécanisme pouvant intervenir dans la relation immunitaire entre la mère et l’enfant. Nos résultats indiquent également que le nouveau-né est capable de différencier des lymphocytes Tfh, bien que le développement de ces derniers semble réduit. \ / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Depuis leur découverte en 1973 par Steinman et Cohn, le rôle des cellules dendritiques dans l’initiation des réponses immunitaires a largement été documenté. En effet, les cellules dendritiques constituent les cellules présentatrices d’antigènes professionnelles capables de détecter des molécules microbiennes et inflammatoires afin d’activer le système immunitaire. Outre leur implication dans l’induction des réponses immunes, de plus en plus d’études suggèrent que les cellules dendritiques interviennent dans le contrôle des réponses immunitaires via la sécrétion de cytokines anti-inflammatoires et/ou l’activation ou l’induction de lymphocytes T régulateurs. Ceux-ci incluent les cellules T régulatrices issues naturellement du thymus et les cellules T régulatrices induites en périphérie. <p><p>Des résultats obtenus au sein de notre laboratoire ont mis en évidence l’importance des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses de type Th1 induites à l’aide de cellules dendritiques matures chargées avec des antigènes étrangers. Nous avons, dès lors, étudié le rôle du récepteur CTLA-4 exprimé constitutivement à la surface des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses immunitaires induites à l’aide de cellules dendritiques matures et dans un modèle d’inflammation intestinale. L’injection d’anticorps anti-CTLA-4 induit in vitro et in vivo une inhibition de la production d’IFNγ et protège les souris de la colite pro-Th1 induite par l’instillation de TNBS. Cette protection corrèle étroitement avec l’induction de lymphocytes T régulateurs exprimant fortement la molécule ICOS et sécrétant de l’interleukine 10. De plus, nos résultats suggèrent que l’interleukine 10 et l’indoléamine 2, 3 dioxygénase seraient impliquées dans la fonction régulatrice des lymphocytes T ICOShigh. <p><p>Nous avons également analysé les mécanismes impliqués dans le contrôle des réponses de type Th1 par les lymphocytes T régulateurs naturels. Nos résultats suggèrent une régulation différente des réponses Th1 en présence et en absence de cette population régulatrice. En effet, les réponses Th1 sont dépendantes de l’interleukine 12 en présence de lymphocytes T régulateurs naturels, alors qu’en leur absence, la molécule CD70 est requise. <p><p>En conclusion, nos résultats suggèrent que les lymphocytes T régulateurs naturels et induits contrôlent les réponses immunes de type Th1. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence des stratégies distinctes par lesquelles ces deux populations régulatrices contrôlent la réponse immune. Ces résultats complètent la compréhension des mécanismes de régulation du système immunitaire et ouvrent de nouvelles perspectives d’approche immunothérapeutique.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Acute allograft rejection remains a major problem in solid organ transplantation, because rejection may lead to acute or chronic loss of graft function. The failure of certain anti-rejection prophylactic treatments suggests that several unexpected pathways might be involved in the rejection process.<p>The aim of our experiments was to investigate the effector mechanisms responsible for skin graft rejection in mice. To adress this question, we took advantage of the possibility to restrict the alloimmune response to isolated allogeneic MHC class II molecules or to isolated minor transplantation antigens, combined with the possibility to study separately the response of CD4+ or CD8+ T cells in mice deficient for Th1 or Th2 cytokines or cytotoxic molecules. We used the bm12 skin graft combination (C57BL/6 H2Kbm12 grafted on C57BL/6 H2Kb) as a model of single MHC class II disparity and the b2microglobulin skin graft model (C57BL/6 b2m+/+ grafted on C57BL/6 b2m-/-) as a model of minor transplantation antigen disparity. Our goal was to engage a limited number of effectors, trying in a second time to block each rejection pathway selectively. <p>We showed that Fas/FasL-mediated CD4+ T cells cytotoxicity, eosinophil recruitment, activation and degranulation induced by Th2 derived cytokines, and CD4-derived IFN-g production are involved in the rejection of grafts bearing either a single MHC class II disparity or b2m-derived minor histocompatibilty antigens. In addition, rejection of MHC class II disparate skin grafts also includes the participation of neutrophils, in particular conditions where the occurrence of the Th2/eosinophil pathway was prevented. <p>Altogether, our data show a multiplicity and a redundancy of the effector pathways participating in allograft rejection. Among the different effectors pathways identified, including effectors from both innate and adaptive immune systems, some act synergistically, whereas others act as alternative pathways, depending of the degree of donor-recipient mismatch. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Serous epithelial ovarian cancer (EOC) is a potent suppressor of the immune defense. Here, we studied interactions between EOC and the immune system that lead to escape from tumor immune surveillance. We explored: 1) tumor escape from cytotoxicity by exosome-mediated modulation of the NK-cell receptors NKG2D and DNAM-1; 2) cytokine mRNA profiles in the EOC microenvironment and peripheral blood and their role in the suppression of the anti-tumor immune responses; 3) expression of long non-coding (lnc) RNAs in EOC tumors and exosomes. We found that EOC-secreted exosomes carried MICA/B and ULBP1-3, ligands of NKG2D, and could downregulate the NKG2D receptor and impair NKG2D-mediated cytotoxicity. In contrast, the DNAM-1 receptor ligands PVR and nectin-2 were seldom found in exosomes and were not associated with the exosomal membrane leaving the DNAM-1 receptor-mediated cytotoxicity intact. We compared cytokine mRNA expression in the tumor microenvironment and in immune cells of peripheral blood in EOC patients and patients with benign ovarian conditions. EOC patients were unable to mount an IFN-gamma mRNA response needed for tumor cell elimination. Instead, there was a significant up-regulation of inflammation and immune suppression i.e. responses promoting tumorigenesis and T-regulatory cell priming that suppress anti-tumor immunity. In addition, we studied lncRNAs in tissues and sera exosomes from EOC and benign ovarian conditions aiming to assess the lncRNA(s) expression profile and look for lncRNA(s) as possible marker(s) for early diagnosis. We found a deregulated lncRNAs expression in EOC tissues that correlated well with the lncRNAs expression in exosomes. Candidate lncRNAs with the highest expression and abundance were suggested for evaluation as EOC diagnostic markers in a future large cohort study. Our studies of EOC tissue and EOC exosomes highlight the immunosuppressive tumor microenvironment and the complex tumor exosome-mediated network of immunosuppressive mechanisms, and provide a mechanistic explanation of the observation that NKG2D-mediated cytotoxicity does not function in EOC patients and is partially replaced by the accessory DNAM-1 dependent cytotoxic pathway. The deregulated lncRNAs expression in EOC tissues and exosomes might serve for diagnostic purposes but could also be a potential risk of spreading tumor-derived lncRNAs in EOC exosomes to recipient cells throughout the body.