Le virus herpès simplex de type I (VHS-1) est présent chez environ 67 % de la population âgée de 50 ans et moins, provoquant des feux sauvages et pouvant causer l’encéphalite chez les nouveaux nés. De plus, plusieurs études suggèrent l’existence d’un lien entre le VHS-1 et la maladie neurodégénérative de l’Alzheimer, caractérisée par la formation de plaques amyloïdes. La protéine ITM2B est considérée protectrice contre la formation de ces plaques, et nous avons déterminé préalablement qu’ITM2B interagirait avec les glycoprotéines virale gM et pUL25, jouant un rôle dans l’encapsidation virale. Nous avons cherché à confirmer cette interaction et déterminer le rôle du complexe gM-ITM2B-pUL25 en observant la production de capsides ainsi que l’encapsidation d’ADN virale en absence de gM. Bien que nos résultats suggèrent que gM n’a pas d’impact sur l’encapsidation, il n’a pas été possible de conclure quant à la production de capsides, faute d’une technique optimisée. Nos analyses par coimmunoprécipitation ont révélé que pUL25 interagirait de façon reproductible avec ITM2B, mais que son interaction avec gM semble faible. Afin de mieux comprendre comment gM est ciblée au noyaux, où pUL25 agit vraisemblablement, nous avons parallèlement exploré une technique de perméabilisation cellulaire spécifique à la membrane plasmique en utilisant la toxine bactérienne de la streptolysine O ainsi que le détergent de la saponine. Nos résultats indiquent que la saponine est le candidat le plus prometteur pour répondre à nos besoins, à condition de déterminer une concentration qui n'impacte pas la morphologie du noyau. / Herpes simplex virus type I (HSV-1) is present in approximately 67 % of the population aged 50 and younger. It causes cold sores, particularly on the lips, but can also cause more serious illnesses such as encephalitis in newborns. It has also been determined that a link exists between HSV-1 and Alzheimer’s disease. This neurodegenerative disease is characterized by the formation of amyloid plaques in the neuronal environment, and the cellular protein ITM2B is considered protective against the formation of these plaques. Previously, our laboratory preliminarily determined that ITM2B seemingly interact with the viral glycoprotein gM as well as pUL25, playing a role in viral encapsidation. We sought to demonstrate this interaction and determine the role of the gM-ITM2B-pUL25 complex by observing the production of viral capsids as well as the impact on viral DNA encapsidation in the absence of gM. We thus concluded that gM has no impact on encapsidation, but at this point is unfortunately impossible to conclude regarding the production of capsids. We determined by co-immunoprecipitation that pUL25 reproducibly interacts with ITM2B, while its interaction with gM is not yet demonstrated. To understand how gM is targeted to the nucleus, where pUL25 presumably acts, we developed in parallel a reversible cell permeabilization technique specific to the plasma membrane, using the bacterial toxin streptolysin O as well as the detergent saponin. We conclude that the most promising candidate for our needs would be saponin, provided a concentration is established that does not impact the nucleus morphology.

L’épidémie causée par le virus du VIH-1 touche actuellement 38,4 millions de personnes dans le monde dont environ 63000 au Canada. Depuis 1996 et la mise en pratique de la thérapie antirétrovirale combinée, l’espérance de vie des personnes vivant avec le VIH a augmenté significativement jusqu’à s’approcher de celle de la population générale. Actuellement, 10% des personnes vivant avec le VIH (PVVIH) dans le monde ont plus de 50 ans et ce chiffre augmente à 50% pour les États-Unis et le Canada. Cette population vieillissante avec le VIH est exposée à un risque plus élevé de développer des comorbidités associées à l’infection chronique. Le développement de meilleures méthodes de gestion des comorbidités est nécessaire afin d’améliorer la qualité de vie des personnes vieillissant avec le VIH. Cela passe notamment par une meilleure connaissance des processus inflammatoires impliqués, la recherche de biomarqueurs et de cibles thérapeutiques. Nous nous sommes intéressés à l’interleukine-32, une cytokine pro-inflammatoire exprimée en de multiples isoformes et dont l’expression est augmentée dans le sang des PVVIH. Nous avons remarqué que les isoformes d’IL-32β et γ diminuaient l’expression du CD96 à la surface des cellules TCD8+. Nous avons déterminé que la perte de son expression était associée avec une diminution de l’expression de CD28 et CD27 et une augmentation de l’expression de CD57. Les cellules TCD8+ exprimant peu de CD96 avaient une diminution de leur capacité de prolifération et les cellules TCD8+ spécifiques au VIH exprimant peu de CD96 répondaient moins efficacement aux peptides du VIH. Nos résultats indiquent que le CD96 est un marqueur des cellules compétentes contre le VIH et que la perte de son expression peut être utilisée comme un marqueur de la dysfonction et de la sénescence des cellules TCD8+. Nous avons ensuite étudié le rôle de l’IL-32 dans le développement des maladies cardiovasculaires via son impact sur les cellules endothéliales de l’artère coronaire. Nous avons pu montrer que les isoformes de l’IL-32 β et γ ont un impact partiel sur la production de cytokines pro-inflammatoires par les cellules endothéliales. Cependant, ces isoformes d’IL-32 augmentent l’expression des molécules d’adhérence et la production des chimiokines par les cellules endothéliales. Nous avons déterminé que ces isoformes induisent la dysfonction cellulaire et contribuent au recrutement des monocytes et à leur transmigration. Nous avons également déterminé que l’expression des isoformes d’IL-32 corrèle avec la rigidité artérielle de la carotide autant chez les personnes vivant avec le VIH que dans la population générale. Ces résultats suggèrent qu’IL-32 pourrait constituer une cible thérapeutique pour atténuer l’inflammation chronique, la sénescence cellulaire et la dysfonction cellulaire associés au développement des maladies cardiovasculaires. Enfin nous nous sommes intéressés à l’utilisation des acides gras à chaine courte dans la réduction de l’inflammation des cellules endothéliales. Nous avons découvert que plusieurs acides gras à chaine courte ont le potentiel de diminuer les signes de dysfonction des cellules endothéliales comme l’expression de leurs molécules d’adhérence et leur sécrétion de cytokines et de chimiokines après stimulation par les isoformes d’IL-32β et γ. / As of 2023, the HIV-1 epidemic is affecting 38,4 million people worldwide and 63000 in Canada. Since 1996, introduction of the combined antiretroviral therapy led to a very impressive increase in the lifespan of PLWH, which approaches the general population. Currently, 10% of PLWH are over the age of 50 years worldwide and this number is increased to 50% in the US and Canada. This aging population of PLWH is exposed to an increased prevalence of comorbidities associated with the chronic infection on top of the normal age-associated co-morbidities. Thus, improving the management of comorbidities is mandatory to improve quality of life of PLWH. This can be achieved by a better understanding of the inflammatory process involved along with the discovery of new biomarkers of disease progression and identifying new therapeutic targets. To this end, we got interested in interleukine-32 (IL-32), a pro-inflammatory cytokine expressed in multiple isoforms and upregulated in the blood of PLWH and is associated with disease progression in PLWH. We discovered that IL-32β and γ decreases the expression of CD96, a transmembrane glycoprotein receptor, at the surface of CD8 T cells. We determined that the loss of CD96 expression was associated with a senescence phenotype translated by the reduction in the expression of CD27 and CD28 and an upregulation in the expression of CD57. CD8+ T cells expressing low CD96 had their proliferative capabilities altered and responded poorly to HIV-1 antigen recall. Our results suggest that CD96 is a biomarker for competent CD8+ T cells in the context of HIV-1 infection and that its decreased expression by IL-32-mediated mechanisms may lead to CD8+ T cell dysfunction and senescence. These mechanisms are likely to contribute to the persistent inflammation and its associated comorbidities in the aging population of PLWH. We then investigated the role of IL-32 in the development of cardiovascular diseases by looking at its impact on coronary artery endothelial cells (CAEC). We observed that IL-32β and γ have a partial impact on CAEC cytokine production. However, theses isoforms increased the expression of adhesion molecules and production of chemokines involved in leukocyte recruitment by the CAEC. In this context, we determined that IL-32β and γ induce the dysfunction of CAEC and lead to monocyte recruitment. We also observed that IL-32 isoforms expression correlates with carotid artery stiffness in both PLWH and in the general population. These results suggest that IL-32 could be considered as a therapeutic target to attenuate inflammation, cellular senescence, and dysfunction of endothelial cells, which are processes linked to the development of cardiovascular diseases. Finally, we got interested in the use of short chains fatty acids (SCFA), a group of gut metabolites that we previously shown to be decreased in PLWH with cardiovascular disease, to reduce the impact of IL-32 isoforms on endothelial cells. We discovered that several SCFA have the potential to diminish the impact of IL-32 on markers of CAEC dysfunction, such on the expression of their adhesion molecule and chemokine secretion after stimulation by IL-32β and γ.

L’infection au VIH a plusieurs effets délétères, dont la dérégulation du compartiment des lymphocytes B. Cette dérégulation s’installe rapidement après l’infection et perdure au-delà de la thérapie antirétrovirale, pouvant mener à diverses maladies auto-immunes ainsi qu’à des lymphomes. Chez les individus atteints du VIH, cette dérégulation mène à l’augmentation de la fréquence des cellules B précurseurs de la zone marginale (MZ) dans le sang ainsi qu’à leur production d’IL-10, à l’augmentation du B-cell activating factor (BAFF), et à l’hyperglobulinémie. De plus, Nef a été détecté dans le sérum et dans les cellules dendritiques des patients infectés, les niveaux de Nef des patients corrélant avec leurs niveaux de BAFF. L’analyse d’un RNAseq effectué sur des cellules B MZ précurseurs démontre la diminution hautement significative d’expression des NR4As et de CD83 chez les patients VIH+ progresseurs comparativement aux contrôles VIH- et aux élites contrôleurs. Notre équipe a d’ailleurs démontré le potentiel et la fonction Breg associés à l’expression des NR4As et CD83 chez les cellules B MZ précurseurs du sang et d’amygdales. Aussi, la majorité de cette population co-exprime CD73 et CD39, molécules impliquées dans la synthèse de l’adénosine, cette dernière ayant un contrôle sur l’expression des NR4As. Nous voulions donc étudier l’effet de niveaux élevés de BAFF et de Nef sur la modulation de l’expression des NR4As, de CD83, CD73 et CD39 chez les cellules B MZ d'amygdales et l’effet de la déhydroergotamine (DHE) sur ce modèle, des études ayant déjà illustré sa modulation positive des NR4As. Nous étions aussi intéressés par la production d’IL-10 par ces cellules B MZ ainsi que l’effet de Nef sur son expression. Nous avons trouvé qu’après incubation avec BAFF et Nef, l’expression de NR4A1 et de CD83 était souvent plus basse qu’après une incubation avec BAFF seul qui semblait augmenter l’expression de ces dernières, ce qui concorde avec les résultats du RNAseq mentionné plus haut. Après une incubation avec Nef seul, l’expression des NR4As et de CD83 est similaire à l’expression mesurée après une incubation sans traitement, mais certains patients ont démontré une diminution légère de l’expression de ces molécules, chose normale puisque les échantillons contenaient tous des niveaux basaux de BAFF. De plus, nos résultats démontrent que le DHE augmente l’expression de NR4A1 et 3 après que leur expression ait été diminuée par Nef et son effet semble être plus important au niveau des cellules B MZ et MZ précurseurs. Ces résultats suggèrent l’utilité du DHE pour la diminution des niveaux inflammatoires chez les individus atteints du VIH, les NR4As ayant un rôle anti-inflammatoire par la diminution des fréquences de NFkB, molécule modulée positivement par Nef. Nous avons remarqué que les populations exprimant IL-10 co-expriment principalement CD10. L’effet de Nef n’a malheureusement pas été remarqué sur l’expression d’IL-10, d’autres études étant nécessaires avec nos populations d’amygdales. Bref, nos résultats suggèrent l’utilité d’agents thérapeutiques ciblant les NR4As en addition à la thérapie antirétrovirale, leur modulation chez les lymphocytes B MZ et MZ précurseurs pouvant être un aspect clé du contrôle des niveaux inflammatoires chez les individus atteints du VIH. / HIV infection is accompanied by many deleterious effects, including B cell dysfunction. This dysfunction begins rapidly after infection and persists throughout the course of infection, without being fully restored by antiretroviral therapy. These alterations can lead to lymphomas and a multitude of auto-immune diseases. In people living with HIV, B-cell deregulation leads to an increase in “precursor-like” marginal zone (MZ) B cell frequency and their secretion of IL-10, to an increase in B-cell activating factor (BAFF), and to hyperglobulinemia. In addition, Nef has been detected in the serum and dendritic cells of infected individuals, its levels correlating with BAFF levels in affected patients. The analysis of an RNA-seq performed on precursor-like MZ B cells indicated a highly significant drop in NR4A1-3 and CD83 levels in HIV+ progressors compared to HIV- controls and HIV+ elite controllers. In fact, our team has previously demonstrated regulatory “Breg” potential associated to NR4A and CD83 expression in blood and tonsil precursor-like MZ B cells. The majority of this population also co-expresses CD73 and CD39, molecules involved in adenosine synthesis, adenosine being a regulator of NR4A expression. Therefore, we wanted to study the effects of BAFF and Nef on the modulation of NR4A, CD83, CD73 and CD39 expression in tonsil MZ B cells as well as the effect of dihydroergotamine (DHE) on this model, studies having already shown its positive modulation on the NR4As. We were also interested in the effects of Nef on IL-10 production by MZ B cells. We found that after incubation with BAFF and Nef, NR4A1 and CD83 expression was often lower than after an incubation with BAFF only, which seemed to increase their expression. This corresponds with the results of the RNA-seq mentioned above. After incubation with Nef alone, NR4A and CD83 expression is similar to the expression levels found after incubation without treatment. Some patients did demonstrate a slight decrease in the expression of these molecules, a normal observation considering all samples contain a basal level of BAFF. In addition, our results demonstrate that DHE increases NR4A1 and NR4A3 levels after their expression is initially decreased iv by Nef, and its effect seems more significant in MZ and precursor-like MZ B cells. These results suggest the usefulness of DHE for the reduction of inflammatory levels in individuals living with HIV, the NR4As having an anti-inflammatory role by decreasing the frequency of NFkB, a molecule positively modulated by Nef. Furthermore, we noted the populations expressing IL-10 mainly co-express CD10. Unfortunately, Nef’s previously reported effect on IL-10 expression was not noticed, indicating the need for further studies using our tonsil samples. In conclusion, our results suggest the value of therapeutic agents targeting NR4As in addition to antiretroviral therapy, their modulation of MZ and precursor-like MZ B cells possibly being the key to controlling inflammatory levels in individuals living with HIV.

Les interactions entre le circovirus porcin de génotype 2b (PCV2b), le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) et le virus de l’influenza porcine (VIP) dans le complexe respiratoire porcin (CRP) sont souvent associées à une augmentation des signes cliniques respiratoires chez les animaux. L’objectif général de cette étude était de caractériser les effets et les mécanismes moléculaires impliqués dans la pathogenèse de la co-infection de PCV2b avec le VSRRP ou le VIP dans des modèles cellulaires des voies respiratoires du porc. La réplication virale, la viabilité cellulaire, l’expression de l’ARNm des cytokines et la modulation de l’expression des gènes cellulaires induite par l’infection virale ont été évalués dans les cellules co-infectées versus les cellules infectées par un seul virus. Les résultats obtenus ont permis de confirmer que la réplication du PCV2b augmente en présence du VSRRP dans les cellules épithéliales des voies respiratoires porcines (NPTr) génétiquement modifiées pour exprimer le récepteur CD163 (NPTr-CD163), tandis que celle du VSRRP est diminuée. Il a été mis en évidence que le PCV2b provoque une diminution ou une augmentation de la réplication du VIP dans les cellules NPTr et les macrophages alvéolaires porcins (iPAM 3D4/21), respectivement. Cependant, la réplication du PCV2b n’est pas affectée en présence du VIP. L’expression des ARNm des cytokines varie différemment selon le modèle de co-infection analysé et le type cellulaire infecté. L’expression des interférons de type I (α/β) a été significativement réduite dans les cellules NPTr-CD163, co- infectées par le PCV2b et le VSRRP (PCV2b/VSRRP) par rapport aux mêmes cellules infectées uniquement par le PCV2b. Cependant, la co-infection du PCV2b et du VIP (PCV2b/VIP) a causé une augmentation synergique de l’expression des IFNs de type I et de type II dans les cellules NPTr, tandis que dans les cellules iPAM 3D4/21, le PCV2b a affecté la réponse des IFNs induite par le VIP. À la suite des analyses transcriptomiques, plusieurs gènes différentiellement exprimés ont été identifiés dans les cellules co-infectées ou infectées par un seul virus. Dans les cellules co-infectées PCV2b/VSRRP, le niveau d’expression de l’ARNm et de la protéine du gène cellulaire codant pour la phosphatase 1 à double spécificité (DUSP1) ont été significativement augmentés. La réduction de l’expression de DUSP1, à l’aide des petits ARN interférents (ou siRNA pour small interfering RNA) dans les cellules co-infectées a significativement réduit la réplication du PCV2b, suggérant un rôle de DUSP1 dans la pathogenèse de la co-infection PCV2b/VSRRP. / Interactions of porcine circovirus genotype 2b (PCV2b), porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) and swine influenza virus (SwIV) in the porcine respiratory complex (PRC) are often associated with increased respiratory clinical signs in animals. The general objective of this study was to characterize the effects and molecular mechanisms involved in the pathogenesis of PCV2b co-infection with PRRSV or SwIV using cellular models of the porcine respiratory tract. Viral replication, cell viability, cytokine mRNA expression and modulation of cell gene expression induced by viral infection were evaluated in co-infected cells versus single infected cells. The results obtained confirmed that PCV2b replication increases in the presence of PRRSV in porcine respiratory epithelial cells (NPTr) genetically modified to express the CD163 receptor (NPTr-CD163), whereas PRRSV is decreased. It was demonstrated that PCV2b causes a decrease or an increase in SwIV replication in NPTr cells and porcine alveolar macrophages (iPAM 3D4/21), respectively. However, PCV2b replication was not affected in the presence of SwIV. The impact of co-infections on cytokine mRNA expression varied according to the co- infection model and the type of infected cell. Type I IFNs (α/β) expression was significantly reduced in PCV2b/PRRSV co-infected NPTr-CD163 cells compared to PCV2b single-infected cells. However, PCV2b/SwIV co- infection caused a synergistic increase in type I IFNs expression in NPT cells, while in iPAM 3D4/21 cells, PCV2b affected SwIV-induced IFN response. As result of transcriptomic analyses, differentially expressed genes were identified in co-infected and single infected cells. It was observed that in PCV2b/PRRSV co- infected cells, the mRNA and protein expression levels of the cellular gene coding for the dual specificity protein phosphatase 1 (DUSP1) were significantly increased. Knockdown of DUSP1 expression in co- infected cells, using specific siRNA, significantly reduced PCV2b replication, suggesting a role for DUSP1 in the pathogenesis of PCV2b/PRRSV co-infection.

Les personnes qui vivent avec le VIH (PVVIH) doivent prendre un traitement d’antirétroviraux combinés (ART) pour contrôler la réplication virale et empêcher le développement d’une immunodéficience dont l’issue est fatale. Les ART protègent les cellules saines de l’infection et permettent ainsi de rendre la charge virale plasmatique indétectable. Cependant, l’arrêt des ART entraine presque inévitablement un rebond de la charge virale, puisque le virus n’est jamais complètement éliminé par le système immunitaire. En effet, de multiples cellules infectées, où le virus s’est intégré et demeure dans un état de latence, restent présentes tout au long de la vie des PVVIH. Une partie de ces cellules infectées forme le réservoir compétent pour la réplication. Les provirus responsables du rebond de la charge virale possèdent trois caractéristiques : ils gardent la capacité d’être réactivés (sortie de latence), ils sont génétiquement intacts, et ils peuvent produire de nouvelles particules virales infectieuses. Afin de guérir les PVVIH de l’infection, il faut donc cibler les quelques rares cellules portant un provirus intact et inductible. Pour ce faire, il est impératif de comprendre comment ces cellules sont maintenues pendant les années de ART, de les localiser dans tout l’organisme, et d’identifier ce qui peut les distinguer des autres. Ce sont ces trois aspects que nous avons abordés au cours des travaux de recherche présentés dans cette thèse, autant à l’échelle de la cellule unique que de l’organisme entier. Nos résultats montrent que les provirus compétents pour la réplication persistent dans des lymphocytes T CD4+ mémoires exprimant l’intégrine VLA-4 en grande quantité, que les provirus intacts peuvent subsister au sein de différents compartiments anatomiques, que les provirus inductibles et compétents pour la traduction de la protéine virale p24 sont majoritairement défectifs, et que l’expansion clonale est un mécanisme important qui favorise le maintien du réservoir viral dans le sang et dans les tissus tout en favorisant la diversité phénotypique de ces cellules. / People with HIV (PWH) must take combinational antiretroviral therapy (ART) to control viral replication and avoid developing fatal immunodeficiency. ART allows achieving undetectable plasma viral load, and thus protects uninfected cells from HIV. However, ART interruption will almost inevitably result in a viral rebound since HIV is never completely cleared by the immune system. Indeed, a group of infected cells, where the virus has integrated and remains in a latent state, persists throughout the life course of PWH, and some of these cells form the replicationcompetent reservoir. Proviruses responsible for viral rebound have three characteristics: they can be induced to exit their latent state, they are genetically intact, and they are able to produce new infectious viral particles. Therefore, in order to cure PWH, it is essential to target the few cells with intact and inducible provirus, and to be able to do so, it is imperative to understand how these cells are maintained during years of ART, to localize them throughout the body, and to identify what distinguishes them from other cells. These three aspects are the focus of the work presented in this thesis, whether at the single-cell level or looking through the whole body. Our results show that replication-competent proviruses persist in memory CD4+ T cells expressing high levels of the integrin VLA-4, that intact proviruses can persist among various anatomical compartments, that inducible and translation-competent proviruses are predominantly defective, and that clonal expansion is an important mechanism that favors the maintenance of reservoir cells both in the blood and in deep tissues in addition to diversify phenotypically those cells.