A ce jour, les données génétiques et moléculaires se rapportant aux virus influenza de type A (VIs) présents dans la population porcine au Québec sont relativement rares. Pourtant, ces informations sont essentielles pour la compréhension de de l'évolution des VIs à grande échelle de 2011 à 2015. Afin de remédier à ce manque de données, différents échantillons (pulmonaires, salivaires et nasaux) ont été prélevés à partir de 24 foyers dans lesquelles les animaux présentaient des signes cliniques. Ensuite, les souches virales ont été isolées en culture cellulaire (MDCK) ou sur oeufs embryonnés. Les 8 segments génomiques des VIs de 18 souches virales ont par la suite été séquencés et analysés intégralement. La résistance aux drogues antivirales telles que l’oseltamivir (GS4071) carboxylate, le zanamivir (GS167) et l’amantadine hydrochloride a également été évaluée par des tests d'inhibition de la neuraminidase (INAs) ainsi que par un test de réduction sur plaque. Deux sous-types viraux H3N2 et H1N1 ont été identifiés dans la population porcine au Québec. Douze souches des VIs de sous-type trH3N2 ont été génétiquement liées au Cluster IV, avec au moins 6 profils de réassortiment différents. D'autre part, 6 souches virales ont été trouvées génétiquement liées au virus pandémique A(H1N1)pdm09 avec au moins trois profils de réassortiment génétique différents. Le sous-type trH3N2 des VIs est le plus répandu dans la population porcine au Québec (66,7%). La cartographie d'épitope de la protéine HA de sous-type H3 a présenté la plus forte variabilité avec 21 substitutions d’acides aminés sur 5 sites antigéniques A (5), B (8), C (5), D (1), et E (2). Toutefois, la protéine HA du sous-type H1 avait seulement 5 substitutions d'aa sur les 3 sites antigéniques Sb (1), Ca1 (2) et Ca2 (2). Un isolat H1N1 (1/6 = 16,7%) et 1 autre trH3N2 (1/12 = 8,3%) ont été trouvés comme étant résistants à l'oseltamivir. En revanche, 2 isolats du H1N1 (2/6 = 33,3%) et 2 autres du trH3N2 (2/12 = 16,7%) ont révélé être résistants au zanamivir. Dans l'ensemble, le taux de résistance aux INAs et à l’amantadine était compris entre 33,3% et 100%. La présence des VIs résistants aux drogues antivirales chez les porcs ainsi que l'émergence possible de nouvelles souches virales constituent des préoccupations majeures en la santé publique et animale justifiant ainsi la surveillance continue des VIs dans la population porcine au Québec. / Data about genomic variability of swine influenza A viruses (SIV) in Quebec herds are scarce. Yet, this information is important for understanding virus evolution in Quebec from until 2015. Different clinical samples were obtained from 24 outbreaks of swine flu in which animals were experiencing respiratory disease. Samples including lung tissues, saliva and nasal swabs were collected and virus isolation was attempted in MDCK cells and embryonated eggs. All eight gene segments of the 18 isolated SIV strains were sequenced and analysed. Antiviral drugs resistance against oseltamivir carboxylate (GS4071), zanamivir (GS167) and amantadine hydrochloride was evaluated by neuraminidase inhibition assays (NAIs) and plaque reduction assay. Two subtypes of SIV, H3N2 and H1N1, were identified in Quebec pig herds. Twelve SIV strains were genetically related to trH3N2 Cluster IV and at least 6 different reassortment profiles were identified. On the other hand, 6 Quebec SIV strains were found to be genetically related to the pandemic virus A(H1N1)pdm09 and from which three reassortment profiles were identified. Overall, the trH3N2 was the most prevalent subtype (66.7%) found in Quebec swine herds. The epitope mapping of HA indicated that the H3 subtype was the most variable with a possibility of 21 amino acids (aa) substitutions within the 5 antigenic sites A(5), B(8), C(5), D(1) and E(2). However, the HA protein of the H1 subtype had only 5 aa substitutions within 3 antigenic sites Sb(1), Ca1(2) and Ca2(2). One H1N1 (1/6 = 16.7%) and one trH3N2 (1/12 = 8.3%) were identified as strains resistant against oseltamivir. In contrast, two H1N1 (2/6 = 33.3%) and two trH3N2 (2/12 = 16.7%) strains were found to be resistant against zanamivir. Overall, the SIV resistance against antiviral neuraminidase inhibitor drugs was (33.3%). All strains were resistant against the M2 inhibitor antiviral drug, amantadine. The presence of antiviral drug resistance in Quebec swine herds and the possible emergence of new SIVs strains are public health concerns supporting the surveillance of SIVs.

Das Influenza A Virus (IAV) stellt weltweit eine ernstzunehmende Bedrohung für Gesundheit und Wirtschaft der Menschheit dar. Ein universeller und langanhaltender Impfstoff konnte noch nicht entwickelt werden und klinisch zugelassene Medikamente verlieren durch die rasante Entstehung von resistenten Stämmen zunehmend ihre Wirkung. Aus diesem Grund gewinnt die Erforschung neuer antiviraler Strategien zur Bekämpfung des Influenzavirus an Bedeutung zum Schutze unserer Gesellschaft. Eine vielversprechende Zielstruktur für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente stellt das virale Hämagglutinin (HA) dar. Das HA liegt in hoher Dichte auf Influenzaviren vor und ermöglicht die Bindung an Sialinsäuren (SA) auf Wirtszellen und die Verschmelzung mit deren Lipidmembran. HA-bindende Moleküle entfalten eine hemmende Wirkung bereits bei dem ersten Kontakt mit Zellen, sodass eine Infektion erst gar nicht stattfinden kann. Aufgrund einer hohen HA-Dichte auf der Virusoberfläche eignen sich besonders multivalente SA tragende Nanopartikel für die Hemmung einer viralen Infektion. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen, wurden in der vorliegenden Arbeit neue multivalente Binder gegenüber dem viralen Hämagglutinin (HA) entwickelt und studiert. Im Gegensatz zu bereits bekannten multivalenten Sialosiden, die in einer undefinierten räumlichen Orientierung auf Polymergerüsten präsentiert wurden, konnten in der vorliegenden Arbeit strukturelle Aspekte identifiziert werden, um Gerüstsysteme mit optimaler Rezeptorpräsentation gegenüber der Influenza A Virusoberfläche zu generieren. Neben SA-basierten Polymersystemen wurde auch ein gegen HA gerichtetes Peptid aus einem Antikörper identifiziert, welches sich auch für eine multivalente Interaktion mit IAV eignet. Diese Arbeit ermöglicht neue Einblicke in die Auswahl geeigneter Trägersysteme, eines optimalen Rezeptorabstandes und der Verwendung alternativer Rezeptoren mit dem Ziel einer Infektionshemmung von IAV. / Influenza A virus (IAV) still poses a serious threat to global health and economy of mankind. So far, a universal, long-lasting vaccine could not be developed, and clinically approved drugs are prone to lose activity due to the fast development of resistant strains. Because of this, research on new antiviral compounds and strategies to combat influenza viruses is of great importance for the protection of our society. A promising candidate for the development of novel antiviral drugs is the viral hemagglutinin (HA) protein. HA is present at high density on the viral envelope, which allows binding to sialic acid (SA) molecules on host cells and fusion with their membrane. Following, HA binding molecules have an inhibitory effect at the very first step of the infection cycle, leading to the inability of an infection. Based on a high HA density on the viral surface, SA carrying nanoparticles qualify for the inhibition of a viral infection. Based on this knowledge the study at hand demonstrates the development of new multivalent binders against viral HA and discusses them critically. In contrast to published multivalent sialosides, which are displayed in an undefined fashion on polymer scaffolds, the results of this thesis support the identification of structural requirements for the design of new scaffold systems with an optimal match to the viral surface. Beside sialoside based polymer systems, completely new peptide based systems, based on an HA binding antibody, were developed. Similar to polyglycerolsialosides, such multivalent peptide-decorated polymers were able to achieve nanomolar binding inhibition constants, too. In summary, this thesis enables new insights into the choice of a suitable carrier system, the optimal receptor spacing, and the use of alternative receptors with the ultimate goal of virus neutralization.

Le maintien de l'intégrité génomique est crucial pour la préservation du potentiel des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Les lésions de l'ADN dans les CSH sont associées à une capacité réduite à reconstituer l'hématopoïèse, à altérer le potentiel de différentiation et à accroître le risque de développer des tumeurs myéloïdes. Les éléments rétrotransposables (ER), se propageant dans le génome à travers un ARN intermédiaire, ont été associés à la perte d'auto-renouvellement, au vieillissement et aux dommages à l'ADN. Cependant, leur rôle dans les CSH n'avait pas été abordé. Dans cette étude, nous avons constaté que les CSH expriment des niveaux élevés d'ARNm de plusieurs ER comprenant des rétrovirus endogènes (ERV) et des L1 (LINE-1: Long Interspersed Nuclear Elements 1). Leur expression augmente avec l'irradiation. En utilisant des souris transgéniques L1-EGFP, on a montré que la rétrotransposition de L1 se produit dans les CSH in vivo. En outre, les inhibiteurs de la transcriptase inverse Efavirenz et ddC sauve à la fois les CSH des dommages persistants à l'ADN induit par l’irradiation et de la perte de prolifération in vitro. Ceci démontre que la rétrotransposition endogène joue un rôle important dans l'instabilité génomique de CSH induite par l’irradiation et dans leur perte de fonction. Nous avons précédemment montré que la thrombopoïétine (TPO), un facteur d'auto-renouvellement critique pour le CSH, limite les lésions de l'ADN induites par l’irradiation en améliorant la réparation de l'ADN. Nous avons découvert que le traitement par TPO empêche également l'expression et la mobilisation d’ER induite par l’irradiation. Nous avons aussi constaté que l’expression et la retrotransposition de L1 augmente dans les CSH provenant de souirs Mpl-/- et L1-EGFPxMpl-/-. Cela montre que la signalisation TPO in vivo est nécessaire pour restreindre l’expression et la retrotransposition d’ER dans les CSH au niveau basal et dans des conditions de stress. L'analyse transcriptomique a révélé que la TPO induit une réponse d'expression génique antivirale d'interféron (IFN) de type I dans les CSH. En utilisant des souris déficientes en STAT1/STAT2, nous démontrons que cette réponse est dépendante à la fois de STAT1 et de STAT2 et est requise pour l'inhibition de l'expression d’ER. En conclusion, cette étude montre que les ER représentent une importante source d’instabilité génomique dans les CSH. Les CSH sont capables de monter une réponse antivirale en réponse à la TPO comme un nouveau mécanisme pour limiter les dommages à l'ADN. Bien que la sécrétion constitutive d'IFN-I se produise chez des souris saines, les IFN sont produits abondamment principalement pendant les infections. Ainsi, la réponse d'expression de gène d'IFN induite par la TPO peut représenter un signal constitutif important et CSH-dédié; permettant à ces cellules de résister aux lésions de l'ADN induites par ER, tout en préservant leur capacité d'auto-renouvellement. / Maintenance of genomic integrity is crucial for the preservation of hematopoietic stem cell (HSC) potential. DNA damage in HSCs is associated with reduced ability to reconstitute hematopoiesis, altered lineage potential and accrued risk of developing myeloid malignancies. Retrotransposable elements (RE), spreading in the genome through an RNA intermediate, have been associated with loss of self-renewal, aging and DNA damage. However, their role in HSCs has not been addressed. In this study, we found that HSCs express high mRNA levels of several REs, including evolutionary recent long interspersed element-1 (L1) and endogenous retroviruses (ERV). Their expression further increases upon total body irradiation (TBI). Using L1EGFP transgenic reporter mice, we show that productive L1 retransposition occurs in HSCs in vivo. Furthermore, the reverse transcriptase inhibitors Efavirenz and ddC rescue TBI-induced both persistent DNA damage and HSC loss of proliferation in vitro. This demonstrates that endogenous retrotransposition plays an important role in TBI-induced HSC genomic instability and their loss of function. We have previously shown that thrombopoietin (TPO), a critical HSC self-renewal factor limits TBI-induced HSC DNA damage by improving DNA repair. We found that TPO treatment also prevents TBI-induced RE expression and mobilization. In addition, L1 expression and retrotransposition are increased in Mpl-/- and L1-EGFPxMpl-/- HSCs, showing that TPO signaling in vivo is required to restrain RE in HSCs, under both steady state and stress conditions. Transcriptomic analysis revealed that TPO induces an anti-viral, interferon (IFN) type-I like, gene expression response in HSCs. Using STAT1/STAT2-deficient mice, we demonstrate that this response is dependent on both STAT1 and STAT2 and is required for TPO-mediated RE expression inhibition in HSCs. Overall, this study shows that REs represent an important HSC intrinsic source of genomic instability and uncovers the ability of HSCs to mount an anti-viral innate immune state in response to TPO as a novel mechanism to minimize DNA damage. Although constitutive IFN-I secretion occurs in healthy mice, IFNs are produced abundantly mainly during infections. Thus, TPO-induced IFN gene expression response may represent an important constitutive, and HSC-dedicated, signal allowing HSCs to resist RE-induced DNA damage while preserving their self-renewal ability.

Le risque de LH est augmenté en cas de déficit immunitaire acquis ou inné. Les déficits immunitaires innés associés à un risque accru de LH, sont les DICV (Déficit Immunitaire Commun Variable), XLP (Syndrome lymphoprolifératif lié au chromosome X) et ALPS (Syndrome lymphoprolifératif Autoimmun). L’objectif de notre travail était d’évaluer la prévalence de ces déficits immunitaires chez des enfants atteints de LH. Nous avons reçu, 395 prélèvements de patients atteints de LH au diagnostic. L’âge médian de la population étudiée est de 13 ans, allant de 3 à 18 ans. Le sex-ratio M/F est de 1.1. Il augmente à 3 au dessous de l’âge de 10 ans. Parmi les biopsies (n=84) qui ont été relues, 87% sont de type scléro-nodulaires (SN), 7% à cellularité mixte (CM) et 6% non spécifié. L’EBV est détecté in situ dans 23% des cas de LH. Les patients atteints de LH-EBV+ sont significativement plus jeunes que ceux atteints de LH-EBV- (p=3.10-4). Ce sont plus fréquemment des garçons que des filles (63% ; M/F : 1,7) et fréquemment de sous-type CM (40%). Enfin, ils ont une charge virale EBV significativement plus élevée (p=3.10-3) que les enfants qui ont un LH-EBV-.Parmi les 83 premiers enfants analysés, un immunophénotypage approfondi a montré une diminution de la population lymphocytaire par rapport aux témoins et une lymphopénie B fréquente (31 patients sur 83 soit 37% des patients). La lymphopénie B était corrélée aux facteurs pronostiques connus du LH. Dans un cas parmi les 31, une baisse des immunoglobulines a été mise en évidence ce qui est évocateur de DICV. Nous avons montré que dans les autres cas, les lymphopénies se corrigeaient à distance de la maladie. La recherche de profil cytokinique associé à ces lymphopénies (TGF, BAFF, IL-7) n’a pas permis de mettre en évidence de mécanisme physiopathologique simple pour expliquer ces lymphopénies. Nous émettons l’hypothèse qu’elles sont liées à l’exposition au contact des cellules tumorales à des signaux favorisant l’apopotose.En ce qui concerne la recherche d’autres déficits immunitaires innés, aucun cas évocateur de XLP n’a été mis en évidence sur la base de la quantification des lymphocytes NKT. Cinq cas parmi les 83 (6%) avaient une expansion de lymphocytes T DN (Lymphocytes TCRαβ CD4-CD8-) dans le sang périphérique. Des dosages de Fas ligand et d’IL-10 plasmatiques ont permis d’exclure un ALPS. Au total, nous n’avons pas pu affirmer de défaut qualitatif des sous-populations lymphocytaires évoquant les déficits immunitaires de type XLP et ALPS. Seule une lymphopénie B avec baisse des IgG est évocatrice de DICV. Nous avons étendu l’analyse à l’ensemble des patients (395patients) avec un contrôle à distance du diagnostic pour ceux qui étaient anormaux. Nous avons identifié 4 patients potentiellement atteints de DICV, 1,5%. Parallèlement, nous avons recherché un déficit de la réponse T anti-EBV par cytomètrie de flux et l’Elispot. L’étude de la réponse T anti-EBV par la cytométrie de flux, a montré une tendance vers une baisse de la production d’IL-2 par les CD4 et les CD8 de patients avec une charge virale EBV élevée en réponse à une stimulation par des peptides EBV en présence de lignées autologues. L’étude de la réponse T anti EBV par la technique d’ELISPOT sur 9 patients n’a pas montré globalement de déficit du contrôle de l’EBV sauf pour une jeune patiente de 10 ans ayant une charge virale EBV très élevée sans réponse T anti-EBV efficace. Les résultats que nous avons obtenus restent à approfondir, ce qui permettra d’enrichir les connaissances actuelles sur cette pathologie. / Hodgkin’s Lymphoma (HL) is one of the most frequent lymphomas occurring in childhood. In young children, there is a high predominance in boys and frequent association with Epstein-Barr Virus (EBV). Cohort studies have shown that patients affected by several immune deficiency syndromes - e.g. X-linked lymphoproliferative syndrome (XLP), functional deficit of Fas/FasL pathway and common variable immunodeficiency (CVID) - are risk factors of HL. We intend to search for qualitative and quantitative immune deficiencies as susceptibility factors to child's HL in a prospective study related to Euronet –PHL C1 protocol. Eighty-three patients at diagnosis of HL have been analysed. Median age of the study population is 13 years, (5-18 years). Gender-ratio M/F is 1.1 with a larger male predominance before the age of 10 (gender-ratio of 3). The search for a defect of NKT population that would be suggesting of XLP was negative in all patients. A moderate expansion of circulating TCRαβ+ double negative cells (DNT) has been detected in 5 patients. This expansion has been further explored in the hypothesis of a defect of Fas/FasL pathway by plasmatic quantification of Fas ligand and Il-10. This led to the exclusionof the diagnosis of ALPS. An unexpected high frequency of B-cell lymphopenia has been detected in 31 out of 83 patients (37%). Peripheral B cell lymphopenia was associated with the following poor prognostic factors: advanced stages (p<0.04), low hemoglobin (p<0.06) and B symptoms (p<0.01). B-cell lymphopenia was not statistically correlated with morphology (subtype, amount of tumor cells and necrosis). Remarkably, B-lymphocytic counts were significantly higher in patients with in situ EBV (<0.05).Only a B lymphopenia with low IgG level suggesting DICV was detected. We extended the analysis to all the 395 patients included in the protocol EURONET, so we identified 4 patients with CVID. These cases will be further explored by molecular analyses. In parallel, the specific T-cells response against EBV was studied by flow cytometry in 15 patients and ELISPOT assay in 9 patients with HL. Flow cytometry , suggested a decrease in production of IL-2 by CD4 T cells in patients with high EBV viral load in response to EBV latent and lytic-cycle peptides and autologous lymphoblatoid cells lines compared to controls or patients with LH-EBV-. The ELISPOT-IFNγ assay was used to determine the frequency of T cells that produced IFNγ in response to peptides. One patient demonstrated inappropriate EBV-specific T-cell IFNγ production (<10 IFNγ secreted T cells and >1,000 EBV copies per 250000 PBMCs). These cases will be further explored by molecular analyses.Our findings confirm the known epidemiological data of HL now mainly associated to NS subtype in children and adolescents and EBV status in HL at this age. We show that peripheral B cell lymphopenia in paediatric and adolescent HL patients is frequent and associated with poor prognosis factors. We confirm the association between CVID and HL.

Les maladies virales à transmission vectorielle émergentes et ré-émergentes comme la dengue, le chikungunya ou le zika sont responsables de nombreuses épidémies sévères à travers le monde. Récemment, la propagation rapide et très étendue du virus zika (ZIKV) ainsi que les complications neurologiques graves liées à l’infection par ZIKV ont incité l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) à déclarer le ZIKV comme une urgence de santé publique mondiale. Aujourd’hui, les mesures préventives ou curatives de l’infection par ZIKV sont quasiment inexistantes. D’autre part, la flore endémique de La Réunion est connue comme une source riche, renouvelable et prometteuse en produits naturels anti-infectieux. L’inscription à la pharmacopée française de 19 plantes médicinales réunionnaises souligne le potentiel thérapeutique des substances naturelles issues de la biodiversité locale. Les travaux ont été consacrés à l’identification de substances naturelles anti-ZIKV issues d’une sélection de sept plantes médicinales réunionnaises inscrites à la pharmacopée française. Dans une première étape, une extraction sans solvant assistée par micro-ondes a été appliquée sur les sept plantes médicinales sélectionnées afin d’obtenir des éco-extraits. Dans une deuxième étape, le criblage de l’activité antivirale, en utilisant un clone moléculaire du ZIKV avec un gène rapporteur, a permis d’identifier deux éco-extraits actifs provenant de Aphloia theiformis et de Psiloxylon mauritianum. Après avoir vérifié l’absence de cytotoxicité et de génotoxicité des extraits actifs, l’activité antivirale a été aussi démontrée sur d’autres types d’extraits réalisés via des méthodes d’extractions traditionnelles (infusion, décoction et macération). L’activité antivirale a été validée sur différentes souches de ZIKV (historique et épidémique) ainsi que sur les 4 sérotypes du virus de la dengue. Enfin, le mode d’action des deux extraits actifs a été étudié. Il a été montré que les éco-extraits d’A. theiformis et de P. mauritianum ciblent les phases précoces du cycle viral en inhibant l’attachement du virus à la cellule hôte. À l’aide de la microscopie électronique, il a été montré que l’éco-extrait d’A. theiformis déforme la particule virale empêchant cette dernière de s’attacher à la membrane de la cellule hôte. Ces résultats démontrent l’importance des plantes médicinales réunionnaises comme source de substances naturelles anti-infectieuses. / Emerging and re-emerging vector-borne viral diseases such as dengue, chikungunya or zika are responsible for many severe epidemics worldwide. Recently, the rapid spread of zika virus (ZIKV) worldwide and the serious neurological complications associated with ZIKV infection have prompted the World Health Organization (WHO) to declare ZIKV a public health emergency. Today, preventive or curative measures against ZIKV infection are almost non-existing. On the other hand, the endemic flora of Reunion Island is known as a rich, renewable and promising source of natural anti-infective products. The registration of 19 medicinal plants from Reunion Island in the French pharmacopoeia highlights the therapeutic potential of natural substances derived from local biodiversity. The work was dedicated to the identification of natural anti-ZIKV substances from a selection of seven medicinal plants from La Reunion registered in the French pharmacopoeia. In a first step, in collaboration with a local start-up (Bourbon Extracts), a solvent-free microwave-assisted extraction was applied to the seven selected plants in order to obtain eco-extracts. In a second step, the screening for antiviral activity, using a ZIKV molecular clone with a reporter gene, allowed the identification of two candidate plants: Aphloia theiformis and Psiloxylon mauritianum. After verifying the absence of cytotoxicity and genotoxicity of the active extracts, the antiviral activity was also demonstrated on other types of extracts using traditional extraction methods (infusion, decoction and maceration). The antiviral activity has been validated on different strains of ZIKV (historical and epidemic) as well as on the four serotypes of the dengue virus. Finally, the mode of action of the two active extracts has been studied. It has been shown that the eco-extracts from A. theiformis and P. mauritianum target the early steps of the viral cycle by inhibiting the attachment of the virus to the host cell. Using electron microscopy, it has been shown that the eco-extract of A. theiformis deforms the viral particle preventing its attachment to the membrane of the host cell. These results demonstrate the importance of medicinal plants from Reunion Island as a source of natural anti-infectious substances.

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Les cellules dendritiques plasmacytoides (pDCs), spécialisées dans la réponse antivirale, produisent de fortes quantités d’interféron (IFN) lorsqu’elles sont en contact avec des cellules infectées par des virus. Pourtant, les pDCs sont réfractaires à l’infection. Ce mécanisme d’activation de la réponse antivirale par le contact physique avec les cellules infectées, nouvellement découvert, constituerait un aspect général des voies de défense de l’hôte contre les virus.En utilisant le virus de l’Hépatite C et de la Dengue comme modèle viral, nous avons observé une réorganisation moléculaire au niveau des contacts entre les pDCs et les cellules infectées. La polarisation d’éléments cellulaires, notamment de régulateurs du cytosquelette d’actine et de molécules de la machinerie d’endocytose en direction du contact favoriserait son établissement et/ou sa stabilisation ainsi qu’une transmission efficace d’éléments viraux, ensuite reconnus par les pDCs. Nous avons également démontré que les pDCs effectuent des contacts plus stables et présentent une polarisation plus importante d’éléments cellulaires aux contacts avec des cellules infectées qu’avec des cellules non infectées. Ces interactions présentent des similarités avec les synapses, contacts cellulaires organisés impliqués dans la communication cellulaire. Notamment, les synapses immunologiques jouent un rôle important dans l’activation de la réponse immunitaire adaptative. Nous proposons donc de nommer ces contacts activateurs de pDCs des « synapses immunologiques innées ». Ce mécanisme représenterait un processus de reconnaissance des infections par les pDCs généralisable à différents types de virus, par « scan » du statut infectieux des cellules par contact. Nos résultats suggèrent également que des éléments viraux s’accumulent au niveau de ces contacts. Ces éléments diffèrent en fonction du type d’infection. Notamment, nous avons mis en évidence dans un contexte d’infection par le virus de la Dengue que des structures virales non canoniques et non infectieuses, différentes des particules virales infectieuses dites « classiques », jouent un rôle important dans l’activation de la réponse antivirale. Notre travail apporte un nouvel angle d’analyse de l’activation des pDCs et des stratégies de détection des infections virales par l’hôte. / Plasmacytoid dendritic cells (pDCs), specialized in the antiviral response, are important producers of interferons (IFN) after cell-cell contacts with virally infected cells. Nonetheless, they are poorly permissive to the majority of viral infections. This newly uncovered mechanism of the activation of an antiviral response by physical cell-cell contacts with infected cells could constitute a general aspect of the host defense against viral infections.Using Hepatitis C virus and Dengue virus as models, we observed a molecular reorganization of the contacts between pDCs and infected cells. The polarization toward contacts of cellular elements, such as regulators of the actin cytoskeleton and components of the endocytic machinery could favor their establishment and/or their stabilization, as well as the efficient transmission of viral elements that are recognized by pDCs. We also demonstrated that pDCs contacts with infected cells are more stable and present a higher polarization of cellular components than contacts with uninfected cells. These interactions present similarities with synapses, a type of organized contact involved in cell-to-cell communication. Notably, immunological synapses are known to play an important role in the activation of the adaptive immune response. We thus propose to call these pDC-activating contacts « innate immunological synapses ». This mechanism could represent a general process of recognition of viral infections by pDCs, by « scanning » the infectious status of the cells by cell-cell contacts. Our results also suggest that viral elements cluster at the level of contacts. These elements differ depending on the type of viral infection. Notably, we observed in the context of Dengue virus infection that non-infectious non-canonical viral structures, that differ from the « classical » viral infectious particles, play an important role in the activation of the antiviral response. Our work brings a new light in the mechanisms of pDC activation and in the host defense strategies against viral infection.

Les maladies inflammatoires de l’intestin (MII), incluant la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse, sont des maladies chroniques qui résultent d’un dérèglement de la réponse immunitaire aux microorganismes de la lumière intestinale. Des études de séquençages réalisées par le laboratoire du Dr. Rioux, avec ses collègues du International IBD Genetics Consortium ont identifié quatre variants rares, indépendants et causals pour les MII, dans le gène IFIH1. La protéine d’IFIH1 (MDA5) interagit avec certains virus à ARN, afin de déclencher une réponse antivirale de l’immunité innée. Nous avions émis l’hypothèse que ces variants dans IFIH1 diminuaient la réponse antivirale de l’épithélium intestinal, suite à une infection. Nous avons d’abord travaillé avec des lignées cellulaires lymphoblastoïdes (LCLs) obtenues à partir d’individus atteints de MII et qui sont homozygotes ou hétérozygotes composés pour ces variants, ainsi qu’à partir d’individus contrôles (IFIH1 wt). Ces LCLs ont été reprogrammées en cellules souches pluripotentes induites humaines, avant d’être différenciées en cultures épithéliales intestinales. Nos résultats ont d’abord confirmé l’impact des variants sur la structure génique et protéique (IFIH1/MDA5), dans ces modèles cellulaires. Puis, la réponse antivirale a été induite, grâce à la stimulation avec des agents (moléculaire et viral) connus pour stimulés la protéine MDA5. Nous avons démontré que ces variants dans IFIH1 induisaient effectivement une moins grande réponse antivirale, caractérisée par une plus faible expression d’IFNs, comparativement aux contrôles. Finalement, la modulation des IFNs constituerait une avenue potentiellement intéressante pour le traitement des patients atteints des MII et porteurs des variants causals. / Inflammatory Bowel Disease (IBD), including Cronh’s disease and ulcerative colitis, are chronic inflammatory diseases of the gastro-intestinal tract. IBD is associated with a disturbance of the immune response to the microorganisms of the intestinal lumen. Sequencing studies conducted by the laboratory of Dr. John Rioux, in collaboration with his colleagues of the International IBD Genetics Consortium, identified four rare and independent variants in IFIH1, associated to IBD. The protein of IFIH1 (MDA5) interacts with certain RNA viruses to trigger the innate mechanism of antiviral defense. Our hypothesis was that these IFIH1 variants decreased the intestinal epithelial antiviral response, following an infection. We first worked with lymphoblastoid cell lines (LCLs) obtained from IBD patients who are homozygotes or compound heterozygotes for the different variants, as well as from control individuals (IFIH1 wt). These LCLs were reprogrammed into human induced Pluripotent Stem Cells (hiPSCs), before being differentiated into intestinal epithelial cultures. Our results first confirmed the impact the variants on the genetic and protein structure for these models. Then, the antiviral response was triggered by the stimulation of LCLs and intestinal epithelial cells, with agents (molecular and viral) known to stimulate MDA5. We have demonstrated that these IFIH1 variants did indeed induce a lower antiviral response, characterized by lower IFNs expression, compared to control cell lines. Finally, modulation of IFNs could be an interesting avenue for the treatment of IBD patients with the causal variants.

Die entzündliche Kardiomyopathie ist eine heterogene Erkrankung. Die häufigste Ursache ist eine Virusinfektion, wobei Parvovirus B19 (B19V) der bedeutendste Erreger ist. In dieser Arbeit wurden potenzielle Therapie für die speziellen klinischen Verläufe und deren Phänotypen untersucht. In vitro konnte gezeigt werden, dass Telbivudin in B19V-infizierten/B19V-non-structural protein-1-stimulierten humanen mikrovaskulären Endothelzellen (HMEC-1) endothelial-protektiv wirkt. In einem klinischen Versuch wurden dann 4 Patienten, bei denen eine aktive Transkription des B19V nachgewiesen wurde, für 6 Monate mit Telbivudin behandelt. Alle Patienten verbesserten sich. Ein anderes klinisches Szenario stellt die schwere Entzündung des Myokards dar, welche gewöhnlich mit einer inaktiven/persistierenden Infektion des B19V verbunden ist. Eine Behandlung mit Immunsuppressiva ist hier umstritten, da eine Reaktivierung des Virus befürchtet wird. Um diesen Aspekt weiter zu untersuchen, würde eine Therapie mit Prednisolon in Kombination mit Azathioprin bei 51 B19V-positiven und 17 B19V-negativen Patienten angewandt. Beide Gruppen profitierten in ähnlichem Maße von der Kombinationstherapie, wobei sich die Virusmenge nicht signifikant veränderte. Bei B19V-negativen Patienten konnte über die Persistenz von CD20+ B-Lymphozyten in den EMBs die Untergruppe der „Steroide non-responder“ klassifiziert werden. Im weiteren Verlauf wurden 6 Patienten mit Rituximab, einem monoklonalen Antikörper, der spezifisch gegen CD20+ B-Lymphozyten gerichtet ist, behandelt. Hiervon zeigten 5 Patienten eine ausgezeichnete klinische Verbesserung. Ein Patient mit Myokarditis-induzierten kardiogenen Schock zeigt, dass die Entlastung des linken Ventrikels mittels eines Mikroaxialpumpensystems zu einer rapiden Abnahme der Entzündungszellen führt. Zusammenfassend liefert diese Arbeit Belege für die Wirksamkeit und die Notwendigkeit einer phänotypbasierten Behandlung bei der entzündlichen Kardiomyopathie. / Inflammatory cardiomyopathy is a heterogenous disease. Viral etiologies are the most common, with parvovirus B19 (B19V) being the most prominent culprit. Currently, no specific treatment for inflammatory cardiomyopathy exists. In this study, tailored treatment strategies were investigated as potential therapies for specific clinical scenarios. The antiviral drug telbivudine was investigated in the setting of EMB-proven B19V-associated inflammatory cardiomyopathy. In cell culture, telbivudine exhibited endothelial-protective effects on B19V-infected/B19V-non-structural protein-1-stimulated human microvascular endothelial cells (HMEC-1). Clinically, four B19V-positive patients improved following six-month telbivudine regimen in a single-patient use approach. The results were translated to the “PreTOPIC” clinical study, for further evaluation in a randomized placebo-controlled setting. In a different clinical scenario, severe myocardial inflammation is usually associated with inactive/persistent B19V. Here, the use of immunosuppression is controversial, fearing viral flare-up. We investigated combined prednisolone/azathioprine therapy in 51 B19V-positive and 17 B19V negative patients in a single-center observational study. Both groups gained similar benefit, while viral loads did not significantly vary. Among virus-negative phenotypes, EMB-proven CD20+ B lymphocyte persistence characterized a subgroup of steroid non-responders. In this cohort, six patients were treated with rituximab, a monoclonal antibody selectively targeting CD20+ B lymphocytes. Five patients showed outstanding clinical improvement parallel to CD20+ B lymphocyte depletion. Lastly, in a single case of myocarditis-induced cardiogenic shock, mechanical left ventricular unloading via axial flow pump proved to exert disease-modifying effects. In conclusion, this thesis provides evidence for the efficacy and need for phenotype-based inflammatory cardiomyopathy treatment.

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