L’apport des modèles de transplantation chez le rongeur pour des protocoles d’induction de tolérance chez l’homme est limité. La création d’un modèle pré-clinique visant à induire une tolérance aux allogreffes chez le gros animal comme le porc s’avère pertinent. L’activation de cellules dendritiques (DC) porcines par le CD40L ou le mélange de TNFa, d’INFa et de LPS augmente l’expression des molécules B7, induit l’expression de novo de CD25 et augmente leur capacité allostimulatrices. Par ailleurs, le CD40L ou le mélange TNF+INF+LPS induit des DC orientant la réponse allogénique vers Th1 et Th17. Les lymphocytes T régulateurs naturels CD4+CD25+ porcins ont été mis en évidence grâce à l’expression de Foxp3. Une stimulation de cellules CD4+ par la PHA en présence de TGFß induit l’expression de Foxp3. L’ajout de rapamycine maintien cette expression et renforce l’activité suppressive ce qui pourrait être expliqué par le fait que la rapamycine bloque l’expression d’IL 17 induite par le TGFß. / The contribution of rodent models of transplantation for protocols of induction of tolerance in humans has been disappointing. It therefore seems relevant to create a pre-clinic model in large animals. The activation of swine dendritic cells (DC) by CD40L or a combination of TNF+INF+LPS increases the expression of B7 molecules and induced de novo expression of CD25 on DC associated with an increase of allogeneic lymphocyte stimulation ability. In addition, CD40L and TNF+IFN+LPS induced DC polarizing to Th1 and Th17 response respectively. Swine natural CD4+CD25+ regulatory T lymphocytes have been highlighted through the expression of Foxp3. Stimulation of CD4+ cells by PHA and IL-2 in the presence of TGFß induces the expression of Foxp3 and the addition of rapamycin enhances the suppressive activity while maintaining the expression of Foxp3. Rapamycin blocks the expression of IL-17 induced by TGFß. This effect could explain the increase of the suppressive activity caused by rapamycin.

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

La greffe lamellaire postérieure, ou greffe endothéliale, consiste à remplacer l’endothélium défectueux d’une cornée par un endothélium sain prélevé sur un donneur décédé, en laissant en place l’épithélium et le stroma du patient. La découpe du greffon lamellaire endothéliale est l’une des étapes critiques de la greffe de cornée postérieure. Supérieur au microkeratome pour la réalisation de capots cornéens peu profonds, le laser femtoseconde montre cependant des résultats plutôt décevant concernant les découpes cornéennes profondes. L’objectif de cette thèse est d’étudier et d’optimiser les découpes lamellaires endothéliales cornéennes, réalisées au microkeratome et au laser femtoseconde. Ces optimisations passent par le développement d’un bioréacteur cornéen, ainsi que par l’amélioration des techniques d’estimation de la viabilité endothéliale cornéenne / Posterior lamellar graft, also named endothelial graft, consist in a replacement of a defective corneal endothelium by a healthy one take on a deceased donor. The epithelial and stromal layers of the patient stay untouched. A critical step of this technic is the preparation of the lamellar graft. Femtosecond lasers are better in comparison with microkeratome for low depth lamellar cut. However, femtosecond high depth corneal lamellar cuts show disappointing results. The aim of this thesis is to study and optimize corneal endothelial lamellar cuts, realized by microkeratome and femtosecond laser. Development of a corneal bioreactor and improve of corneal endothelial viability assessment are necessary for the realization of these objectives

Les infections fongiques sont une complication fréquente des patients d’hématologie et en particulier des patients ayant reçu un greffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH). L’objectif de ce travail était d’identifier les facteurs de risque d’infections fongiques intrinsèques et la transmission.Nous avons d’abord étudié l’aspergillose invasive (AI) qui est l’infection fongique la plus fréquente chez les greffés de CSH en croisant les données du registre européen des greffés ProMise et la base de données de l’étude prospective SAIF. Nous avons mené une étude cas-témoins nichée dans une cohorte de 185 cas et 651 témoins appariés. Les facteurs associés à la survenue d’une aspergillose étaient l’irradiation corporelle totale, une GvH aiguë de grade ≥2 et la rechute de l’hémopathie. Trente-cinq cas étaient précoces (<J40), 33 tardifs (entre J40 et J100) et 117 très tardifs (>J100). Le facteur associé à la survenue d’une AI précoce était l’absence de prise de greffe. Le facteur associé à la survenue d’une AI tardive était la GvH aiguë de grade 3-4. Les facteurs associés à la survenue d’une AI très tardive étaient la GvH aiguë de grade ≥2, la rechute et la neutropénie secondaire. Tous les facteurs pré-greffe étaient effacés par les facteurs post-greffe.Puis nous avons étudié la transmission d’infection fongique par l’étude d’une épidémie de pneumocystose survenue dans le service. Douze cas de pneumocystose sont survenus en 7 mois dans le service soir beaucoup plus qu’au cours des années précédentes. L’analyse moléculaire a permis de montrer que 4 cas appartenaient au même génotype, qui est un génotype rare jamais décrit dans une série de plus de 300 génotypes en Europe. La carte de transmission a permis de constater que ces 4 patients se sont rencontrés uniquement en hôpital de jour. Cette étude est la première démonstration moléculaire d’une épidémie de pneumocystose dans un service d’hématologie. / Fungal infections are a common complication of hematology patients and especially in hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) recipients. The objective of this work was to identify intrinsic risk factors for fungal infections and transmission.We first studied invasive aspergillosis (IA), which is the most common fungal infection after HSCT by crossing data from the European HSCT registry ProMise and the prospective study database SAIF. We conducted a nested case-control study in a cohort of 185 cases and 651 matched controls. Factors associated with onset of aspergillosis were total body irradiation, acute GVHD grade ≥2, and relapse of the underlying disease. Thirty-five IA were early (<D40), 33 late (between D40 and D100) and 117 very late (> D100). The factor associated with the occurrence of an early IA was the absence of engraftment. The factor associated with the occurrence of late IA was acute grade 3-4 GvH. Factors associated with the occurrence of very late IA were acute GVHD grade ≥2, relapse, and secondary neutropenia. All pre-transplant factors were supplanted by post-transplant factors.Then we studied the transmission of fungal infection by studying a pneumocystosis outbreak occurring in the hematology department. Twelve cases occurred within 7 months. Molecular analysis showed that 4 of them belonged to the same genotype, which is a rare genotype never described in a series of more than 300 genotypes in Europe. The transmission map permitted to identify that these 4 patients met only in the daycare center. This study is the first molecular demonstration of a pneumocystis outbreak in a hematology ward.

Différents domaines en Chirurgie Plastique et Esthétique ont évolué au cours de ces dernières années et notamment le transfert et injection de Tissu Adipeux autologue. Les premières données cliniques ont été présentées sans véritable appui scientifique. Cette thèse a pour objet de confirmer les données cliniques retrouvées et de permettre d’améliorer cette technique par des preuves scientifiques. Deux questions sont à considérer : 1) Le tissu adipeux a t-il selon son origine anatomique des caractéristiques différentes et certaines régions seraient-elles à privilégier lors d’une autogreffe ? 2) Existe t-il des facteurs de croissances autologues permettant de stimuler la prise de greffe, la prolifération et la différenciation des cellules greffées ? La première partie de ce travail a consisté à analyser le tissu adipeux en fonction du site de prélèvement. A cet effet, nous avons analysé le tissu adipeux provenant de 2 sites anatomiques : le genou et le menton. Le choix topographie découle d’une raison technique et d’une raison théorique. Nos résultats suggèrent que les deux sites étudiés ont des origines embryonnaires différentes, et montrent que ces deux sites présentent une signature moléculaire et une fonctionnalité différentes. La seconde partie porte sur l’effet in vitro de facteurs de croissances autologues humains. Nous avons analysé la prolifération et la différenciation de cellules souches adipogéniques (ASCs) humaines. Nous avons pour cela utilisé des concentrés plaquettaires issus de prélèvements sanguins autologues, et donc utilisables en pratique thérapeutique humaine. Il s’agit du PRF (plaquette riche en fibrine) et du PRP (plaquette riche en plasma). Les résultats de l’étude montrent que la présence de PRF ou de PRP dans le milieu de culture permet une augmentation drastique de la prolifération cellulaire d’environs 4 à 5 fois. A contrario, les résultats obtenus montrent un blocage partiel de la différenciation adipocytaire, quelque soit le moment et le temps de mise en contact. Nous avons alors étudié par quelle voie de blocage la différenciation était induit et avons montré l’implication de la voie du TGFB qui dans ces conditions de culture induit un blocage partiel de la différenciation des ASCs vers un adipocyte mature. Notre étude montre qu’en parallèle à l’effet antiadipogénique, la différenciation s’oriente vers des cellules myofibroblastes-like. Nous avons alors testé l’effet de l’ajout d’un inhibiteur du TGFB (SB431542) dans le milieu de culture et avons observé une relance de la différenciation cellulaire vers la voie adipogénique confirmant que le PRP a un effet antiadipogénique et promyofibroblastique. Par ailleurs, nous avons analysé la composition du PRP utilisé en dosant les taux de facteurs de croissance présents. En conclusion, ce travail permet de confirmer l’augmentation de la prolifération cellulaire des ASCs en présence de PRP autologue. Ceci nous permet donc une transposition clinique immédiate en utilisant en peropératoire l’association PRP et prélèvement de tissu adipeux lors d’un lipofilling. Ce travail permet également de mettre en lumière la probable différence de fonction des adipocytes prélevés en fonction de leur site anatomique d’origine. Ceci a probablement une conséquence sur l’évolution long terme de ces greffes de tissu adipeux en fonction d’une modification pondérale. / Different fields in plastic and aesthetic surgery have evolved in recent years including the transfer and injection of autologous adipose tissue. The first clinical data was presented without any real scientific support. The purpose of this thesis is to improve this technic by adding scientific evidence. There are two questions to consider: 1) Do adipose tissues have different characteristics according to their anatomical origin, and should certain regions be preferred for autografting? 2) Are there autologous growth factors to stimulate engraftment, proliferation and differentiation of grafted cells? The first part of this work consisted in analyzing the adipose tissue according to the fat depot. For this purpose, we analyzed the adipose tissues from 2 anatomical sites: the knee and the chin. The rational of this choice comes from a technical reason and a theoretical reason. Our results suggest that the two sites studied have different embryonic origins, and show that these two sites have a different molecular signature and functionality. The second part of the work deals with the in vitro effect of autologous human growth factors. on the proliferation and differentiation of human adipose stem cells (ASCs). For this purpose, we used platelet concentrates from blood samples, which can therefore be used in human therapeutic practice. It is the PRF (fibrin-rich platelet) and the PRP (platelet-rich plasma). The results of the study show that the presence of PRF or PRP in the culture medium allows a drastic increase in ASC proliferation of about 4 to 5 times. In contrast, the results show a partial inhibition of adipocyte differentiation, whatever the period and the time of contact. We analyzed the composition of different PRP sources and we identified the involvement of the TGFB pathway in the anti adipogenic effects of PRP. In contrast, the antiadipogenic effect was concomitant with the differentiation of ASCs towards myofibroblasts-like cells. In conclusion, this work allows us immediate clinical transposition using PRP during lipofilling. This work also makes it possible to highlight the probable difference in function of the adipocytes taken according to their original anatomical site. This likely has a consequence on the long term evolution of these adipose tissue grafts in case of a weight change.

La peau est un « avant poste » fascinant du système immunitaire. Elle forme une barrière entre l'environnement extérieur et l’organisme. Elle est aussi le point d'entrée pour les agents pathogènes, contre lesquels le système immunitaire organise des réponses adaptatives. Les acteurs de l'immunité innée de la peau contrôlent l'invasion des pathogènes et perçoivent également des changements environnementaux physiques et chimiques directs. Plusieurs composants du système immunitaire, tels que des cellules dendritiques (DCs), les macrophages (MΦ) et les mastocytes (MCs), participent à l'éradication des pathogènes et à l'initiation des réponses mémoires adaptatives. Ce qui permet une mobilisation rapide des cellules T effectrices ainsi que la sécrétion des anticorps par les cellules B à la suite d’une seconde exposition aux agents pathogènes. Les MCs qui sont des cellules résidentes du derme, jouent un rôle déterminant dans la libération de signaux d’alertes et sont classiquement considérés comme des cellules effectrices de la réaction allergique cutanée liée à l'IgE. Plusieurs observations récentes indiquent que les MCs seraient aussi impliqués dans les processus immunorégulateurs lors de l'initiation des réponses immunitaires adaptatives, dans le maintien de la tolérance périphérique aux composants de la peau et dans la régénération de la peau au cours des processus de cicatrisation. Cependant, les interactions entre les MCs et d'autres cellules immunitaires innées et adaptatives recrutées dans des conditions inflammatoires cutanées n'ont pas été élucidées en détail. Dans ce travail, nous décrivons l'utilisation d'une nouvelle souris possédant des MCs fluorescents (RMB), dans laquelle nous avons marqué les MCs FcεRI+ avec un marqueur fluorescent rouge tomato (TdT) et avec un système d'ablation conditionnelle basé sur l'expression concurrente du récepteur de la toxine diphtérique (DTR). Avec ces souris RMB, nous avons visualisé la dynamique des MCs et nous avons suivi les interactions entre les MCs et les lymphocytes T régulateurs (Tregs) après l'activation des MCs par l'IgE, dans une réaction inflammatoire typique de l'anaphylaxie cutanée passive (PCA). Dans un second volet d’étude, nous avons évalué le rôle des MCs lors d'un modèle expérimental de la greffe de peau de l'oreille, afin de révéler leur influence dans la cinétique de rejet ou prise de greffe du transplant. Nous avons constaté que 1) l'activation et la dégranulation des MCs induites par le pontage du récepteur FcεRI via des IgE couplées à un antigène multivalent sont les seules responsables de la réaction de PCA, et induisent le recrutement de Tregs ayant une grande motilité sur le site de l'inflammation. Nous avons constaté dans ces conditions, que les MCs restent immobiles, et que les Tregs établissent des contacts dynamiques avec les MCs dans le derme. 2) En outre, nous avons mis en place un modèle pour identifier les paramètres moléculaires de l'interaction MC-Treg et avons constaté que le complexe de l'antigène avec l'IgE peut être présenté aux Tregs en association avec les molécules du complexe majeur d'histocompatibilité de classe II, permettant la formation des contacts stables MC-Treg. 3) En utilisant un modèle de transplantation de la peau in vivo, nous avons montré que l'ablation conditionnelle des MCs conduit à une accélération du rejet du greffon dans le cas d'une transplantation en présence d’une disparité d’antigènes d’histocompatibilité mineurs depuis une souris mâle sur une souris femelle. Nous avons également constaté un impact inattendu de l'ablation des MCs dans la greffe de peau en l’absence de disparité antigénique d'une souris femelle sur une souris femelle, conduisant à un rejet rapide. Les MCs semblent donc être essentiels pour la cicatrisation et la régénération tissulaire après greffe. (...) / The skin is a fascinating outpost of the immune system. It performs a barrier function between the outside environment and the inner body and is also a port of entry for pathogens against which the immune system mounts adapted responses. The skin innate immune defenses control pathogen invasion and perceive also direct physical and chemical environmental changes. Several component of the immune system such as dendritic cells (DC), macrophages (MΦ) and mast cells (MC) participate in initial pathogen clearance and in initiating adaptive memory responses, allowing rapid mobilization of effector T cells and secretion of B cellderived antibodies after secondary pathogen challenge. MCs residing in the dermis exert a determinant alert function through the liberation of various factors and are classically considered as effector cells in the IgE-mediated cutaneous allergic reaction. As emerging now, MC are also involved in immunoregulatory processes during the initiation of adaptive immune responses, the maintenance of peripheral tolerance to skin components and skin regeneration during wound healing. Yet, the crosstalks between MCs and other innate and adaptive immune cells recruited during cutaneous inflammatory conditions have not been elucidated in detail. Here, we report the use of a novel Mast cell fluorescent reporter mouse (RMB), in which we tagged FcεRI+ MCs, with red fluorescence marker tomato (Tdt) and with a conditional ablation system based on concurrent diphtheria toxin receptor (DTR) expression. Using these RMB mice, we visualized MC dynamics and monitored MC interactions with regulatory T lymphocytes (Tregs) after IgE-mediated activation of MCs, in a typical passive cutaneous anaphylaxis (PCA) inflammatory reaction. Using another setting, we further assessed the role of MC during experimental ear skin grafting to reveal their potential influence in skin grafting and rejection. We found that 1) the activation and degranulation of MCs induced by FcεRI crosslinking by multivalent IgE is solely responsible for the PCA reaction and induces the recruitment of highly motile regulatory T cells (Tregs) to the site of inflammation. In these conditions, we found that MC remain sessile and Tregs establish dynamic contacts with MC in the dermis. 2) Further we set up a model system to reveal the molecular requirement for MC-Treg interaction and found that antigen complexed with IgE were able to be presented to Treg in association with major histocompatibility complex class II molecules allowing the formation of stable MC-Treg contacts. 3) Using in vivo skin transplantation model, we showed that conditional ablation of MCs leads to an acceleration of skin transplant rejection in sex-mismatched model (male skin transplant to female). We also found an unexpected impact of MC conditional ablation in sex-matched skin graft (female skin transplant to female) leading to rapid rejection, implying that MCs are essential for the wound healing reaction and the regeneration of tissue continuity after grafting. The aforementioned results point out to an important immunoregulatory role of MC beyond their classically described activator functions in inflamed tissues. The fact that MC constantly interact with Treg during inflammatory processes suggest that MCs could participate in skin homeostasis by exerting tolerogenic functions. These functions remain to be elucidated at the molecular level as presented in the discussion.

Ce projet de recherche porte sur la reconstruction du ligament croisé antérieur du genou (LCA) par génie tissulaire. Fréquente chez les sportifs et les personnes actives, la rupture du LCA compromet la stabilité fonctionnelle du genou. Notre équipe de recherche a développé un ligament reconstruit par génie tissulaire qui pourrait éventuellement servir d’option de remplacement, suite à une rupture du LCA. Notre modèle expérimental étant la chèvre, les expériences de greffe sur des périodes variant entre 1 et 13 mois, ont démontré une revascularisation, une innervation, un renouvellement de la matrice, la formation de cartilage structuré aux insertions osseuses, ainsi qu’un gain de force et de rigidité. Dans le but d’optimiser la procédure de production et d’implantation en prévision d’éventuels essais cliniques, des tests ont été effectués in vitro pour préparer une prochaine série de greffes d’un substitut du LCA de 2e génération. Ce nouveau substitut ligamentaire n’est pas ancré par des blocs osseux, alors sa fixation à l’articulation du genou sera effectuée en utilisant des endoboutons, une pratique devenue courante en chirurgie de reconstruction du LCA (Chapitre 1). L’adaptation de la technologie aux méthodes d’implantation privilégiées en clinique constitue une étape essentielle pour évaluer son potentiel chez l’humain. La conception et la production de substituts du LCA par génie tissulaire présentent un potentiel très intéressant et prometteur au plan clinique.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2003-2004 / Une déficience en cellules souches épithéliales mène à une conjonctivalisation progressive de la cornée se traduisant par une perte de vision. Nous nous sommes attardés à l'étude de la régénération de l'épithélium cornéen initiée par une greffe de cellules épithéliales de cornée de lapin (CECL) cultivées sur un gel de fibrine. À confluence des cellules, le gel est greffé de façon autologue sur une cornée de lapin déficiente en cellules souches et la guérison est observée par rapport à un contrôle non greffé. À différents temps, les cornées sont prélevées et utilisées pour une analyse histologique ou par immunomarquage. Nos résultats démontrent qu'en seulement deux semaines, nous pouvons préparer un greffon d'épithélium cornéen autologue qui est sans risque de rejet. Après un mois, les lapins ayant reçu une greffe montrent un phénotype cornéen normal comparé aux témoins non-greffés. Ces résultats indiquent que la greffe de CECL autologues permet d'aider à la guérison d'un déficit en cellules souches.

La dystrophie myotonique est une maladie génétique multisystémique touchant entre autre les muscles. Elle est causée par la présence d'un triplet CTG répété en 3'UTR du gène de la DMPK. Cette mutation cause notamment la rétention de l'ARNm mutant dans le noyau des myoblastes, ce qui conduit à la formation de foci contenant des agglomérats d'ARN et de protéines. Notre équipe a développé plusieurs thérapies visant à détruire l'ARNm muté : deux ARN interférents, un ribozyme et un ARN antisens. Ces thérapies fonctionnent en cultures cellulaires mais leur effet n'avait pas été testé in vivo. Mon projet consistait donc en la transplantation de myoblastes "corrigés" dans des muscles de souris afin d'observer l'effet des thérapies in vivo. Des vecteurs lentiviraux contenant chacun une thérapie ont été générés, puis les lentivirus correspondants ont été produits. Les myoblastes ont été infectés, sélectionnés, puis greffés dans les tibialis antérieurs de souris SCID (immunodéficientes) préalablement irradiés. Un mois après la greffe, les souris ont été sacrifiées et leurs tibialis ont été analysés. Une immunohistochimie a été réalisée sur ces coupes avec l'anticorps antidystrophine humaine, afin de différencier les fibres musculaires d'origine humaine des fibres murines. La taille des fibres corrigées a été comparée à la taille des fibres témoins. Les transplantations effectuées n'ont malheureusement pas fonctionné sans doute à cause d'une mauvaise injection des myoblastes.

La dystrophie musculaire de Duchenne est une myopathie récessive liée au chromosome X. Cette pathologie est due à une mutation dans le gène codant pour la dystrophine. Cette protéine est responsable du maintien de l'intégrité de la fibre musculaire. La thérapie cellulaire basée sur la transplantation de cellules souches myogéniques ou myoblastes constitue une approche potentielle pour véhiculer le gène sain de la dystrophine afin de corriger l'absence de la protéine. Cette approche est limitée par la faible migration des myoblastes greffés, le rejet immunitaire des cellules injectées et la mort précoce et massive des myoblastes transplantés durant les 3 premiers jours après la greffe. Nous nous sommes intéressés dans la présente thèse à identifier les différents facteurs qui peuvent être responsables de cette mort importante. Ces facteurs incluent : . la réaction inflammatoire, (2) l'anoikis, (3) le stress physique et (4) l'ischémie/hypoxie. Parmi ces éléments, nous avons évalué le rôle de l'anoikis et de l'hypoxie et nous avons ainsi démontré que ces deux facteurs étaient en partie responsables de la mort des cellules. Dans un second temps, nous avons proposé deux alternatives possibles pour améliorer la survie et le succès des greffes de myoblastes. Une des approches consiste à traiter les myoblastes à un choc thermique avant de les transplanter. Ce traitement a permis d'améliorer le succès des greffes de myoblastes de 4 fois environ. L'exercice physique constitue également une approche qui, associé à une transplantation de cellules myogéniques, potentialise le succès de la transplantation. Par ailleurs, dans le but de faire le suivi des greffes de myoblastes, nous avons développé une technique qui consiste à modifier génétiquement les myoblastes pour qu'ils expriment le transporteur humain du sodium et de l'iode (hNIS). La survie et la prolifération des cellules transplantées sont évaluées en procédant à des injections intrapéritonéale de technétium. On procède ensuite à une radiographie de la région greffée à l'aide d'une camera-y. Nos résultats montrent que la réduction du nombre de myoblastes qui meurent suivant leur transplantation constitue une approche potentielle pour améliorer le succès de greffe.