Les lymphocytes T (LT) sont des cellules essentielles du système immunitaire. Elles expriment à leur surface un récepteur, le TCR, qui a la capacité de reconnaître des peptides issus de la dégradation de protéines provenant d'agent infectieux associés aux molécules du complexe majeur d'histocompatibilité. Cette reconnaissance conduit à l'activation de signaux intracellulaires dans les LT propagés grâce à la coordination fine de molécules de signalisations cytosoliques ou membranaires qui agissent de concert pour entraîner des réponses cellulaires adaptées au type d'agent infectieux et permettre le développement d'une réponse immunitaire efficace. Au cours de ce travail de thèse, j'ai étudié deux protéines impliquées dans ces processus, CD5 et Themis1. Les protéines CD5 sont des co-récepteurs des LT capables d'inhiber la signalisation transmise par les TCR. Ils contribuent à réguler le répertoire des TCR en modulant finement les processus de sélection dans le thymus. Le rôle de ces co-récepteurs dans les LT périphériques et les mécanismes moléculaires par lesquels ils opèrent restent mal compris. Pour essayer d'élucider ces mécanismes, j'ai analysé l'interactome de CD5 dans les LT par spectrométrie de masse. J'ai montré que l'engagement des TCR entraîne le recrutement par CD5 d'un complexe moléculaire formé des protéines c-Cbl, Sts-2, SHIP, CIN85, CrkL et Pi3K. L'analyse de l'interactome de CD5 dans les LT c-cbl-/- suggère que c-CBL agit comme une protéine adaptatrice au sein de ce complexe qui relie CD5 aux autres protéines de signalisation. J'ai montré qu'une tyrosine, localisée en position 429 sur la région intracytoplasmique de CD5, était nécessaire à la formation de ce signalosome. L'analyse de la signalisation des TCR dans les LT provenant de souris contenant une mutation invalidante de la tyrosine 429 montre que ce complexe moléculaire régule négativement la phosphorylation de protéines telles que ZAP-70, SLP-76 et ERK et diminue la capacité des lymphocytes T à proliférer en réponse à l'engagement des TCR. CD5 réprime parallèlement l'activité des protéines Foxo1 en facilitant l'activation d'Akt et diminue ainsi la différentiation des LT naïfs en LT régulateurs (Treg) dans les organes lymphoïdes périphériques. Nos résultats suggèrent que CD5 pourrait faciliter le développement de réponses immunitaires efficaces en bloquant la différentiation de Treg dirigés contre des antigènes étrangers. La protéine Themis1 a été découverte récemment et joue un rôle essentiel dans le développement des LT en inhibant l'activité catalytique des tyrosines phosphatases SHP-1 et SHP-2. Les fonctions moléculaires et cellulaires régulées par Themis1 dans les LT périphériques sont inconnues. Au cours de ma thèse, j'ai étudié un nouveau modèle murin sélectivement déficient pour Themis1 dans les LT périphériques après leur développement dans le thymus. Des analyses in vitro montrent que Themis1 augmente les seuils de signalisation des TCR nécessaire pour activer les LT et réprime sélectivement la production d'IFNƴ dans des cellules polarisées Th1. In vivo, l'expression de Themis1 augmente la susceptibilité au développement d'Encephalomyélite Autoimmune Expérimental (EAE), un modèle murin de sclérose en plaques. Des résultats préliminaires obtenus dans ce modèle suggèrent de façon inattendue que Themis1 favorise la différentiation des LT encephalitogènes producteurs d'IFNƴet de GM-CSF. Themis1 pourrait agir in vivo en réprimant l'activité des co-récepteurs inhibiteurs tels que PD-1 et CTLA-4 qui recrutent des phosphatases à domaines SH2. / T-cells play a key role in immune responses. Each T-cell expresses a unique TCR (T-cell receptor) which specifically recognises a microbial-derived antigen presented by MHC molecules (major histocompatibility complex) on the surfaces of host cells. This interaction leads to the activation of T-cells via highly regulated intracellular signalling pathways using numerous membrane-bound and cytoplasmic proteins. These complex signals are responsible for the development of a customised immune response specifically directed against the invading pathogen. This thesis examines the role of two proteins involved in TCR signalling, CD5 and Themis1. CD5 proteins are TCR-associated co-receptors which exhibit inhibitory activity on TCR signalling. They modulate the variability of the TCR repertoire by finely regulating positive and negative selection in the thymus. However, their role in peripheral T-cells and the underlying molecular mechanisms by which they act is poorly understood. To answer this question, the CD5 interactome in peripheral T-cells was determined by mass spectrometry. Analysis of the interactome shows that, upon TCR engagement, CD5 recruits several proteins in a molecular complex referred to hereafter as "CD5 signalosome", namely: c-Cbl, Sts-2, SHIP, CIN85, CrkL and Pi3K. The same interactome analysis in c-Cbl deficient T-cells proves that c-Cbl acts as an adaptor necessary for the interaction between CD5 and the other proteins of the CD5 signalosome. These data have also demonstrated the necessity of a specific tyrosine for signalosome recruitment, located in position 429 within the intracytoplasmic domain of CD5. Analysis of TCR signalling in T-cells harbouring an invalidating Tyr429 mutation reveals that the CD5 signalosome downregulates phosphorylation of key proteins such as ZAP-70, ERK1/2 and SLP-76 and decreases T-cell auto-amplification upon stimulation. In parallel, CD5 also inhibits activity of Foxo1 protein by facilitating Akt recruitment, thereby reducing regulatory T-cell (Treg) generation in secondary lymphoid organs. Altogether, our data suggest that the CD5 co-receptor could promote a specifically adapted immune response against exogenous antigens by limitation of Treg differentiation. In 2009, our team identified a previously unknown signalling protein called Themis1 (THymocyte-Express Molecule Important for Selection) that is essential for T-cell development. The role of Themis1 has been extensively studied in thymocytes and recent data show that Themis enhances TCR signalling by selective inhibition of SHP-1 and SPH-2 phosphatases in these cells. However, its role in peripheral T-cells remains elusive. To study the post-thymic role of Themis1, we generated a new mouse model selectively deficient for Themis1 in peripheral T-cells but not in thymocytes. My in vitro analyses show that Themis1 enhances the TCR signalling threshold necessary to activate T-cells and selectively represses IFNƴ production in Th1 polarised T-cells. In vivo, Themis1 expression increases susceptibility to experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE, multiple Sclerosis mouse model). Surprisingly, preliminary results obtained in the same mouse model also suggest that Themis1 enhances differentiation of encephalitogenic T-cells producing IFNƴ and GM-CSF. We therefore hypothesise that Themis1 could act in vivo by repressing the activity of co-inhibitory receptors such as PD-1 or CTLA-4 by recruiting SH2 domain-containing phosphatases.

La myasthénie (Myasthenia Gravis) est une maladie neuromusculaire impliquant des auto-anticorps dirigés majoritairement contre le récepteur à l’acétylcholine (RACh) et entrainant une fatigabilité musculaire. Ces auto-anticorps pathogènes sont produits principalement par le thymus qui présente une hyperplasie caractérisée par le développement de centres germinatifs ectopiques. De récentes études ont démontré la surexpression de chimiokines dans le thymus des patients et la présence anormale de vaisseaux sanguins de type HEV (cellules endothéliales à paroi haute). L’objectif de ma thèse a été de mieux comprendre les mécanismes physio-pathologiques conduisant à l’hyperplasie thymique en étudiant le rôle des chimiokines dans la myasthénie.Nous avons tout d’abord démontré que le nombre de HEV thymiques est proportionnel au degré d’hyperplasie suggérant leur implication directe dans le recrutement des cellules périphériques. En analysant les chimiokines exprimées sur ces HEV, nous observons l’expression sélective de SDF-1/CXCL12. En parallèle, la présence de lymphocytes B, de cellules dendritiques myéloïdes ou plasmacytoïdes et de monocytes/macrophages exprimant le récepteur au SDF-1, CXCR4, a été observée au niveau des HEV. En périphérie, nous montrons une diminution de l’expression de CXCR4 ainsi que du nombre de mDC et de monocytes dans le sang des patients suggérant le recrutement de ces cellules dans le thymus.Le thymus des patients myasthéniques est aussi caractérisé par une surexpression de la chimiokine CXCL13 par les cellules épithéliales thymiques. Pour mieux comprendre les mécanismes conduisant à l’hyperplasie thymique, nous avons développé un modèle de souris transgéniques avec surexpression thymique de CXCL13. Dans le thymus de ces souris, nous observons une surexpression de CXCL13 et une augmentation de nombre de lymphocytes B, notamment pour les souris jeunes. Nous étudions maintenant si l’immunisation de ces souris avec du RACh purifié induit une myasthénie expérimentale associée à une hyperplasie thymique ; un nouveau modèle animal de la maladie qui se rapprocherait mieux de la pathologie humaine.Dans la myasthénie, le thymus est aussi caractérisé par une signature inflammatoire, avec notamment une surexpression d’interféron de type I (IFN-I). Nous démontrons que le Poly(I:C), une molécule mimant les effets des ARN double-brin, induit spécifiquement la surexpression du RACh-α par les cellules épithéliales thymiques humaines via la libération d’IFN-I. L’IFN-I entraine aussi la surexpression des chimiokines CXCL13 et CCL21 comme dans le thymus des patients myasthéniques. Chez des souris C57Bl6, mais pas chez des souris KO pour le récepteur à l’IFN-I, des injections de Poly(I:C) entrainent des modifications thymiques avec une surexpression spécifique de RACh-α, d’IFN-I et de chimiokines. En périphérie, ces injections entrainent l’apparition dans le sérum d’anticorps contre le RACh-α spécifiques de la myasthénie.L’ensemble de ces résultats suggère que dans le thymus des patients myasthéniques, le développement anormal de HEV exprimant du SDF-1 et la surexpression de CXCL13 joueraient un rôle central dans le recrutement de cellules périphériques. Ces cellules, une fois dans l’environnement inflammatoire caractéristique du thymus myasthénique, pourraient alors développer une réaction auto-immune contre le RACh. De nouvelles molécules thérapeutiques contrôlant l’expression de ces chimiokines ou l’angiogenèse pourraient diminuer le développement de l’hyperplasie thymique et éviteraient la thymectomie ou l’utilisation des glucocorticoïdes par les patients atteints de myasthénie. / Autoimmune myasthenia gravis (MG) is a muscular disease mediated by autoantibodies, mainly directed against the acetylcholine receptor (AChR). The pathogenic antibodies are especially produced in the thymus, which is often characterized by a hyperplasia with germinal centers. Recent studies demonstrated the overexpression of chemokines and the abnormal development of high endothelial venules (HEV) in the MG thymus. The aim of my thesis was to better understand the mechanisms that lead to thymic hyperplasia in MG by analyzing the role of chemokines in peripheral cell recruitment. We demonstrated that the number of HEVs correlated with the degree of hyperplasia suggesting a direct link between HEVs and peripheral cell recruitment. To define its mechanism of action, we examined which chemokines were expressed on thymic HEVs. We uniquely detected SDF-1 and observed that B cells, myeloid dendritic cells (mDCs), plasmacytoid DCs and monocytes/macrophages that expressed the SDF-1 receptor CXCR4 localized inside and around thymic HEV. In parallel we observed a decreased CXCR4 expression and a decreased number of mDCs and also monocytes in the periphery suggesting their recruitment to the MG thymus. As the MG thymus was recently characterized by the overexpression of CXCL13 in thymic epithelial cells (TECs), we investigated its contribution to thymic hyperplasia. We therefore generated a transgenic mouse model overexpressing in medullary TECs CXCL13 under the control of keratin 5. We demonstrated that transgenic K5-CXCL13 mice specifically overexpressed CXCL13 in the thymus, while no other tested chemokines were upregulated. Preliminary results showed that elevated levels of CXCL13 resulted in an increased number of B cells in the thymus of transgenic mice, which localized preferentially in loose aggregates in medullary areas. We are presently investigating if immunization with purified AChR induces experimental MG with thymic hyperplasia in these mice. Myasthenic mice with a hyperplastic thymus could present a new animal model for MG with a phenotype that is closer to the human disease than the current MG model. As the hyperplastic MG thymus displays the hallmarks of a viral signature, we investigated the effect of pathogen-associated molecules on thymic changes associated with MG. We demonstrated that dsRNA signaling induced by Poly(I:C) specifically triggers the overexpression of α-AChR in human TECs through the release of IFN-I. We also observed that IFN-I was able to upregulate CXCL13 and CCL21, similarly to what is observed in the MG thymus. In addition, Poly(I:C) injections in wildtype mice, but not in IFN-I receptor KO mice, specifically increase thymic expression of α-AChR and, in parallel, CXCL13 and CCL21 expression. In periphery, Poly(I:C) even induced an anti-AChR autoimmune response characterized by a significant production of serum anti-AChR antibodies and a specific proliferation of B cells. Overall the results obtained in the course of my PhD showed that the abnormal development of SDF-1-expressing HEVs and the CXCL13 overexpression play a central role in the recruitment of peripheral cells to the MG thymus. Once these cells have arrived in the inflammatory environment, which is characteristic for MG, they could develop an autoimmune reaction against AChR. New therapeutic molecules that control chemokine expression and angiogenic processes could diminish the development of thymic hyperplasia and avoid thymectomy or the use of corticoids.

Le facteur de transcription Foxo3 régule la progression du cycle cellulaire, la survie cellulaire ou encore la réparation de l'ADN. En plus de ses fonctions de gène suppresseur de tumeur, de nombreuses études ont montré le rôle crucial de Foxo3 dans les cellules du système immunitaire en particulier les cellules dendritiques ou encore les LT CD8+ dans un contexte d'infection virale. Cependant, le rôle de Foxo3 dans les LT CD4+ n'est pas encore bien connu. Ainsi, mon projet de thèse s'est intéressé à analyser le rôle de Foxo3 dans le compartiment T CD4+ dans un modèle animal d'auto-immunité. Mes résultats de Thèse montrent que le niveau d'expression de Foxo3 dans les LT CD4+ est dépendant de la force du signal reçu par le récepteur T. De plus, suite à l'activation des LT CD4+ in vitro, nous avons montré que les LT CD4+ déficients pour Foxo3 présentent un défaut de production d'IFN-? et de GM-CSF. La dissection des mécanismes moléculaires impliqués nous a permis d'identifier une nouvelle cible transcriptionnelle directe de Foxo3, le facteur de transcription Eomes, connu comme étant impliqué dans la production d'IFN-? par les LT CD8+ et identifié comme un gène de susceptibilité à la sclérose en plaques. Afin d'étudier le rôle de Foxo3 dans l'auto-immunité nous avons utilisé le modèle murin de sclérose en plaque, l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale ou EAE. Nous avons observé que les souris déficientes pour Foxo3 développent une EAE significativement moins sévère que les souris contrôles et que cette diminution de sévérité est associée à un défaut de production d'IFN-? et de GM-CSF par les LT CD4+. Ainsi ces résultats montrent pour la première fois que Foxo3 joue un rôle crucial dans le compartiment T CD4+ et révèlent le rôle essentiel de l'axe Foxo3-Eomes dans la différentiation des LT CD4+ effecteurs et dans la susceptibilité à l'inflammation du système nerveux central. / Foxo3 transcription factor regulates cell cycle progression, survival and DNA repair pathways. In addition to its role as a tumor suppressor gene, studies have established the crucial role of Foxo3 in immune cells, notably in dendritic cells and CD8+ T cells in the context of a viral infection. However, the role of Foxo3 in CD4+ T cell function is still unknown. My PhD project was therefore to address the role of Foxo3 in CD4+ T cell biology and its role in the pathophysiology of autoimmunity. Results obtained during my PhD showed that Foxo3 expression level in CD4+ T cells is dynamically controlled by T-cell receptor signaling strength and that, after in vitro stimulation, Foxo3-deficient CD4+ T cells exhibited decreased secretion of IFN-? and GM-CSF. By dissecting the underlying molecular mechanisms, we have identified a new direct target gene of Foxo3, the transcription factor Eomes, known to be involved in IFN-? production by CD8+ T cells and as a susceptibility gene for multiple sclerosis. This led us to hypothesize that Foxo3 could be involved in the susceptibility to central nervous system inflammation. To test this hypothesis, we used the well-established animal model of multiple sclerosis, the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). We showed that Foxo3 deficiency is associated with decreased susceptibility to EAE and that Foxo3-deficient CD4+ T cells fail to differentiate into pathogenic IFN-?? and GM-CSF+ producing cells. Collectively, this study is the first to demonstrate the highly specialize function of Foxo3 in effector CD4+ T cells and reveals the essential role of the Foxo3-Eomes axis in CD4+ T cell commitment and susceptibility to central nervous system inflammation.

La narcolepsie avec cataplexie est un trouble du sommeil rare et handicapant. Cette affection est induite par la destruction spécifique des neurones produisant l'orexine et localisés dans l'hypothalamus latéral. Cette pathologie est associée à des facteurs génétiques, environnementaux et biologiques, qui pointent vers une origine auto-immune. Par ailleurs, en 2009, la campagne de vaccination contre le virus grippal H1N1, utilisant le vaccin Pandemrix(r), a aboutit à une augmentation drastique du nombre de cas de narcolepsie en Europe. Les modèles animaux actuels de narcolepsie ne permettent pas l'étude de l'étiologie de cette affection. Notre objectif était donc de générer un modèle murin, permettant l'étude de la physiopathologie de la narcolepsie, ainsi que des mécanismes auto-immuns qui peuvent mener à la perte des neurones à orexine. Dans un premier temps, nous avons développé une souche de souris (Orex-HA), exprimant l'hémagglutinine (HA) du virus influenza, au sein des neurones à orexine. Ensuite, nous avons injecté des lymphocytes CD4 Th1, ainsi que des lymphocytes T CD8 cytotoxiques spécifiques de HA chez ces animaux et des souris non transgéniques, afin d'analyser leur capacité à créer de l'inflammation, au sein de l'hypothalamus. De façon intéressante, nous avons remarqué que, si les deux populations migrent au sein de la zone des neurones à orexine, seuls les lymphocytes T cytotoxiques sont capables d'induire une perte des neurones à orexine uniquement chez les souris Orex-HA. Cette destruction d'environs 70% des neurones aboutit à des signes électrophysiologiques et comportementaux proches des ceux observés dans la narcolepsie humaine. Dans un deuxième temps, pour tester l'impact de la vaccination, nous avons transféré des lymphocytes T CD4 et/ou CD8, naïfs spécifiques de HA, chez les souris Orex-HA et non transgéniques, avant de les immuniser avec le vaccin Pandemrix(r). La vaccination par Pandemrix(r) induit alors la différentiation des lymphocytes T CD4 et CD8 en sous-types inflammatoires chez les souris sauvages ou Orex-HA. Par contre, seul le transfert de lymphocytes T CD4 ou de la combinaison de lymphocytes T CD4 et CD8, aboutit à un infiltrat hypothalamique chez les animaux transgéniques. De manière intéressante, les lymphocytes T CD8 représentent la majorité des lymphocytes T, infiltrant le système nerveux central. Ces résultats indiquent que les lymphocytes T, sont à même d'induire une destruction des neurones à orexine de façon antigène dépendante. De façon cohérente, si l'on considère l'association de la narcolepsie avec un variant du locus HLA de classe II, les lymphocytes T CD4 semblent jouer un rôle clé dans l'initiation de la pathologie. Cependant dans notre modèle, les lymphocytes T CD8 sont les effecteurs finaux d'une destruction au sein de l'hypothalamus. Ces résultats encouragent à poursuivre l'investigation des processus auto-immuns à l'œuvre dans la narcolepsie, afin de proposer des immunothérapies aux patients. / Narcolepsy with cataplexy is a rare and severe sleep disorder caused by the selective destruction of hypothalamic neurons secreting orexin. This disease has been associated with genetic, environmental and biological factors pointing to an autoimmune origin. Furthermore, in 2009, the pandemic H1N1 influenza vaccination campaign using Pandemrix(r)(GlaxoSmith Kline Vaccine) led to a marked increase of narcoleptic cases in Europe. Current animals models of narcolepsy do not allow studying the etiology of this disorder. Our goal was to develop a mouse model in order to study pathophysiology of narcolepsy including the immune mechanisms in response to vaccination leading to orexin neuron loss. We have generated mice (called Orex-HA) expressing influenza virus hemagglutinin (HA) in the orexin neuron. First, we have injected either CD4 Th1 cells or CD8 cytotoxic T lymphocytes in Orex-HA mice and controls, in order to analyze their ability to create hypothalamic inflammation. Interestingly, whereas both subsets were able to create local inflammation within the hypothalamus, only cytotoxic T lymphocytes were able to induce orexin neuron loss. This destruction, of about 70% of orexin neurons in Orex-HA, led to development of both electrophysiological and behavioral manifestations reminiscent of human narcolepsy. To test the impact of vaccination on development of narcolepsy, we transferred naive HA-specific CD4 and/or CD8 T cells into Orex-HA recipients before immunizing with Pandemrix(r). The vaccination with Pandemrix(r) induced pro-inflammatory differentiation of both CD4 and CD8 T cells in Wild Type (WT) and Orex-HA animals. However, only the transfer of CD4 or combination of CD4 and CD8 T cells led to hypothalamic inflammation in transgenic animals. Interestingly, CD8 T cells were the main population of T lymphocytes infiltrating the brain. Collectively, these findings demonstrate that T cells can mediate the destruction of orexin neurons. Consistent with the outstanding genetic association of narcolepsy with a specific class II HLA variant, CD4 T cells are likely to play a major role in enhancing the pathogenic autoimmune response in periphery. However, CD8 T cells appeared as the final effector of neuronal destruction in the central nervous system. These results incite to continue to study in depth the autoimmune origin of this disorder in order to propose immunoactive treatment to narcoleptic patients.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

TSSP (Protéase à Sérine Spécifique du Thymus) est une protéase exprimée de manière prépondérante dans le thymus par les cellules épithéliales thymiques corticales (cTEC) et par les cellules dendritiques thymiques (tDC). En revanche, TSSP n'est pas exprimée par les cellules dendritiques (DC) en périphérie même après activation par des agonistes de TLR (Toll-like Receptor). L'équipe a précédemment montré que les souris NOD déficientes pour TSSP (NOD TSSP°) sont totalement résistantes au développement du diabète de type 1 (T1D) contrairement aux souris NOD WT qui développent de manière spontanée la pathologie. L'absence de T1D est due à une augmentation de la sélection négative de cellules T CD4 spécifiques de certains antigènes des ilots de Langerhans par les tDC. Ainsi, la déficience en TSSP conduit à l'épuration du répertoire des cellules T CD4 auto-réactifs par des évènements de sélection négative dans le thymus limitant ainsi le développement du T1D. Bien que la fonction précise de TSSP reste inconnue, ces données et des données complémentaires montrent que TSSP dans les tDC limite la présentation de certains antigènes des ilots de Langerhans dans la voie classe II. Nous avons, dans un premier temps, déterminé si le rôle de TSSP peut être généralisé à une autre maladie auto-immune médiée également par les cellules T CD4, l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE), un modèle murin de sclérose en plaque. Nous avons montré que la sévérité de l’EAE induite par immunisation avec le peptide MOG35-55 (Glycoprotéine de l'Oligodendrocyte de la Myéline) est réduite chez les souris NOD TSSP°. La réduction de sévérité chez les souris NOD TSSP° est associée à une augmentation de la délétion des cellules T CD4 spécifiques du peptide MOG35-55. TSSP limiterait la délétion thymique des cellules T CD4 spécifiques de MOG35-55. Ainsi TSSP, en réduisant le répertoire peptidique présenté par les molécules I-Ag7, conduirait à un défaut de tolérance centrale favorisant le développement de maladies auto-immunes. Dans un second temps, l’objectif de mes travaux de thèse a été d'apporter de nouvelles connaissances quant à la fonction de TSSP dans les tDC. L’ensemble des données suggèrent que TSSP limiterait la présentation d’antigènes dans la voie classe II, nous avons donc analysé les capacités d’internalisation et de dégradation des tDC par imagerie en flux. Nous avons montré que TSSP limite spécifiquement l'internalisation de la protéine ovalbumine dans les cellules dendritiques conventionnelles 2 (cDC2) et dans une lignée de DC mais n'affecte pas leurs capacités dégradatives. De plus, la réduction de l’internalisation des antigènes dans les tDC de souris NOD WT est indépendant de l’endocytose médiée par récepteur. Ces données suggèrent que TSSP en réduisant l'internalisation des antigènes pourrait limiter la formation de complexes peptide/CMH II et la présentation antigénique dans la voie classe II. Par ce mécanisme, TSSP induirait un défaut de tolérance centrale et favoriserait le développement de maladies auto-immunes. / TSSP (Thymus Specific Serine Protease) is a protease expressed predominantly in the thymus by thymic epithelial cortical cells (cTEC) and thymic dendritic cells (tDC). In contrast, TSSP is not expressed by dendritic cells (DC) in the periphery even after activation by TLR agonists (Toll-like Receptor). Previous studies showed that TSSP-deficient NOD mice are completely resistant to the development of type 1 diabetes (TD1) whereas NOD WT mice spontaneously develop pathology. The absence of T1D is due to an increase in the negative selection, by tDC, of CD4 T cells specific for certain antigens of the islets of Langerhans. Thus, TSSP deficiency leads to the crippling of the autoreactive CD4 T cells repertoire by negative selection in the thymus limiting the development of T1D. Although the precise function of TSSP remains unknown, these data and complementary data show that TSSP in tDC limits the presentation of certain islet antigens in the class II pathway. At first, the aim of my PhD work was to determine if the role of TSSP can be generalized to another autoimmune disease also mediated by CD4 T cells, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a mouse model of multiple sclerosis. We have shown that the severity of EAE induced by immunization with MOG35-55 (Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein) peptide is reduced in NOD TSSP° mice. Reduced disease severity is linked to increased deletion of MOG35-55 specific CD4 T cells in TSSP-deficient NOD mice. TSSP would limit the thymic deletion of MOG35-55 specific CD4 T cells. Thus, by reducing the peptide repertoire presented by the IAg7 molecules, TSSP would limit central tolerance and favor the development of autoimmune diseases. In continuation, the second objective of my thesis work was to clarify the function of TSSP in tDC. Given the suspected role of TSSP in the class II pathway we analyzed the internalization and degradation capabilities of tDCs by flow imaging. We have shown that TSSP specifically limits the internalization of ovalbumin protein in conventional dendritic cells 2 (cDC2) and in a DC line but does not affect the degradation of endocytosed OVA. The reduction of antigens internalization in the tDC of NOD WT mice is independent of receptor-mediated endocytosis. These data suggest that, by reducing internalization of antigens, TSSP could limit the formation of peptide/MHC II complexes and antigenic presentation in the class II pathway. By this mechanism, TSSP induces a defect of central tolerance and promotes the development of autoimmune diseases

Mitochondria are intracellular organelles in control of numerous biological functions (e.g.,from energy supply to steroidogenesis and programmed cell death by apoptosis). Evolutively, mitochondria are considered as derived from the endosymbiosis between an α-proteobacterium and a primitive eukaryotic cell. Due to its origin, the organelle displays prokaryotic motifs such as a circular double-stranded hypomethylated DNA (i.e., mtDNA) and N-formylated peptides. Intact or damaged mitochondria, as well as mitochondrial components may be extruded in the extracellular space upon cell activation or death. These features, as well as several biomolecules localized within the mitochondrion (e.g.,ATP, cytochrome C) are able to be recognized by the innate immune system as mitochondrial damage-associated molecular patterns, thus eliciting a proinflammatory response. A humoral immune response comprising anti-mitochondrial antibodies (AMA) is also described in various autoimmune conditions, such as AMA-M2 in primary biliary cirrhosis (i.e., PBC). Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by the alternance of flares and phases of remission, due to the deposition of antibody-antigen scaffolds (i.e., immune complexes) within tissues, leading to various clinical manifestations (e.g., neuropsychiatric, hematological or dermatological disorders). The antiphospholipid syndrome (i.e., APS) is an autoimmune disease, with thromboembolic and/or obstetrical manifestations, that can either be found alone or along with SLE. While the immunogenicity of cardiolipin (i.e., a phospholipid uniquely synthetized by mitochondria In humans) is well described in SLE and APS (i.e., anticardiolipins), mitochondrial proteins targeted by autoantibodies are still poorly known. The present doctoral thesis follows my masters' project during which I developed ELISAs allowing for the detection of AMA targeting intact mitochondria (i.e., AwMA) or mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. The present project aims aims to characterize the mitochondrial immunogenicity in SLE and APS. The University of Toronto Lupus Clinic cohort comprise sera from patients with SLE or APS (n=175 and n=12 respectively). AwMA and AmtDNA levels were assessed in these samples, as well as in sera from healthy volunteers (n=43) or patients with PBC (n=12). I observed that all patients had increased AwMA, compared to healthy individuals. AmtDNA were only increased in SLE patients and were associated with increased past reports of lupus nephritis (p=0.01). These results were published in March 2019 in Scientific Reports². During the acquisition of these data, I observed that patients' sera also presented immunoreactivity against mitochondrial RNA (i.e., mtRNA). I thus adapted my assays to detect autoantibodies against mtRNA (i.e., AmtRNA), and assessed their levels in sera from patients includes in the systemic autoimmune rheumatic disease biobank and data repository (i.e., SARD-BDB. Healthy:n=30, SLE:n=87). AmtRNA were significantly elevated in SLE (IgG: p<0.0001, IgM:p=0.0493). Surprisingly, AmtRNA-IgG were associated with decreased reports of past lupus nephritis (p=0.03) and carotid plaque (p=0.04). This study was published in Frontiers in Immunology in May 2019³. As each AMA assessed displayed biostatistical associations with antiphospholipids, I replicated these protocols, using sera from patients with APS, included in the SARD-BDB (n=27). AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) and AmtDNA-IgM were increased in APS (p=0.009). However, only AmtDNA-IgM were associated with reports of arterial thromboses (p=0.047). This pilot study was published in Lupus in August 2020⁴. In a a recent study, accepted in Arthritis & Rheumatology in January 2022⁵, we identified by mass spectrometry 1345 proteins associated with AwMA, 431 of with were assigned to the mitochondrial proteome. These results allowed to identify two candidates: C1qBP and Mfn-1. IgGs to C1qBP were increased in (p=0.0167) and associated with positivity to the lupus anticoagulant (p=0.049) in SLE. IgGs against Mfn-1 are interesting candidates for the prediction of the disease (p=0.0052) and are associated with positivity to antiphospholipids (p=0.011) and antibodies against double-stranded DNA (p = 0.0005). These results highlight the immunogenicity of the organelle in SLE and APS. Mitochondrial antigens are interesting candidates for the development of novel clinical assays allowing improved prognosis, diagnosis, or disease stratification, ultimately contributing to the improvement of medical care for people with autoimmune conditions. / Les mitochondries sont des organelles intracellulaires considérées comme issues de l'endosymbiose entre une α-protéobactérie et une cellule eucaryote primitive. L'organelle exprime ainsi des motifs moléculaires en lien avec son origine procaryote tels qu'un ADN hypométhylés (i.e., mtDNA) ou des peptides N-formylés. Des mitochondries ou bien des composantes mitochondriales pourront être libérées dans le milieu extracellulaire lors de différents évènements d'activation ou de mort cellulaire. Ces caractéristiques ainsi que certaines biomolécules, spécifiquement localisées dans la mitochondrie (e.g.,ATP, cytochrome C) auront la capacité d'être reconnues comme des motifs de dangers et de stimuler une réponse proinflammatoire de la part des cellules du système immunitaire inné. Une réponse humorale constituée d'anticorps anti-mitochondriaux (AMA) est connue dans différents troubles auto-immuns tels que les AMA-M2 dans la cirrhose biliaire primitive (PBC). Le lupus érythémateux disséminé (SLE) est une maladie auto-immune caractérisée par une succession de phases d'exacerbation et de rémission dues au dépôt d'enchevêtrements d'autoanticorps et de leurs antigènes dans les tissus, aboutissant à une grande variété de manifestations cliniques (e.g.,manifestations neuropsychiatriques, hématologiques, dermatologiques). Le syndrome des antiphospholipides (APS) est une maladie qui peut être distincte ou associée au SLE et présente des manifestations thromboemboliques et/ou obstétriques. Bien que l'immunogénicité de la cardiolipine (i.e., phospholipide uniquement synthétisée dans la mitochondrie chez l'humain) soit connue dans le cadre du SLE et de l'APS (i.e., anticardiolipines), l'antigénicité des protéines mitochondriales reste encore méconnue. Cette thèse de doctorat fait suite à mes travaux de maîtrise au cours desquels, j'ai développé des ELISAs permettant de mesurer des niveaux des IgGs dirigés contre les mitochondries intactes (i.e., AwMA) et le mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. Mon projet de thèse vise à caractériser l'immunogénicité mitochondriale dans l'auto-immunité. La cohorte de la University of Toronto Lupus Clinic regroupe des échantillons d'échantillons de séra de patients souffrant de SLE ou d'APS (n=175 et n=12, respectivement). Les AwMA, et AmtDNA ont été mesurés au sein de ces échantillons ainsi que d'échantillons de volontaires sains (n=43) et de donneurs souffrant de PBC (n=12). Les patients souffrant des trois conditions présentaient une augmentation significative des AwMA par rapport aux contrôles sains. Les AmtDNA, uniquement augmentés chez les patients SLE (p=0.0004) ont été associés à des antécédents accrus de néphrite lupique (p=0.01). Ces résultats ont été publiés en mars 2019 dans le journal Scientific Reports² . Durant ces mesures, j'ai observé que les séra de patients présentaient aussi une immunoréactivité dirigée contre l'ARN mitochondrial (mtRNA). J'ai, par la suite, adapté mes tests pour détecter les AMA dirigés contre le mtRNA (i.e., AmtRNA) et les ai mesurés à l'aide de séra inclus dans la cohorte des maladies rhumatismales auto-immunes systémiques (MRAS. Sains:n=30, SLE:n=87). Les d'AmtRNA sont significativement élevés dans le SLE (IgG:p<0.0001 , IgM:p=0.0493). De façon surprenante, les AmtRNA-IgG sont associés avec des historiques réduits de néphrite lupique (p=0.03) et de plaque carotidienne (p=0.04). Ces travaux ont été publiés dans le journal Frontiers in Immunology en mai 2019³. L'ensemble des AMA mesurés présentant des associations biostatistiques avec différents anticorps antiphospholipides. J'ai répliqué mon protocole sur des échantillons de patients souffrant d'APS, inclus dans la cohorte MRAS (n=27). Les AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) et les AmtDNA-IgM sont augmentés dans l'APS (p=0.009). Seuls les AmtRNA-IgM sont associées avec une diminution des antécédents de thromboses artérielles (p=0.047). Ce projet a fait l'objet d'un article, publié dans Lupus en aout 2020⁴. Dans une autre étude, acceptée dans le journal Arthritis & Rheumatology en janvier 2022⁵, nous avons identifié, par spectrométrie de masse, 1345 protéines associées aux AwMA dont 431 sont associées avec le protéome mitochondrial. Ces résultats m'ont permis d'identifier deux candidats d'intérêts : C1qBP et Mfn-1. Les anti-C1qBP sont significativement augmentés chez les patients lupiques (p=0.0167) et sont associés avec la positivité pour l'anticoagulant lupique (p=0.049). Les anti-Mfn1 constituent de potentiels candidats pour prédire la maladie (p=0.0052). Ils sont, par ailleurs, associés avec la positivité aux antiphospholipides (p=0.011) et aux anti-ADN double brins (p=0.0005). Ces résultats soulignent l'immunogénicité de la mitochondrie dans le SLE et l'APS. Les AMA et leurs cibles constituent de nouvelles avenues d'intérêt dans la mise au point de nouveaux tests cliniques permettant le diagnostic, le pronostic ou la classification de la maladie afin d'améliorer la prise en charge des patients lupiques.

L’hépatite auto-immune (HAI) est une maladie auto-immune multifactorielle du foie de pathogenèse inconnue. Cette maladie est caractérisée par une perte de la tolérance immunologique envers des antigènes du soi hépatiques entraînant une destruction progressive du parenchyme hépatique en absence de traitements. La prednisone avec l’azathioprine est le traitement de première ligne pour les patients atteints d’HAI. Cette combinaison d’immunosuppresseurs permet de réduire l’inflammation du foie et permet d’induire une rémission chez environ 80 à 90% des patients. Bien que la majorité des patients atteints d’HAI répondent bien à long terme aux traitements disponibles, 10 à 20% de ceux-ci ne répondront pas aux traitements, développeront une cirrhose et pourront nécessiter éventuellement d’une greffe hépatique. Puisqu’à l’heure actuelle aucun test clinique, biologique ou histologique n’est capable de prédire s’il y aura réponse aux traitements et rémission chez les patients atteints d’HAI, il est important d'identifier des biomarqueurs capables de prédire la réponse au traitement et l'activité de la maladie chez ces patients. L’hypothèse de ce projet est que la rémission clinique et une réponse favorable au traitement chez les patients HAI sont influencées par des médiateurs immunologiques (cellules et/ou cytokines) qui, lorsqu’identifiés, pourraient être utilisés pour évaluer la réponse au traitement. Le but de ce projet est donc d’identifier un ou plusieurs biomarqueurs de l'activité de la maladie et de la réponse au traitement chez les patients HAI. Selon les résultats obtenus, il est possible de suggérer que l’IL-16 pourrait influencer l’activité de l’HAI en affectant à la fois les voies pro-inflammatoires et anti-inflammatoires. Les résultats obtenus suggèrent aussi que l’IL-10, l’IL-16 et certaines sous-populations de lymphocytes T CD4 effecteurs et régulateurs pourraient être des biomarqueurs potentiels de l'activité de la maladie et de la réponse au traitement chez les patients HAI. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour valider l'utilité de ces biomarqueurs dans la prédiction de la réponse au traitement et de l'activité de la maladie chez les patients atteints d’HAI. / Autoimmune hepatitis (AIH) is a multifactorial autoimmune liver disease of unknown pathogenesis characterized by a loss of immunological tolerance towards hepatic self-antigens leading to progressive destruction of the liver parenchyma in the absence of treatment. Prednisone with azathioprine is the first-line treatment for AIH patients. This combination of immunosuppressants helps reduce liver inflammation and induces remission in approximately 80 to 90% of patients. Although most AIH patients respond to available treatments, 10 to 20% will not respond to treatment and will develop cirrhosis and may eventually require a liver transplant. Currently, no clinical, biological, or histological parameters can predict the initial response to treatment or long-term remission of patients with AIH. Therefore, there is a crying need for reliable biomarkers capable of predicting response to treatment and disease activity in these patients. The hypothesis of this project is that clinical remission and a favorable response to treatment in AIH patients are influenced by immunological mediators (cells and/or cytokines) which, when identified, could be used to evaluate the response to treatment. The aim of this project is therefore to identify biomarker(s) of disease activity and treatment response in AIH patients. According to our results, we believe that IL-16 could influence AIH activity by affecting both proinflammatory and anti-inflammatory pathways. Our results also suggest that IL-10, IL-16 and subpopulations of effector and regulatory CD4 T cells could be putative biomarkers of disease activity and response to treatment in AIH patients. However, further research is needed to validate the usefulness of these biomarkers in predicting treatment response and disease activity in AIH patients.

La sclérose en plaques (SP) est une maladie auto-immune chronique du système nerveux central (SNC) caractérisée par une neurodégénérescence et une invalidité croissante avec le temps. Au Canada, plus de 100 000 personnes sont atteintes de SP. Plusieurs facteurs peuvent contribuer à l’aggravation de la maladie, mais la cause exacte n’est toujours pas connue. Il est largement admis que les lymphocytes T et B franchissent la barrière hémato-encéphalique et invoquent une attaque inflammatoire contre la myéline du SNC. Le rôle des cellules T et B dans l'auto-immunité du SNC peut être étudié à l'aide d'un modèle animal appelé encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Dans la première partie de la thèse, j'ai utilisé une souris transgénique sur un fond de diabète non obèse (DNO) appelé 1C6, dont les cellules T réagissent spécifiquement à un peptide de la myéline, la glycoprotéine de la myéline provenant des oligodendrocytes 35-55 (MOG[35-55]). Les cellules T CD4 de souris 1C6 mâles et femelles sont différenciées en cellules Th17 et sont transférées de manière adoptive à des souris DNOscid déficientes en lymphocytes. Les cellules 1C6 Th17 mâles sont devenues très pathogéniques par rapport aux femelles et ont induit une maladie évolutive sévère chez les receveurs. Les cellules Th17 des deux sexes présentaient une plasticité phénotypique telle que mesurée par leur expression de la cytokine Th1 classique IFN-©. Cependant, les Th17 mâles affichent une production accrue d’ IFN-© par les cellules Th17 mâles, ce qui est corrélé à la gravité de la maladie chez les souris receveuses. L'utilisation d'un modèle de génotype à quatre noyaux nous a permis de séparer l'effet des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels dans l'EAE. Nous avons découvert qu'un gène de régulation immunitaire dans le chromosome X, appelé Jarid1c, s'est avéré être régulé négativement dans les cellules Th17 mâles ayant causé une plus grande sévérité, ainsi que dans les cellules T CD4+ provenant du sang périphérique d'hommes atteints de SP. Dans la deuxième partie de la thèse, j'ai utilisé une souris transgénique appelée IgH[MOG] sur un fond DNO dont les cellules B sont spécifiques de la protéine MOG. Lors de l'immunisation avec MOG[35-55], les souris IgH[MOG] ont présenté une EAE rapide et létale, qui est corrélée à l'inflammation et à la démyélinisation du système nerveux central de ces souris. Ceci est accompagné par l'infiltration de cellules B et de cellules T dans le système nerveux central. Chez les souris IgH[MOG], les cellules T CD4+ infiltrantes dans le SNC sont devenues très pro-inflammatoires, comme le montre leur production d'IL-17 et de GM-CSF dans le SNC. Par conséquent, nos données fournissent un aperçu des contributions des réponses des cellules T Th17, du sexe masculin et des cellules B dans l'auto-immunité chronique du SNC. À l’avenir, ces travaux pourraient nous permettre d’identifier des molécules et des voies pouvant être ciblées pour le traitement de la SP. / Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune disease of the central nervous system (CNS) marked by neurodegeneration and accumulating disability over time. Over 100,000 people in Canada are affected by MS. Multiple factors could contribute to the worsening of the disease and yet the exact cause is still unknown. It is widely accepted that T and B lymphocytes cross the blood-brain barrier and invoke an inflammatory attack against CNS myelin. The role of T and B cells in CNS autoimmunity can be studied using an animal model called experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). In the first part of this thesis, I have used a transgenic mouse on a non-obese diabetic (NOD) background called 1C6 whose T cells possess specificity for a myelin-derived peptide, myelin oligodendrocyte glycoprotein 35-55 (MOG[35-55]). 1C6 CD4+ T cells from both male and female mice are differentiated into Th17 cells and are adoptively transferred into lymphocyte deficient NOD.Scid mice. Male 1C6 Th17 cells became highly pathogenic compared to the females and induced a severe progressive disease in the recipients. Th17 cells from both sexes exhibited phenotypic plasticity as measured by their expression of the classic Th1 cytokine IFN-©. However, male Th17 display increased production of IFN-© by male Th17 cells and this is correlated with disease severity in recipient mice. The use of four core genotype model has allowed us to segregate the effect of sex hormones and sex chromosomes in EAE. We uncovered an immune regulatory gene in the X chromosome called Jarid1c is found to be downregulated in both male Th17 cells that caused greater severity as well as in CD4+ T cells from the peripheral blood of men with MS. In the second part of the thesis, I utilized a transgenic mouse called IgH[MOG] on a NOD background whose B cells are specific for MOG protein. Upon immunization with MOG[35-55], IgH[MOG] mice displayed a rapid and lethal EAE, which is correlated to the inflammation and demyelination in the CNS of these mice. This is accompanied by the infiltration of B cells and T cells into the CNS. In IgH[MOG] mice, CNSinfiltrating CD4+ T cells became highly proinflammatory as measured by their production of IL-17 and GM-CSF in the CNS. Hence, our data provide insight into the contributions of Th17 T cell responses, male sex and B cells in chronic CNS autoimmunity. In the future, this work may permit us to identify targetable molecules and pathways for the treatment of MS.

Mitochondria are intracellular organelles in control of numerous biological functions (e.g.,from energy supply to steroidogenesis and programmed cell death by apoptosis). Evolutively, mitochondria are considered as derived from the endosymbiosis between an α-proteobacterium and a primitive eukaryotic cell. Due to its origin, the organelle displays prokaryotic motifs such as a circular double-stranded hypomethylated DNA (i.e., mtDNA) and N-formylated peptides. Intact or damaged mitochondria, as well as mitochondrial components may be extruded in the extracellular space upon cell activation or death. These features, as well as several biomolecules localized within the mitochondrion (e.g.,ATP, cytochrome C) are able to be recognized by the innate immune system as mitochondrial damage-associated molecular patterns, thus eliciting a proinflammatory response. A humoral immune response comprising anti-mitochondrial antibodies (AMA) is also described in various autoimmune conditions, such as AMA-M2 in primary biliary cirrhosis (i.e., PBC). Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by the alternance of flares and phases of remission, due to the deposition of antibody-antigen scaffolds (i.e., immune complexes) within tissues, leading to various clinical manifestations (e.g., neuropsychiatric, hematological or dermatological disorders). The antiphospholipid syndrome (i.e., APS) is an autoimmune disease, with thromboembolic and/or obstetrical manifestations, that can either be found alone or along with SLE. While the immunogenicity of cardiolipin (i.e., a phospholipid uniquely synthetized by mitochondria In humans) is well described in SLE and APS (i.e., anticardiolipins), mitochondrial proteins targeted by autoantibodies are still poorly known. The present doctoral thesis follows my masters' project during which I developed ELISAs allowing for the detection of AMA targeting intact mitochondria (i.e., AwMA) or mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. The present project aims aims to characterize the mitochondrial immunogenicity in SLE and APS. The University of Toronto Lupus Clinic cohort comprise sera from patients with SLE or APS (n=175 and n=12 respectively). AwMA and AmtDNA levels were assessed in these samples, as well as in sera from healthy volunteers (n=43) or patients with PBC (n=12). I observed that all patients had increased AwMA, compared to healthy individuals. AmtDNA were only increased in SLE patients and were associated with increased past reports of lupus nephritis (p=0.01). These results were published in March 2019 in Scientific Reports². During the acquisition of these data, I observed that patients' sera also presented immunoreactivity against mitochondrial RNA (i.e., mtRNA). I thus adapted my assays to detect autoantibodies against mtRNA (i.e., AmtRNA), and assessed their levels in sera from patients includes in the systemic autoimmune rheumatic disease biobank and data repository (i.e., SARD-BDB. Healthy:n=30, SLE:n=87). AmtRNA were significantly elevated in SLE (IgG: p<0.0001, IgM:p=0.0493). Surprisingly, AmtRNA-IgG were associated with decreased reports of past lupus nephritis (p=0.03) and carotid plaque (p=0.04). This study was published in Frontiers in Immunology in May 2019³. As each AMA assessed displayed biostatistical associations with antiphospholipids, I replicated these protocols, using sera from patients with APS, included in the SARD-BDB (n=27). AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) and AmtDNA-IgM were increased in APS (p=0.009). However, only AmtDNA-IgM were associated with reports of arterial thromboses (p=0.047). This pilot study was published in Lupus in August 2020⁴. In a a recent study, accepted in Arthritis & Rheumatology in January 2022⁵, we identified by mass spectrometry 1345 proteins associated with AwMA, 431 of with were assigned to the mitochondrial proteome. These results allowed to identify two candidates: C1qBP and Mfn-1. IgGs to C1qBP were increased in (p=0.0167) and associated with positivity to the lupus anticoagulant (p=0.049) in SLE. IgGs against Mfn-1 are interesting candidates for the prediction of the disease (p=0.0052) and are associated with positivity to antiphospholipids (p=0.011) and antibodies against double-stranded DNA (p = 0.0005). These results highlight the immunogenicity of the organelle in SLE and APS. Mitochondrial antigens are interesting candidates for the development of novel clinical assays allowing improved prognosis, diagnosis, or disease stratification, ultimately contributing to the improvement of medical care for people with autoimmune conditions. / Les mitochondries sont des organelles intracellulaires considérées comme issues de l'endosymbiose entre une α-protéobactérie et une cellule eucaryote primitive. L'organelle exprime ainsi des motifs moléculaires en lien avec son origine procaryote tels qu'un ADN hypométhylés (i.e., mtDNA) ou des peptides N-formylés. Des mitochondries ou bien des composantes mitochondriales pourront être libérées dans le milieu extracellulaire lors de différents évènements d'activation ou de mort cellulaire. Ces caractéristiques ainsi que certaines biomolécules, spécifiquement localisées dans la mitochondrie (e.g.,ATP, cytochrome C) auront la capacité d'être reconnues comme des motifs de dangers et de stimuler une réponse proinflammatoire de la part des cellules du système immunitaire inné. Une réponse humorale constituée d'anticorps anti-mitochondriaux (AMA) est connue dans différents troubles auto-immuns tels que les AMA-M2 dans la cirrhose biliaire primitive (PBC). Le lupus érythémateux disséminé (SLE) est une maladie auto-immune caractérisée par une succession de phases d'exacerbation et de rémission dues au dépôt d'enchevêtrements d'autoanticorps et de leurs antigènes dans les tissus, aboutissant à une grande variété de manifestations cliniques (e.g.,manifestations neuropsychiatriques, hématologiques, dermatologiques). Le syndrome des antiphospholipides (APS) est une maladie qui peut être distincte ou associée au SLE et présente des manifestations thromboemboliques et/ou obstétriques. Bien que l'immunogénicité de la cardiolipine (i.e., phospholipide uniquement synthétisée dans la mitochondrie chez l'humain) soit connue dans le cadre du SLE et de l'APS (i.e., anticardiolipines), l'antigénicité des protéines mitochondriales reste encore méconnue. Cette thèse de doctorat fait suite à mes travaux de maîtrise au cours desquels, j'ai développé des ELISAs permettant de mesurer des niveaux des IgGs dirigés contre les mitochondries intactes (i.e., AwMA) et le mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. Mon projet de thèse vise à caractériser l'immunogénicité mitochondriale dans l'auto-immunité. La cohorte de la University of Toronto Lupus Clinic regroupe des échantillons d'échantillons de séra de patients souffrant de SLE ou d'APS (n=175 et n=12, respectivement). Les AwMA, et AmtDNA ont été mesurés au sein de ces échantillons ainsi que d'échantillons de volontaires sains (n=43) et de donneurs souffrant de PBC (n=12). Les patients souffrant des trois conditions présentaient une augmentation significative des AwMA par rapport aux contrôles sains. Les AmtDNA, uniquement augmentés chez les patients SLE (p=0.0004) ont été associés à des antécédents accrus de néphrite lupique (p=0.01). Ces résultats ont été publiés en mars 2019 dans le journal Scientific Reports² . Durant ces mesures, j'ai observé que les séra de patients présentaient aussi une immunoréactivité dirigée contre l'ARN mitochondrial (mtRNA). J'ai, par la suite, adapté mes tests pour détecter les AMA dirigés contre le mtRNA (i.e., AmtRNA) et les ai mesurés à l'aide de séra inclus dans la cohorte des maladies rhumatismales auto-immunes systémiques (MRAS. Sains:n=30, SLE:n=87). Les d'AmtRNA sont significativement élevés dans le SLE (IgG:p<0.0001 , IgM:p=0.0493). De façon surprenante, les AmtRNA-IgG sont associés avec des historiques réduits de néphrite lupique (p=0.03) et de plaque carotidienne (p=0.04). Ces travaux ont été publiés dans le journal Frontiers in Immunology en mai 2019³. L'ensemble des AMA mesurés présentant des associations biostatistiques avec différents anticorps antiphospholipides. J'ai répliqué mon protocole sur des échantillons de patients souffrant d'APS, inclus dans la cohorte MRAS (n=27). Les AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) et les AmtDNA-IgM sont augmentés dans l'APS (p=0.009). Seuls les AmtRNA-IgM sont associées avec une diminution des antécédents de thromboses artérielles (p=0.047). Ce projet a fait l'objet d'un article, publié dans Lupus en aout 2020⁴. Dans une autre étude, acceptée dans le journal Arthritis & Rheumatology en janvier 2022⁵, nous avons identifié, par spectrométrie de masse, 1345 protéines associées aux AwMA dont 431 sont associées avec le protéome mitochondrial. Ces résultats m'ont permis d'identifier deux candidats d'intérêts : C1qBP et Mfn-1. Les anti-C1qBP sont significativement augmentés chez les patients lupiques (p=0.0167) et sont associés avec la positivité pour l'anticoagulant lupique (p=0.049). Les anti-Mfn1 constituent de potentiels candidats pour prédire la maladie (p=0.0052). Ils sont, par ailleurs, associés avec la positivité aux antiphospholipides (p=0.011) et aux anti-ADN double brins (p=0.0005). Ces résultats soulignent l'immunogénicité de la mitochondrie dans le SLE et l'APS. Les AMA et leurs cibles constituent de nouvelles avenues d'intérêt dans la mise au point de nouveaux tests cliniques permettant le diagnostic, le pronostic ou la classification de la maladie afin d'améliorer la prise en charge des patients lupiques.