Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La famille des facteurs de transcription lkaros, est composée des protéines lkaros, Helios, Aiolos et Eos. Elles sont exprimées pendant le développement et régulent la différenciation des lymphocytes B et T. Ces protéines présentent une forte homologie de leurs séquences nucléiques et protéiques et sont toutes impliquées dans l'apparition de leucémies lymphoblastiques T ou B. Ces facteurs présentent toutefois de très fortes divergences dans leurs profils d'expression, leurs fonctions et leurs gènes cibles. Ce travail à partir d'une lignée cellulaire T immature déficiente pour lkaros à permis d'étudier les différences fonctionnelles et moléculaires des membres de la famille. La réexpression d'lkaros, d'Aiolos et d'Helios permet la différenciation et la diminution de la prolifération de ces cellules. Cette expérience a montré que les différents membres de la famille avaient des capacités distinctes pour activer ou réprimer certains gènes cibles. Un échange des séquences des domaines de liaison à l'ADN de Aiolos et d'lkaros, a permis de montrer que la spécificité fonctionnelle est en partie déterminée par le domaine de liaison à l'ADN, mais aussi par les autres régions d'lkaros et d'Aiolos. / The lkaros transcription factor family is made of the proteins lkaros, Helios, Aiolos and Eos. They are expressed during the development and regulate the differentiation of lymphocytes B and T. These proteins present a strong homology between their nucleic and protein sequences and are involved the appearance of T or B lymphoblastic leukaemia. However these factors present strong differences in their profiles of expression, their functions and their target genes. An immature T cell line, deficient for lkaros, allows us to study the functional and molecular differences of members of the family. There-expression of lkaros, Aiolos and Helios allows the differentiation and the decrease of the proliferation of these cells. I also showed that the various members of the family had different capacities to activate or repress certain target genes. An exchange of the protein sequences coding for the DNA binding domain (DBD), shows that the functional specificity is partially determined by the DBD domain, but also by the other regions of lkaros and Aiolos.

La réponse immuno-inflammatoire au cours du choc septique associe une importante réponse inflammatoire initiale responsable de l'état de choc et le développement secondaire d'altérations du système immunitaire. Les polynucléaires neutrophiles (PNN) jouent un rôle central dans la réponse immunitaire. Des données récentes de la littérature décrivent également un rôle immunosuppresseur jusqu'alors méconnu pour ces cellules. Nous avons exploré leur possible implication dans la physiopathologie du choc septique.Le but de ce travail était l'exploration des altérations phénotypiques, fonctionnelles et transcriptomiques des PNN lors de la phase immunosuppressive du choc septique. Nos résultats montrent une diminution de la capacité de migration des PNN ainsi qu'une diminution de la production de composés bactéricides (myéloperoxydase, lactoferrine) alors que la réponse aux cytokines et la phagocytose n'apparaissent pas altérées. Le contenu en myéloperoxydase et la présence de PNN immatures CD10dimCD16dim étaient indépendamment associés à une mortalité plus élevée. De manière intéressante, CD177 était le gène le plus différentiellement exprimé entre les patients et les volontaires sains. CD177 et CD10 étaient inversement corrélés. Ainsi, la diminution du chimiotactisme, la perte de myéloperoxydase, la présence de cellules immatures et leurs liens avec la mortalité pourraient contribuer au contexte d'immunosuppression présent chez les patients septiques. Au final, les pistes d'exploration futures convergent vers la population de PNN immatures et le rôle spécifique du CD177 dans les états septiques sévères / Severe septic syndromes deeply impair innate and adaptive immunity and are responsible for sepsis-induced immunosuppression. While neutrophils represent the first line of defense against infection, little is known about their phenotype and functions few days after sepsis, when the immunosuppressive phase is maximal (i.e., between day 3 and 8). The objective of this study was thus to perform a global evaluation of neutrophil alterations in immunosuppressed septic patients based on phenotypic, functional and transcriptomic studies. Our results highlight a markedly altered neutrophil chemotaxis (functional and chemokine receptor expressions), oxidative burst, lactoferrin content and an increased number of circulating immature granulocytes (i.e., CD10dimCD16dim). In contrast, phagocytosis and activation capacities were conserved. It is interesting to note that a diminished myeloperoxidase expression appeared as the best predictor to identify a group of septic shock patients at high risk of death. Similarly, patients with lower proportions of CD10dimCD16dim granulocytes had a significant better survival compared with patients presenting a higher percentage. CD177 mRNA, coding for an activation molecule in chemotaxis but also known to be overexpressed in immature cells, had the highest fold change modulation between patients and controls. Considering the potential dual roles of CD177 neutrophil (i.e., maturation / chemotaxis), its participation in septic shock pathophysiology deserves further investigation. To conclude, circulating neutrophils present with phenotypic, functional and morphological alterations few days after sepsis onset. These dysfunctions may participate in the deleterious role of sepsis-induced immunosuppression. The present results open new perspectives in the mechanisms favoring nosocomial infections after septic shock. They deserve to be further investigated in a larger clinical study and in animal models recapitulating these alterations

La plupart des virus sont connus pour leur capacité à causer des maladies symptomatiques chez l’Homme et chez les autres animaux. Certains d’entre eux sont des grands virus à ADN nommés Virus à Grand ADN Nucléo-Cytoplasmique (NCLDV), rapportés comme infectant les cellules eucaryotiques. Au début du XXI ème siècle, quatre familles ont été définies par Iyer et al. comme ayant une origine commune (groupe monophylétique) : Asfarviridae, Phycodnaviridae, Irido-Ascoviridae et Poxviridae.En 2003, la description d’Acanthamoeba polyphaga mimivirus a cassé un paradigme dans le monde des virus. Par leur taille de particule (450nm), par leur longueur de génomes(supérieure à 1Mb) et leur contenu génique, leur découverte a changé la définition traditionnelle des virus (Lwoff). Depuis 2013 et notamment par les isolements successifs de Pandoravirus,Pithovirus et Mollivirus, ces virus ont été décrits comme possédant de nouvelles propriétés.Leur découverte a été rendue possible grâce à la méthode de co-culture utilisant des protistes, notamment des cellules du genre Acanthamoeba. Cette méthode a été de nombreuses fois modulée par différentes équipes. Dans notre cas, nous avons combiné différentes stratégies appliquées à notre co-culture : la co-culture a été couplée à la cytométrie en flux pour détecter la lyse des protistes. De plus, la cytométrie a été utilisée avec un marqueur à ADN dans le but d’identifier de façon putative le virus et de discriminer les différentes populations virales. Enfin,nous sommes capables de séparer ces populations en utilisant un appareil FACS trieur.L’ensemble de ces techniques a permis l’isolement de nouveaux virus. / Most viruses are known for their ability to cause symptomatic diseases in humans andother animals. Some of them are large DNA viruses named Nucleo-cytoplasmic Large DNAviruses (NCLDV), known for infecting eukaryotic cells. At the beginning of the 21st centuryfour families were defined by Iyer et al. as having a common origin (monophyletic group):Asfarviridae, Phycodnaviridae, Irido-Ascoviridae and Poxviridae.In 2003, the description of Acanthamoeba polyphaga Mimivirus broke this paradigmin the virus world. Because of their particles size (450 nm), their genome size (up to 1Mb),and their gene contents, their discovery changed the traditional definition of viruses (Lwoff).Since 2013 and the successive isolations of Pandoravirus, Pithovirus and Mollivirus; theseviruses have been characterized as possessing various novel properties.Their discoveries have been possible thanks to the co-culture method using protistnotably Acanthamoeba genus cells. This method went through multiple improvements and isemployed by different teams in different ways. In our case and in order to enhance thismethod we combined strategies applied in our co-culture. Indeed, this method consists inusing flow cytometry to detect lysis of protist cells (after all steps of co-culture enrichment).In addition, the flow cytometry was used with a DNA marker in order to identity viruses anddiscriminate viral populations. Then, we were able, using a FACS sorter device, to separatedifferent viral populations from our supernatants.Altogether these techniques have permitted the isolation of new viruses.

Ce travail suggère que l'apotose régule différentiellement la demi-vie des populations lymphocytaires T productrices de cytokines. Processus anti-inflammatoire physiologique, l'apoptose exerce principalement son contrôle négatif sur les cellules T productrices de TNFa. Lors des traitements anti-rétroviraux combinés, la réduction de l'apoptose lymphocytaire est associée à une polarisation pro-inflammatoire qui pourrait favoriser la constitution des anomalies métaboliques mais aussi la survenue des pathologies inflammatoires associées à la restauration immunitaire.

L'analyse d'image est une méthode utile pour la caractérisation objective des populations cellulaires tumorales dans les cancers du sein. La prise en compte d'un nombre plus important de ces cas analysés selon des protocoles et des méthodes standardises est nécessaire pour évaluer la signification pronostique des paramétrés nucléaires ou de la fréquence de certains types nucléaires.

L'objectif principal de cette thèse était d'étudier l'impact de pesticides sur les communautés naturelles de phytoplancton côtier et sur le naissain d'huître creuse, en microcosmes in situ. Les communautés microbiennes (<200 µm) ont été exposées à six pesticides (quatre herbicides, un insecticide et un fongicide) à 0.1, 1, 10 et 100 µg/L de substance active, lors de dix expérimentations in situ. Le contenu des microcosmes a été analysé par trois méthodes :<br />- la « Temporal Temperature Gradient gel Electrophoresis » (TTGE), ou gel d'éléctrophorèse avec gradient de température dans le temps, permettant d'obtenir les empreintes génétiques des communautés procaryotes (avec l'ADN codant pour l'ARN ribosomal 16S) et eucaryotes (avec l'ADN codant pour l'ARN ribosomal 18S) ;<br />- la cytométrie en flux, qui permet de discriminer certaines populations photosynthétiques en fonction, notamment, de leurs signaux d'autofluorescence ;<br />- la Chromatographie Liquide Haute Pression (HPLC), permettant d'obtenir les empreintes pigmentaires des communautés photosynthétiques.<br />Des observations microscopiques ont complété l'analyse de certaines expériences. Les principaux résultats obtenus suggèrent une meilleure sensibilité de la TTGE pour la détection d'effets sur la structure de l'ensemble des communautés eucaryotes ou procaryotes, comparée aux deux autres méthodes qui concernent plus spécifiquement les communautés photosynthétiques. <br />Parmi les six formulations commerciales testées à 0.1 µg/L, aucun effet n'est détecté. Par contre, quatre formulations sont susceptibles de représenter un danger pour les communautés microbiennes à partir de 1 µg/L : les herbicides Basamaïs (bentazone), Roundup (glyphosate), Frontier (diméthénamide), ainsi que l'insecticide Dursban 4 (chlorpyrifos).<br />L'herbicide Basamaïs et le fongicide Opus ont été testés sur le naissain d'huître creuse, seuls à 10 et 70 µg/L, et en mélange à 10 µg/L chacun, au cours d'une expérimentation in situ. Les résultats obtenus démontrent un effet synergique des deux pesticides en mélange à 10 µg/L : la croissance du naissain est réduite de moitié, alors qu'elle n'est pas affectée par les pesticides seuls à 10 µg/L. <br />Cette thèse permet d'illustrer les dangers potentiels représentés par certains pesticides en milieu côtier, en particulier par le Roundup dont les effets apparaissent pour des concentrations testées proches des concentrations environnementales. Les résultats obtenus sur le naissain posent la question des interactions entre molécules et donc de la pertinence des seuils de toxicité réglementaires pour les substances seules, alors même que ces seuils peuvent être différents lorsque des interactions se produisent dans l'environnement.

Candida albicans est une levure commensale du tube digestif humain mais aussi un opportuniste vrai. Il est à l'origine de candidoses superficielles et de candidoses profondes avec un taux de mortalité élevé (30 à 40% des cas). La transition saprophyte-pathogène s'opère à la suite d'une baisse des défenses immunitaires de l'hôte (locales ou générales), permettant la multiplication des levures. Les travaux développés dans le laboratoire depuis les années 90, ont montré que les glycannes pariétaux des levures sont des stimuli pour la cellule macrophagique. Le but de ce travail a été de déterminer l'implication des glycannes présents dans la paroi des levures dans l'induction et la régulation de la réponse immune. Le développement de la technique de cytométrie de flux appliquée aux levures, a permis d'examiner les glycannes pariétaux susceptibles d'interagir avec la cellule hôte au moment du contact avec les macrophages. Les expériences de stimulation ont montré l'activité stimulatrice des levures vis-à-vis de cellules macrophagiques. Les résultats ont indiqué que, dépendant des récepteurs macrophagiques et des glycannes exprimés, différentes réponses cellulaires sont observées. Ainsi, S. cerevisiae, levure non pathogène, induit une réponse de type pro-inflammatoire. Des réponses cytokiniques opposées sont observées avec C. albicans. Cette balance entre réponse pro- et anti-inflammatoire dépend de la charge de levure intéragissant avec les cellules macrophagiques. Les études portant sur la modulation de l'expression glycannique de surface lors de la phagocytose des levures par les macrophages indiquent que lorsque le ratio levure/macrophage est important, l'expression des β-1,2 oligomannosides est augmentée dans le phagosome, sans exposition des β-glucanes, conduisant à une réponse cellulaire de type anti-inflammatoire. Au contraire, quand la charge en levure est limitée, les β-glucanes sont exposés, conduisant à une réponse pro-inflammatoire. Ainsi, ces résultats indiquent qu'en fonction des associations moléculaires et des ligands glycaniques, une réponse pro- ou anti-inflammatoire est élaborée. Les interactions entre les différents glycannes de la paroi de C. albicans et les récepteurs spécifiques des cellules macrophagiques sont critiques dans l'orientation de la réponse immune de l'hôte et donc dans la pathogénèse de la levure et l'infection.

La microcirculation est rapidement altérée dans le sepsis et la persistance de ces altérations est associée à un mauvais pronostic. La microcirculation est composée de vaisseaux invisibles à l’œil (< 100 µm), de l’endothélium, du glycocalyx, des cellules musculaires lisses et des éléments sanguins dont les GR. De nombreuses études animales et humaines ont rapporté des altérations rhéologiques des GR dans le sepsis. Ces modifications comprennent une diminution de la déformabilité, une augmentation de l’agrégation et de l’adhérence globulaire. De plus, l’altération de la déformabilité peut induire des altérations du flux microcirculatoire dans des modèles expérimentaux animaux. Ces mêmes altérations rhéologiques sont rapportées dans le diabète. Dans cette pathologie, les GR présentent une diminution du contenu membranaire en AS, comme dans les processus de sénescence. La déformabilité des GR dépend des caractéristiques cellulaires incluant surtout les propriétés de la membrane, la géométrie cellulaire et dans une moindre mesure la viscosité cellulaire. Malgré la connaissance des altérations de la rhéologie dans le sepsis, peu de travaux, au contraire du diabète, s’interessent aux modifications de la membrane. Nous avons étudié, par analogie aux altérations globulaires rapportées dans le diabète, la membrane des GR de patients admis en soins intensifs pour un sepsis, et comparé à des GR de patients non septiques et de volontaires sains. Le contenu membranaire en AS était significativement diminué chez les patients septiques par rapport aux patients non-septiques et aux volontaires sains. De plus, les GR des patients septiques, analysés par une technique de cytométrie en flux indépendante de la température de l’échantillon, étaient rapidement plus sphériques (dans les 24 heures du sepsis) et incapables de modifier leurs formes en hypoosmolalité. Cette technique de cytométrie a par ailleurs aussi été utilisée pour l’analyse de GR de patients diabétiques et en insuffisance rénale terminale. La diminution du contenu en AS est aussi rapidement observée sur la transferrine, suggérant une augmentation de la concentration et/ou de l’activité de la neuraminidase, enzyme clivant l’AS. Dans un modèle de choc septique induit chez l’ovin, nous avons confirmé la rapidité de ce phénomène. En effet, la concentration en AS libre augmente dès la 15ième heure après induction du sepsis. In-vitro, nous avons pu reproduire les modifications de forme des GR observés chez les patients septiques par incubation de GR de volontaire avec de la neuraminidase, et ce en 10 heures, quelles que soient les concentrations utilisées. Ces modifications de forme et de membrane s’accompagnent d’une augmentation significative du contenu en lactate, suggérant une stimulation de la glycolyse érythrocytaire et en 2,3-DPG, facilitant la libération de l’O2 de l’Hb vers les tissus. Toutes ces modifications touchant la membrane des GR des patients de soins intensifs, surtout septiques, peuvent être responsables des altérations de rhéologie que nous avons observé grâce au LORCA sur une large population admis aux soins intensifs. Une meilleure compréhension des mécanismes conduisant aux altérations rhéologiques des GR dans le sepsis, et ses effets potentiellement déletères sur la microcirculation, sont nécessaires avant d’envisager les GR comme cible thérapeutique.

L'exposition répétée à la cocaine induit une plasticité cérébrale responsable de changements comportementaux de longue durée, dont les mécanismes de signalisation intracellulaire sont mal connus. Les neurones du striatum exprimant le recepteur à la dopamine D1 et ceux exprimant le recepteur à la dopamine D2 jouent un rôle important dans l'intégration de ces signaux. L'activation de ces récepteurs induit des cascades de signalisations opposées, il est donc primordial de pouvoir les étudier séparément. Afin d'analyser spécifiquement ces familles de neurones, nous avons adapté une méthode de tri et d'analyse des noyaux des neurones basée sur la cytométrie en flux. Notre étude a permis de quantifier les changements post-traductionels des histones, ainsi que les enzymes les controlant, specificiquement dans les noyaux des neurones D1 ou D2, suite à un traitement aigu ou chronique de cocaine. Avec cette approche, nous avons trouvé que les neurones D1 et D2 comportent des profils épigénétiques spécifiques, dynamiquement régulés par la cocaine. Plus particulièrement, nous avons trouvé que l'acétylation des histones H3K14, H4K5, H4K12 et la méthylation de H3K9 étaient régulées de manière opposée entre les deux types cellulaires, sous-tendant la disparité de leur réponse transcriptionelle à la drogue. Enfin, nous avons observé qu'il y avait une corrélation complexe entre les modifications post-traductionelles d'histones, spécifiques des neurones D1 ou D2, et qui est sensiblement altérée par la cocaine. Nous proposons une approche originale dans le domaine des neurosciences permettant l'étude des protéines nucléaires applicable potentiellement à tous les types neuronaux du cerveau