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Les récepteurs P2Y sont exprimés à la surface de bon nombre de cellules y compris les cellules du système immunitaire. De nombreuses études réalisées in vitro suggèrent une influence des nucléotides sur la biologie de ces cellules. Toutefois pour certains d’entre eux, l’implication in vivo n’est pas clairement établie. Le présent travail, basé sur l’analyse phénotypique de souris invalidées, vise donc à étudier le rôle de trois de ces récepteurs, à savoir P2Y2, P2Y6 et P2Y12, dans la physiologie des phénomènes inflammatoires. Leur rôle a été abordé plus particulièrement dans deux types cellulaires :les macrophages et les cellules dendritiques.<p>En ce qui concerne les macrophages péritonéaux recrutés, nous avons démontré in vitro que le récepteur P2Y2 participe, avec un récepteur P1, à la production d’IL-6 en réponse au LPS. Par contre, il ne semble pas impliqué dans l’internalisation d’antigènes par macropinocytose. Le récepteur P2Y6 favorise la production d’IL-6 et de MIP-2 en réponse au LPS et stimule l’endocytose par macropinocytose de dextran-FITC.<p>Pour ce qui est des cellules dendritiques (DCs), l’étude du rôle du récepteur P2Y12 dans leur biologie in vitro avait été investigué auparavant dans notre laboratoire. Toutefois, certains paramètres devaient être confirmés ainsi que l’implication in vivo du récepteur dans l’établissement d’une réponse immune. Nous avons contribué à démontrer que l’endocytose par macropinocytose est augmentée suite à l’activation du récepteur P2Y12 par l’ADPβS au niveau de DCs spléniques murines et de DCs dérivées de monocytes humains. L’ADPβS favorise la capacité des DCs à activer les lymphocytes T spécifiques d’un antigène. Enfin, la signification de ces observations a été testé in vivo par l’immunisation de souris P2Y12+/+ et P2Y12-/-. Les résultats obtenus montrent une production d’IgG1 diminuée dans les souris invalidées pour le récepteur par rapport aux souris sauvages suggérant que le récepteur P2Y12 favoriserait le développement d’une réponse immune Th2 et ce principalement via l’augmentation de la captation d’antigènes par les DCs. <p>Suite aux données obtenues et à celles de la littérature, nous avons investigué l’implication du récepteur P2Y6 dans la réponse immune adaptative in vivo. Pour ce faire, nous avons immunisé des souris P2Y6+/+ et P2Y6-/- selon le protocole utilisé lors de notre précédente étude. Les souris P2Y6 KO montrent une diminution significative de la production d’IgG2c spécifiques de l’antigène suggérant l’implication du récepteur dans le développement d’une réponse pro-Th1. Plusieurs paramètres ont été mesurés pour expliquer ce phénomène. Nous avons tout d’abord démontré que le récepteur P2Y6 est exprimé et fonctionnel dans les cellules dendritiques dérivées de la moelle. Nous avons ensuite montré que l’activation du récepteur par l’UDP favorise la capture d’antigènes in vitro, potentialise l’expression de molécules de co-stimulation (CD80 et CD86) et la production d’IL-12 p70 et de TNF-α en réponse au CpG ODN indiquant que la modulation de la réponse immune observée in vivo s’explique, en partie du moins, par les effets du récepteur sur différentes fonctions des DCs.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le follicule pileux (FP) est un appendice cutané animé par un cycle régénératif dynamique provoquant des modifications de son microenvironnement. Les cellules de Langerhans (CLs), sentinelles de l’épiderme, sont en partie localisées à proximité du FP. Cette association spatiale nous a conduit à explorer le possible impact du cycle pileux sur l’homéostasie des CLs. Durant mon doctorat, nous avons mis en évidence (1) une augmentation de la prolifération des CLs au cours de l’anagène (phase de pousse du poil), (2) le mécanisme moléculaire sous-jacent impliquant une variation d’expression folliculaire de l’IL-34, une cytokine cruciale dans l’homéostasie des CLs et (3) un départ accru des CLs vers les ganglions lymphatiques en catagène (phase de régression du FP) concomitant avec le recrutement de cellules susceptibles d’être des précurseurs des CLs.Par ailleurs, la structure de la peau ainsi que la densité et le type de FP peuvent varier selon la région corporelle considérée. Nous avons émis l’hypothèse de variations locales dans la composition du système immunitaire cutané. Notre étude, focalisée sur les cellules dendritiques cutanées, a démontré l’existence d’une hétérogénéité de ces cellules en fonction de la zone de peau considérée. / The hair follicle (HF) is a skin appendage endowed with a dynamic regenerating cycle. This renewal remodels the HF microenvironment. Langerhans cells (LCs) are epidermal immune sentinels, a part of which localizes close to the HF. This spatial association led us to explore whether the HF cycle could impact on LC homeostasis. During my doctorate, we uncovered an anagen (HF growing phase)-associated burst of LC proliferation with dividing cells associated with the HF. Using mouse models of HF loss and hair cycle manipulation, we showed that HFs are dispensable for initial formation of the LC network but critical for the proliferation burst. We correlated it to a cyclic variation of IL-34 expression, a crucial cytokine for LC homeostasis, by a specific subset of HF cells. In addition, catagen (HF regression phase) is characterized by the departure of LCs to draining lymph nodes and the concomitant recruitment of a potential LC precursor.The skin structure as well as the density and type of HFs vary across body areas. This observation led us to assess the possibility of local variations in skin immune cells composition. Our study, focused on cutaneous dendritic cells, highlighted an heterogeneity in those cells according to the skin area considered.

Durant ce travail de thèse j’ai étudié des mécanismes de contrôle de la réponse inflammatoire qui, lorsqu’ils sont dérégulés, peuvent mener à une pathologie autoimmune/autoinflammatoire sévère, la Polyarthrite Rhumatoïde (PR). J’ai essentiellement analysé deux aspects de ces mécanismes : en premier lieu, j’ai pu participer à la démonstration de l’importance de l’endonucléase DICER (impliquée dans la biogénèse des microARNs - miRs), dans le contexte de la PR, particulièrement au niveau des synoviocytes type fibroblastique (FLS), des cellules résidentes de la cavité synoviale. J’ai aussi initié une étude visant à identifier, in vivo, l’intégralité des transcrits dont l’expression est régulée par des miRs dans les FLS de patients atteints de PR. En plus de fournir une vision globale de la régulation miR-dépendante dans ces cellules, ce travail permettra aussi d’identifier des cibles de miRs d’intérêt dans la PR en s’affranchissant des prédictions bio-informatiques qui peuvent s’avérer incorrectes. Un second axe de mon projet de thèse avait pour objectif de fournir une meilleure description du dialogue intercellulaire dans la cavité articulaire. Pour cela, je me suis plus particulièrement intéressé au rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs) dans la physiopathologie de la PR. Ainsi j’ai pu démontrer un rôle protecteur de ces cellules (initialement décrites pour leurs fonctions dans la défense antivirale), dans le contexte de l’arthrite inflammatoire dans plusieurs modèles murins. Ces travaux m’ont permis de proposer une stratégie thérapeutique innovante, basée sur le recrutement articulaire des pDCs. Cette approche, non invasive (par application topique de crème contenant 5% d’imiquimod), s’est montrée efficace aussi bien pour la réduction des symptômes cliniques de l’inflammation que pour l’amélioration des marqueurs biologiques comme l’érosion osseuse. / During my PhD, I studied the mechanisms that control inflammation which, when disturbed, can lead to a severe autoimmune/ auto inflammatory disease, rheumatoid arthritis (RA). My work was focused on the analysis of two aspects in these mechanisms: first, I participated to an analysis of the roles of the endonuclease DICER (involved in the biogenesis of microRNAs – miRs) in the pathogenesis of RA, specifically in fibroblast-like synoviocytes (FLS), which are resident cells of the synovial cavity. I also initiated a study aiming at the identification of the FLS transcriptome which is regulated by miRs in RA patients. This approach will provide an overview of the miR-dependent regulation in these cells and enable the identification of in vivo validated miR-targeted mRNAs in RA. A second axis of my thesis project aimed at providing a better description of the intercellular dialogue in the joint cavity. For this, I was particularly interested in the role of plasmacytoid dendritic cells (pDCs) in the pathophysiology of RA. I demonstrated a protective role of these cells (initially described for their functions in antiviral defense) in the context of inflammatory arthritis in several mouse models. During this work, I had the opportunity to try an innovative therapeutic strategy based on the recruitment and activation of pDCs in the joints. This noninvasive and painless approach (topical application of cream containing 5% imiquimod) was effective in reducing inflammatory clinical symptoms and also improved biological markers such as bone erosion.

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Les événements vécus peuvent laisser une trace durable au niveau des réseaux cérébraux. Ces réseaux sont constitués de neurones connectés par des synapses, dont l'efficacité de transmission est régulée sur le plan fonctionnel et structural. Les drogues d'abus détournent les circuits neuronaux impliqués dans l'apprentissage régulé par la récompense, induisant une plasticité des neurones striataux de projection (SPN) du noyau Accumbens (NAc), notamment via l'activation de la voie de signalisation Extracellular Regulated Kinase (ERK) et l'augmentation de la densité en épines dendritiques -qui sont les protrusions portant l'élément post-synaptique glutamatergique-. L'objectif de ma thèse était d'étudier l'impact de l'exposition répétée ou unique à la cocaïne sur le mode formation des synapses des SPN du NAc et d'élucider les rôles précis de la voie ERK dans ce phénomène. J'ai pu montrer qu'une ou plusieurs injections de cocaïne chez la souris induisaient la formation de synapses glutamatergiques persistantes au sein des SPN in vivo. Par des expériences d'imagerie en temps-réel sur tranches striatales, j'ai dissocié les phases de pousse et de stabilisation de nouvelles épines dendritiques. J'ai pu mettre en évidence que la voie ERK joue un rôle prépondérant dans ces deux phases via des processus moléculaires distincts. Ainsi, la phase de pousse des épines est directement régulée par ERK, tandis que le maintien est régulé par MNK-1, une kinase cytoplasmique en aval de ERK, et par la synthèse protéique. Ce travail apporte des données nouvelles sur le mode de formation de ces synapses et les mécanismes moléculaires associés. / Brief life occurrences can leave durable changes at the level of neuronal networks. These networks consist of neurons connected by synapses, which transmission efficacy is regulated at the functional and structural levels. Drugs of abuse highjack neuronal circuits involved in reward-driven learning by activating the Extracellular Regulated Kinase (ERK) pathway and induce an increase in the dendritic spines density –protrusions which host the glutamatergic pre-synaptic element- of SPN. The goal of my thesis work was to study the consequences of acute and chronic cocaine exposures on the mode of synapse formation in SPN from the NAc and to decipher the precise roles of ERK pathway in this phenomenon. I demonstrated that acute and chronic cocaine treatments induced the formation of persisting glutamatergic synapses in SPN in vivo. Time-lapse imaging using two-photon microscopy in acute striatal slices allowed me to dissociate the phases of growth and stabilization of the new dendritic spines. I could indeed demonstrate a key role for ERK in those two phases, although through distinct molecular mechanisms. Firstly, the growth phase is dependent on ERK. Secondly, the stabilization of newly grown spines is controlled by MNK-1, a cytosolic kinase downstream ERK, and by protein synthesis. This work brings new results on the mode of synapse formation as well as on the associated molecular mechanisms.

Le cancer du pancréas exocrine est un cancer très agressif associé à un diagnostic tardif et une résistance aux traitements conventionnels. L'identification de nouveaux marqueurs spécifiques est nécessaire afin de développer des outils diagnostiques ainsi que des traitements innovants. La lipase sels biliaires-dépendante pathologique (BSDLp), une glycoforme tumorale de la BSDL, se caractérise par l'apparition d'épitopes glycosylés reconnus par les anticorps monoclonaux J28 et 16D10. Leur expression spécifique par certaines lignées et tissus pancréatiques tumoraux humains nous permet d'envisager leur utilisation comme cible d'immunothérapie anti-tumorale par les cellules dendritiques (DC). Notre objectif est d'explorer la capacité de la BSDLp à induire une immunité cellulaire et d'apporter une preuve de concept de vaccination par les DC dans un modèle expérimental. Chez l'Homme, nous montrons que les DC chargées avec la partie C-terminale de la BSDLpJ28 (C-ter-J28) induisent l'activation des lymphocytes T. Dans le modèle murin, nous mettons en évidence l'expression de l'épitope J28 à la surface des cellules d'adénocarcinome pancréatique Panc02, utilisées pour induire des tumeurs. Nous montrons que la glycoprotéine BSDLpJ28 est immunogène chez la souris C57BL/6J. De plus, les DC chargées avec le C-ter-J28 puis soumises à maturation sont capables d'induire une réponse cellulaire T. Enfin, les DC, chargées et soumises à maturation ou non, testées en traitement prophylactique instaurent une protection substantielle, de longue durée, chez les souris vaccinées. Dans ces conditions, les DC, immatures lors de l'injection, jouent un rôle important dans la protection anti-tumorale. / Pancreatic adenocarcinoma is an aggressive cancer associated to late diagnosis and resistance to conventional treatments. Identification of novel specific markers is necessary to develop diagnostic tools and innovative treatments. Pathological bile salt-dependent lipase (pBSDL), a tumoral glycovariant of BSDL, is characterized by the appearance of glycosylated epitopes recognized by J28 and 16D10 monoclonal antibodies. Their expression specific to some human tumor pancreatic cell lines and tissues led us to consider their use as targets for dendritic cell (DC) antitumor immunotherapy. Our aim is to explore the ability of pBSDL to induce cellular mediated immunity and to provide a proof of concept of DC vaccination in an experimental model. In humans, we show that DC pulsed with C-ter moiety of pBSDL-J28 (C-ter-J28) can induce T-cell activation. In mouse model, we demonstrate the expression of J28 epitope on pancreatic adenocarcinoma Panc02 cells, used to induce tumors in C57Bl/6 mice. We show that glycoprotein pBSDL (pBSDL-J28) is immunogenic in mice. Moreover, DC pulsed with C-ter-J28 and matured, are able to induce T-cell response. Finally, DC pulsed and matured or not, tested in prophylactic treatment provide long-term substantial protection in vaccinated mice. In these conditions, DC, immature at the time of the injection, play an important role in antitumor protection.

Les adénovirus humains (HAdV) provoquent un large spectre de maladies cliniques chez les patients immunodéprimés et immunocompétents et sont également des outils polyvalents pour le transfert de gènes et la vaccination. L’immunité humorale acquise peut être en partie responsable des réactions indésirables envers les vecteurs AdV révélées dans plusieurs essais cliniques de vaccination. De plus, plusieurs protéines de l'hôte comme le facteur X de coagulation de la souris (FX) ou les immunoglobulines de type G se lient aux HAdV et exacerbent la réponse pro-inflammatoire. L’évaluation des risques précliniques se fait souvent chez la souris, même s’il existe plusieurs différences entre les humains et les souris dans l'interaction avec les HAdV. La liaison de FX aux HAdV active une réponse pro-inflammatoire chez la souris par l'intermédiaire des récepteurs Toll-like 4. Dans un autre scénario clinique pertinent, le complexe immun HAdV (IC-HAdV-C5) induit une activation plus forte de l’inflammasome dans les phagocytes humains que l’HAdV-C5 non complexé, mais par un mécanisme inconnu. Dans ce contexte, j’ai participé à deux études. Premièrement, nous avons étudié le rôle potentiel de FX et de TLR4 dans la réponse innée à l ‘HAdV-C5 en utilisant uniquement des cellules et des protéines d’origine humaine. Nous avons constaté qu'il n'y a pas d’activation de la voie de signalisation via TLR4 chez l’homme en présence de FX-HAdV. De plus, le FX n'a pas affecté la forte réponse immunitaire innée induite par IC-HAdV-C5 dans les phagocytes humains. Deuxièmement, nous avons abordé le mécanisme sous-jacent de l'inflammation induite par IC-HAdV-C5. Nous avons démontré que l‘IC-HAdV-C5 induit la formation de l’inflammasome dans les cellules dendritiques dérivées de monocytes et cela dépend de l’échappement endosomal dépendant de la protéine VI et de l'activation des récepteurs cytosoliques de l’inflammasome. Nos résultats nous aident à mieux comprendre les différences entre les tests précliniques réalisés chez la souris et les essais cliniques réalisés chez l'homme. De plus, cela nous permet de mieux comprendre comment l’immunité préexistante façonne la réponse immunitaire innée face aux HAdV, afin d’améliorer le traitement des maladies liées aux HAdV ainsi que l’efficacité des vecteurs HAdV. / Human adenoviruses (HAdV) cause a broad spectrum of clinical diseases in immunocompromised and –competent patients and are also versatile tools for gene transfer and vaccination. Pre-existing humoral immunity may be in part responsible for the adverse responses towards AdV vectors seen in several clinical vaccine trials. Furthermore, a variety of host proteins like mouse coagulation factor X (FX) or immunoglobulin G bind HAdV exacerbate the pro-inflammatory response. Pre-clinical risk assessment is often done in mice, albeit there are multiple differences between human and mice in the interaction with HAdV. The binding of FX to HAdV activates a pro-inflammatory response in mouse via Toll-like receptor 4. In another clinical relevant scenario, immune complexed-HAdV (IC-HAdV-C5) induces more inflammasome activation in human phagocytes than HAdV-C5 alone but by unknown mechanism. In this regard, I participated in two studies. First, we investigated a potential role of FX and TLR4 in the innate response to HAdV-C5 by using only human components. We found that there is no detectable FX-HAdV-TLR4 axis in human and FX did not affect the innate immune response elevated by IC-HAdV-C5 in human phagocytes.Second, we addressed the underlying mechanism of IC-HAdV-C5-induced inflammation. We found that IC-HAdV-C5 induces inflammasome formation in monocyte-derived dendritic cells and this is dependent on pVI-mediated endosomal escape and activation of cytosolic inflammasome sensors. Our findings help us to better understand the differences in preclinical testing in mice and clinical use in humans and how pre-existing immunity shapes the innate immune response to HAdV to improve treatment for HAdV diseases and HAdV vector effectiveness.

Pneumocystis species are opportunistic fungal pathogens that cause severe pneumonia in immunocompromised hosts, including AIDS patients. Pneumocystis species have a biphasic life cycle consisting of single-nucleated trophic forms and ascus-like cysts. Both stages live within the host, and, thus, must contend with threats from the host immune system. The cyst cell wall β-glucans have been shown to stimulate immune responses in lung epithelial cells, dendritic cells and alveolar macrophages. Little is known about how the trophic life forms, which do not have a fungal cell wall, interact with immune cells. In this study, the immune response to the life cycle stages of Pneumocystis murina was evaluated. Here, we report differences in the immune response of immunocompetent mice to the trophic and cystic life cycle stages of P. murina. Upon infection with purified trophic forms, wild-type adult mice developed a delayed innate and adaptive immune response compared to inoculation with the normal mixture of trophic forms and cysts. Cysts, but not trophic forms, stimulated Th1-type responses in the lungs of infected mice. Surprisingly, trophic forms are sufficient to generate protective adaptive responses, leading to clearance in immunocompetent mice. We report that CD4+ T cells primed in the presence of trophic forms are sufficient to mediate clearance of trophic forms and cysts. In addition, primary infection with trophic forms is sufficient to prime B cell memory responses capable of clearing a secondary infection with Pneumocystis following CD4+ T cell depletion. While trophic forms are sufficient for initiation of adaptive immune responses in immunocompetent mice, infection of immunocompromised RAG2-/- mice with trophic forms in the absence of cysts does not lead to the severe weight loss and infiltration of innate immune cells associated with the development of Pneumocystis pneumonia. Dendritic cells screen the alveolar spaces for pathogens, and are in a prime position to initiate the immune response against lung pathogens, including Pneumocystis. Our data demonstrate that trophic forms broadly dampen the ability of dendritic cells to respond to pathogen-associated molecular patterns. Bone marrow-derived dendritic cells were stimulated with trophic forms, a mixture of trophic forms and cysts, and various other inflammatory materials, including β-glucan. Trophic forms inhibited multiple components involved in antigen presentation by dendritic cells, including secretion of inflammatory cytokines and expression of MHC class II and costimulatory molecules on the cell surface. Furthermore, trophic forms suppressed or failed to induce the expression of multiple genes related to activation and maturation in dendritic cells. Dendritic cells silenced by trophic forms are unable to induce CD4+ T cell responses. These data suggest that immune evasion by trophic forms is dependent on the suppression of innate responses, and the development of adaptive immunity represents a “point of no return” at which the trophic forms are no longer able to escape clearance.