Le sepsis est défini par l’apparition de dysfonctions d’organes, multiples et mortelles, causées par une réponse de l’hôte dérégulée suite à une infection. L’hétérogénéité de la maladie représente un défi clinique majeur au regard de la prise en charge thérapeutique, et à ce jour les marqueurs proposés ne suffisent pas à stratifier les patients. Les rétrovirus endogènes humains (HERV) pourraient être des marqueurs pertinents,compte tenu des propriétés immunosuppressives de leurs enveloppes et de leur expression dans des maladies inflammatoires et auto-immunes. Cette thèse a pour objectif de savoir dans quelle mesure les HERV sont exprimés et modulés, dans des conditions d’inflammation et d’immunosuppression. Pour cela,nous avons utilisé une puce à ADN haute densité permettant (i) l’analyse de la transcription de 363 689HERV et 1500 gènes, et (ii) une lecture fonctionnelle de l’activité des LTR. L’expression des HERV a été objectivée (i) dans un modèle ex-vivo de tolérance à l’endotoxine sur des cellules mononuclées du sang périphérique (PBMC) d’individus sains et (ii) sur sang total provenant d’individus sains et de patients en choc septique, stratifiés ou non en fonction du statut immunitaire. (1) De 5,6% à 6,9% des HERV sont exprimés dans le compartiment sanguin et environ 20% des LTR possèdent une fonction promotrice ou polyA, les deux fonctions étant mutuellement exclusives. (2) Le contenu du transcriptome HERV est modulé ex vivo dans le contexte de tolérance à l’endotoxine laissant apparaitre deux grands phénotypes transcriptionnels. L’expression de certains loci HERV est corrélée au statut immunitaire de patient septique.L’évaluation d’une signature moléculaire complexe sur une cohorte de validation, permet la séparation en deux groupes présentant des critères de sévérité distincts, suggérant les HERV/MaLR comme biomarqueurs de stratification. (3) L’analyse de la co-expression des gènes et des HERV a permis d’intégrer ceux-ci au sein de réseaux associées à la réponse de l’hôte et de proposer des hypothèses fonctionnelles. / Sepsis is defined as a life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated host response to infection.The heterogeneity of the disease present a major clinical challenge with regard to the therapeutic coverage,and this day the proposed markers are not enough to stratify patients. The human endogenous retrovirus(HERV) could be relevant markers, considering the immunosuppressives properties of their envelopes andtheir expression in inflammatory and autoimmune disease. The aim of this thesis is to know to what extentthe HERVs are expressed and modulated, in inflammatory and immunocompromised contexts. For this, weused a high density DNA chip allowing (i) the transcription analysis of 363,689 HERV and 1500 genes,and (ii) a functional reading of LTRs activities. The HERVs expression was objectified (i) in endotoxintolerance ex vivo model in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of healthy volunteers and (ii) inwhole blood of healthy volunteers and septic shock patients, stratified or not according to immunity state.(1) Of 5,6% at 6,9% of HERVs are expressed in the blood compartment and around 20% of LTRs have apromoter or polyA function, both functions being mutually exclusive. (2) The HERV transcriptome ismodulated in ex vivo endotoxin tolerance model letting appear two higher transcriptional phenotypes. Theexpression of some HERVs loci are correlated of the immunity state of the septic shock patients. Theevaluation of molecular signature in validation cohort, allowed to separate in two patients groupspresenting different severity criteria, suggesting HERV/MaLR as biomarkers of stratification. (3) The coexpressedanalysis of genes and HERVs allowed to integrate these within signaling pathways associated atthe host immune response and to provide functional hypothesis.

Le choc septique reste une pathologie grave, associée à des taux de mortalité et d'infections nosocomiales (IN) secondaires élevés. La prédiction du pronostic est de la plus haute importance pour sélectionner les patients qui pourraient bénéficier de traitements visant à moduler la réponse immunitaire. Le système immunitaire, classiquement active par des agents externes, peut également être activé par des médiateurs endogènes exprimés à la suite d'une agression d'origine septique ou non. Les protéines S100 font partie de ces signaux de danger endogènes (ou alarmines). Le but de ce travail est d'évaluer la capacité de l'ARNm de S100A9 mesuré dans le sang total de patients en choc septique à prédire la survie et la survenue d'IN. Nous avons également étudié la régulation de l'expression des ARN messagers de S100A8 et S100A9 dans un modèle ex vivo de tolérance à l'endotoxine qui reproduit partiellement les dysfonctions de l'immunité innée induites par le sepsis. L'ARNm de S100A9 est surexprimé dans le sang des patients en choc septique. Un taux élevé entre le 7eme et le 10eme jour du début du choc septique est associé à la survenue d'IN secondaires. Ex vivo, l'expression des ARNm de S100A8 et S100A9 est augmentée durant le phénomène de tolérance à l'endotoxine. Le blocage de l IL-10 et l'administration d'IFN-γ réduisent l'augmentation de ces ARNm dans ce modèle. Apres confirmation dans des études cliniques, ces résultats préliminaires suggèrent que l'expression des ARNm de S100A8 et S100A9 puisse être utilisée comme marqueur du phénomène de tolérance à l'endotoxine et comme outils pour évaluer la dysfonction immunitaire des patients en choc septique. Ces patients pourraient alors bénéficier de thérapies visant à restaurer leurs fonctions immunitaires / Septic shock remains a serious disease with high mortality and increased risk of hospital-acquired infection. The prediction of outcome is of the utmost importance for selecting patients for therapeutic strategies aiming to modify the immune response. Immune system, typically activated by external agents, can also be activated by endogenous mediators induced by various types of stress (trauma, infection, burns). S100 proteins are part of the alarmins family. The aim of this study was to assess the capability of S100A9 messenger RNA in whole blood from patients with septic shock to predict survival and the occurrence of hospital-acquired infection. We also investigate the regulation of S100A8 and S100A9 mRNA expressions in an ex vivo model of endotoxin tolerance which partially reproduces sepsis-induced innate immune alterations. S100A9 messenger RNA is increased in septic shock and its delayed overexpression is associated with the occurrence of secondary hospital-acquired infection. Ex vivo, S100A8 and S100A9 mRNA expressions are increased during endotoxin tolerance. IL-10 blockade and rIFN-γ treatment partially abrogated S100A8/A9 mRNA increases in this model. Pending confirmation in larger, independent clinical studies, these preliminary results suggest that S100A8 and S100A9 mRNA levels might be used as surrogate markers of endotoxin tolerance and as evaluation tools for immune dysfunctions in septic shock patients. These patients could be selected for therapeutic aiming to restore immune functions