La leucémie lymphoïde chronique (LLC), caractérisée par une résistance à l'apoptose in vivo et par la faible immunogénicité des cellules leucémiques est une maladie de présentation hétérogène. L'immunochimiothérapie a permis de progresser dans son traitement, mais l'identification de nouvelles cibles d'immunothérapie serait souhaitable. Dans ce contexte, la présence de TLR-7 et TLR-9 sur les cellules de LLC est une piste intéressante. L'objectif principal de cette étude était ainsi de préciser les effets in vitro de l'engagement de TLR-7 et TLR-9 sur les cellules tumorales par leur ligands respectifs Imiquimod R837 et ODN CpG M362. Ces effets ont été examinés sur des LLC classées en formes cliniques et/ou selon leur statut mutationnel IgVH. Les cellules séparées de 40 patients ont été cultivées pendant trois jours, avec du milieu seul, de l'acétate phorbolmyristate (PMA) ou d'Imiquimod ou d'ODN. La cytométrie en flux a permis d'étudier l'expression des TLRs et d'antigènes de différenciation au niveau des cellules B tumorales, d'évaluer l'apoptose, la prolifération et de doser les cytokines. Les voies de signalisation ont été explorées par une technique d'antibody-array et par western blot. Les résultats confirment que les TLRs sont actifs et répondent à leurs ligands sur les cellules leucémiques. L'Imiquimod induit une apoptose accrue des cellules tumorales, surtout chez les patients stables et mutés, impliquant également la voie p38MAPK. L'ODN induit la prolifération des cellules tumorales et les protège de l'apoptose, surtout pour les patients avec une forme agressive et/ou non mutée. Ceci s'accompagne de l'activation de nombreuses protéines anti-apoptotiques et de la production d'IL-8 et d'IL-6. Ces résultats suggèrent que l'Imiquimod et l'ODN pourraient entrer dans une stratégie d'immunothérapie adjuvante pour les patients atteints de LLC / Chronic lymphoid leukemia (CLL), characterized by in vivo resistance to apoptosis and poor immunogenicity of leukemic cells is a hetereogeneous disease. Immunochemotherapy has allowed to progress greatly in its treatment, but the identification of new immunotherapy targets would be welcome. In this context, the presence of TLR-7 and TLR-9 on CLL cells is a promising prospect. The main objective of this work was therefore to precise the effects of in vitro engagement of TLR-7 and TLR-9 on tumor cells by their respective ligands Imiquimod R837 and ODN CpG M362. These effects were examined on CLL classified according to clinical evolution and /or according to their IgVH mutational status. Separated cells from 40 patients were cultured for three days with medium alone, acetate phorbolmyristate (PMA) or Imiquimod or ODN. Flow cytometry allowed to study the expression of TLRs and differentiation antigens on CLL cells' surface, to evaluate apoptosis, measure proliferation and assay cytokines production. Signaling pathways were further studied by antibody-array and western blot. Data obtained confirmed that TLRs are active and respond to their ligands on CLL B-cells. Imiquimod induces increased apoptosis, especially in patients with stable disease or mutated IgVH, with the additional involvement of the p38MAPK pathway. ODN induces cell proliferation and protects them from apoptosis, mostly for patients with an aggressive disease and/or unmutated IgVH. This is concomitant of the activation of anti-apoptotic proteins and of the production of IL-8 and IL-6. These results suggest that Imiquimod and ODN could enter in an adjuvant immunotherapy strategy in CLL

La calpaïne 1 est une protéase à cystéine activée par le calcium, qui peut être partiellement externalisée. Les calpaines extracellulaires favorisent la résolution de l'inflammation et la réparation des tissus, à travers la prolifération et la migration cellulaire. Le récepteur Toll like (TLR) 2 a été identifié comme une cible des calpaïnes extracellulaires dans les lymphocytes. L'objectif est d'étudier le rôle de la calpaïne extracellulaire 1 dans la progression tumorale de l'adénocarcinome pulmonaire lepidique (ADL). La calpaïne extracellulaire, le fragment soluble de TLR2, le versican et les cytokines étaient analysés par ELISA dans des surnageants de lavage bronchoalvéolaire (LBA) de patients atteints d'ADL (n = 68). La source de calpaïne était analysée par immunohistochimie. TLR2, cible de la calpaïne extracellulaire était étudiée par cytométrie de flux sur les polynucléaires neutrophiles (PNN) et des lignées humaines de cancer bronchiques. Calpain 1 extracellulaire, sécrété par les cellules tumorales, était associée à la progression tumorale, l'inflammation à neutrophiles, avec un facteur de mauvais pronostic de survie (p = 0,003). TLR2 était exprimé sur les cellules tumorales ou les PNN avec une diminution d¿expression après traitement par calpaïne. Le fragment soluble de TLR2 était corrélée à la concentration extracellulaire de calpaïne 1 dans les surnageants de LBA (r = 0,624; p <0,001). Le fragment soluble de TLR2 élevé était associé à la progression tumorale et un environnement pro-inflammatoire La calpain extracellulaire sécrétée par la cellule tumorale, favorise un microenvironnement inflammatoire et la progression tumorale médiée par TLR2 dans ADL. / Calpain 1 is pro inflammatory calcium-activated cysteine proteases, which can be partly externalized. Extracellular calpains limit inflammatory processes and promote tissue repair, through cell proliferation and migration. Toll like receptor (TLR) 2 has been identified as a target of extracellular calpains in lymphocytes. The aim was to investigate the role of extracellular calpain 1 in tumor progression of lepidic pulmonary adenocarcinoma (LPA). Extracellular calpain 1, soluble fragment of TLR2 and cytokines were analyzed by ELISA in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) supernatants from patients with LPA (n=68). Source of calpain was analyzed by immunohistochemistry. TLR2 as target of extracellular calpain was studied by flow cytometry on polymorphonuclear neutrophils (PMN) and human lung cancer cell lines. Extracellular Calpain 1, secreted by tumor cells, was associated to tumor progression, neutrophilic inflammation, with a poor prognostic factor on survival (p=0,003). TLR2 was expressed on PMN or tumor cells and decreased after calpain treatment. The soluble fragment of TLR2 was correlated to the extracellular calpain 1 concentration in the BALF supernatants (r=0.624; p<0.001). High soluble fragment of TLR2 was associated with tumor progression and a pro-inflammatory environment. Extracellular Calpain 1 secreted by tumor cell, promotes inflammatory microenvironment and tumor progression through TLR2 in LPA.

Les nouveau-nés (enfants, ruminants) sont particulièrement sensibles à l’infection intestinale par le parasite Cryptosporidium parvum car leur système immunitaire est encore en cours de développement. Peu de solutions de contrôle existent à ce jour. Il n’existe pas de vaccin et seule une molécule l’Halocur™ possède une AMM pour les veaux mais l’utilisation du traitement est contraignante et il peut présenter une toxicité pour l’animal. Le développement de nouvelles alternatives immunoprophylactiques requiert de mieux comprendre les mécanismes immunitaires mis en jeux lors de l’infection. L’immunité innée joue un rôle prépondérant pour le contrôle de la phase aigüe de l’infection et nous avions montré au laboratoire que les phagocytes mononucléés CD11c+ sont des acteurs déterminant dans le processus protection. Lors de cette thèse nous avons confirmé le rôle des cellules dendritiques (DC) CD103+ en utilisant des souriceaux BatF3-/- chez qui le développement des deux sous-populations CD103+CD11b+ et CD103+CD11b- est altéré au niveau intestinal ce qui rend les animaux beaucoup plus sensibles à l’infection. / Newborns (children, ruminants) are particularly susceptible to intestinal infection by the parasite Cryptosporidium parvum because their immune system is still developing. To date, parasite control methods are limited. There is no vaccine and the only molecule which possess a marketing authorization for calves, Halocur ™, presents toxicity at 2 times the therapeutic dose. The development of new immunoprophylactic methods requires better understanding of the immune mechanisms occurring during infection. Innate immunity plays a major role in controlling the acute phase of infection and we previously demonstrated in the laboratory that intestinal mononuclear phagocytes CD11c+ are key players in the protection process. In this thesis, we confirmed the role of dendritic cells (DC) CD103+ using mice BatF3-/- in which the development of the two DC subsets CD103+CD11b+ and CD103+CD11b- is altered in the intestine making these animals more susceptible to infection. This high susceptibility can be partially mitigated by preventive administration of IL-12 to Batf3-/- neonatal mice. Batf3-/- adult mice which are only deficient for the CD103+CD11b- DC subset were transiently susceptible to infection in contrast to conventional mice that are highly resistant.

A la naissance, le système immunitaire des nouveau-nés est encore en plein développement. La première partie du travail de thèse a consisté à étudier les spécificités du système immunitaire intestinal des nouveau-nés qui conduisent à leur plus grande susceptibilité à l’infection par Cryptosporidium parvum. Ce protozoaire constitue un excellent modèle pour étudier les réponses immunitaires mucosales. En effet, son développement est restreint à l’épithélium intestinal et est strictement relié au statut immunitaire de son hôte ce qui explique que cet agent zoonotique affecte tout particulièrement les nouveau-nés et les immunodéficients. Nous avons démontré que les cellules dendritiques (DC) CD103+ étaient indispensables au contrôle de la phase aigüe de l’infection et que leur faible représentation dans la lamina propria de l’iléon chez les nouveau-nés était responsable de leur susceptibilité à l’infection. Nous avons identifié avec précision le mécanisme CXCR3 dépendant permettant le recrutement des DC CD1O3+ dans la muqueuse infecté et leur capacité à produire de l’IL-12 et de l’IFNdz, deux cytokines majeures impliquées dans le mécanisme de protection. La deuxième partie de ce travail a consisté à utiliser une stratégie d’immunostimulation basée sur l’utilisation de ligands de TLR capables d’activer fortement les cellules dendritiques du nouveau-né. Cette approche permet un contrôle rapide et très efficace d’une infection par C. parvum. / At birth, the neonatal immune system is still developing. In the first part of the thesis we investigated the characteristics of the intestinal immune system of neonates that lead to their greater susceptibility to infection by Cryptosporidium parvum. This protozoan is an excellent model for studying mucosal immune responses. Indeed, its development is restricted to the intestinal epithelium and is strictly related to the immune status of its host which explains the particular susceptibility of neonates and immunocompromised to this zoonotic agent. We have demonstrated that CD103+ dendritic cells (DC) are essential for the control of the acute phase of infection and their low representation in the ileal lamina propria of neonates was responsible for their higher susceptibility to infection. We have accurately identified the CXCR3-dependent mechanism for the recruitment of DC CD1O3+ in the infected mucosa and their ability to produce IL -12 and IFNdz, two major cytokines involved in the mechanism of protection. The second part of this work was to use an immunostimulatory strategy based on administration of TLR ligands that can strongly activate neonatal DC of the intestine. This approach allows a fast and highly effective control of an ongoing C. parvum infection.

TLR3 est un récepteur endosomal qui détecte les doubles brins d’ARN produits par HSV-1 lors de sa réplication. La majorité des patients déclarés portants des mutations dans le gène TLR3 ont souffert de l’encéphalite herpétique (EH) sans autre phénotype clinique majeur. Nous avons décrit trois patients présentant des mutations dans le gène TLR3. Ici, nous reportons trois nouvelles formes de défaut AD de TLR3: G743D+R811I et L360P, qui chez deux patients confèrent un défaut AD de TLR3 par dominance négative et haplo-insuffisance; et R867Q, qui confère à un patient un défaut partial AR de TLR3. Les fibroblastes des patients présentent une diminution des réponses médiées par TLR3 et sont plus susceptibles à l’infection par le HSV-1. Le défaut de TLR3 est donc présent chez six (5%) patients sur les 120 EH patients étudiés. De plus, de façon surprenante, nous avons identifé deux mutations dans le gène TLR3 chez deux patients présentant des pneumonies sévères dues au virus de l’influenza A (IAV). Deux patients sont hétérozygotes pour les mutations P554S et P680L dans le gène TLR3. Il a été reporté que P554S est délétère et exerte un effet dominant-négatif chez les patients d’EH. P680L est aussi délétère et cause un défaut AD de TLR3 par haplo-insuffisance. Les fibroblastes hétérozygotes pour la mutation P680L ainsi que les cellules épitheliales pulmonaires dérivées de iPSCs présentent une susceptibilité accrue à IAV. Ces résultats suggèrent que le défaut de TLR3 ne cause pas seulement l’EH mais aussi des pneumonies IAV sévères via une diminution des réponses immunitaires dépendantes de TLR3 et médiées par IFN intrinsèques au système nerveux central et aux poumons. / TLR3 is an endosomal receptor for dsRNA, an intermediate of viral replication. Most of the reported human TLR3 deficiency related to life-threatening HSV-1 encephalitis (HSE), in otherwise healthy children. To date, we have described 3 patients with TLR3 deficiency and 7 patients with TLR3 pathway gene deficiency. We herein report the three novel forms of TLR3 deficiency: G743D+R811I and L360P in two patients underlie AD TLR3 deficiency due to dominant negative (DN) and haploinsufficiency, respectively, and R867Q in one patient leads to a partial AR TLR3 deficiency. The patients’ fibroblasts display impaired TLR3 responses and enhanced HSV-1 susceptibility. TLR3 deficiency is therefore a relatively common in childhood HSE, as it is found in six (5%) of the 120 patients studied. In addition, we surprisingly found two TLR3 mutations in two patients with influenza A virus (IAV) pneumonitis. The pathogenesis of isolated severe influenza is largely unknown, until we recently reported a child with AR IRF7 deficiency. Two patients are each heterozygous for P554S and P680L in TLR3. P554S is previously found to be deleterious and DN in HSE patients. P680L is also deleterious and causes AD TLR3 deficiency by haploinsufficiency. We show that P680L heterozygous fibroblasts fail to produce IFN-β and -λ upon poly(I:C) and IAV infection. Furthermore, both P680L heterozygous and AR TLR3-deficient fibroblasts and iPSCs-derived lung epithelium display enhanced susceptibility to IAV, like IRF7-deficient cells. These findings suggest that TLR3 deficiency underlies not only HSE but also severe influenza due to impaired TLR3-dependent, IFN-mediated, CNS or lung-intrinsic antiviral immunity.