Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La dermatite atopique (DA) est une maladie inflammatoire chronique de la peau caractérisée par un épaississement épidermique et un infiltrat dermique de lymphocytes T mémoire activés, macrophages, mastocytes et éosinophiles avec des phases aiguë et chronique associées respectivement à des profils cytokiniques de type Th2 et Th1. Chez la majorité des patients atteints de DA, une augmentation de production d'IgE et IgG totales et spécifiques d'allergènes et d'antigènes microbiens est observée. Les récepteurs de forte et de faible affinité pour l'IgE, FcepsilonRI et FcepsilonRII/CD23 et le récepteur de faible affinité pour l'IgG, FcgammaRIII/CD16, jouent un rôle essentiel dans les maladies allergiques. Dans la peau humaine, ces FcR sont exprimés par des cellules présentatrices d'antigène et des cellules effectrices résidentes ou recrutées au derme durant l'inflammation. Au cours de ce travail, nous avons étudié le rôle de ces FcR dans un modèle murin de DA, qui reproduit la pathologie humaine, en comparant des animaux déficients pour ces FcR aux animaux correspondants de type sauvage (WT). Les symptômes de la DA sont complètement absents chez les souris déficientes en FcRgamma et partiellement inhibés dans les souris déficientes en FcepsilonRI ou CD16. Cette inhibition est corrélée avec une augmentation de l'expression cutanée de l'IL-10 et Foxp3. Alors que FcepsilonRI régule les réponses Th1 et Th2, le recrutement des mastocytes vers les ganglions drainants et la production d'IgE, CD16 régule uniquement la réponse Th2, la prolifération lymphocytaire et la production d'IgG1. FcepsilonRI et CD16 régulent spécifiquement la production de leurs ligands en contrôlant respectivement l'expression ganglionnaire d'IL-4 et d'IL-21. D'une façon importante, l'absence de CD23 aboutit à une inhibition drastique de la pathologie cutanée et, comme celle de FcepsilonRI, à une diminution des réponses cutanées Th1 et Th2 ainsi que de la production sérique de l'IgE mais pas celle de l'IgG1. Par ailleurs, nous avons étudié le rôle régulateur du récepteur nucléaire PPAR-alpha dans ce modèle de DA. En effet, il est exprimé par plusieurs types cellulaires au sein du système immunitaire et possède des propriétés anti-inflammatoires dans d'autres pathologies. Suite à la sensibilisation cutanée, nous avons remarqué que les souris déficientes en PPAR-alpha montrent une exacerbation des réponses cutanée et pulmonaire, et de la production de l'IgE et IgG2a par rapport aux souris WT. Ce phénomène est corrélé avec une exacerbation des réponses moléculaires cutanées Th2 et surtout Th1 ainsi qu'à une augmentation d'expression de NF-kappaB. D'une façon intéressante, l'expression de PPAR-alpha a été diminuée dans les lésions cutanées de patients atteints de DA suggérant donc que cette diminution d'expression puisse contribuer à la pathologie. Enfin, l'application d'un agoniste spécifique de PPAR-alpha diminue significativement la pathologie expérimentale. Nos travaux ont donc précisé la contribution des IgE/FcepsilonR et IgG/FcgammaR à la physiopathologie de la DA. Ces derniers, comme PPAR-alpha, constituent des cibles thérapeutiques potentielles pour cette affection.

La carbamazépine est une molécule antiépileptique très largement utilisée au point de devenir un marqueur environnemental de l'activité humaine. Elle donne lieu à des réactions d'hypersensibilité particulières, rares mais potentiellement létales, associant manifestations cutanées, hyperéosinophilie et atteintes multi-organiques (DRESS syndrome). Les hypothèses physiopathologiques font principalement appel aux métabolites de la carbamazépine mais la voie métabolique minoritaire des dérivés acridiniques est peu explorée. Les résultats obtenus à partir de stimulations ex vivo en laboratoire indiquent d'une part que l'acridine stimule la sécrétion d'interleukine-5 (facteur de croissance principal des éosinophiles), et d'autre part que la formation d'acridine et d'acridone est possible dans le sang à partir de métabolites primaires (époxyde et iminostilbène). Les données cliniques montrent une diminution des taux sanguins du 9-hydroxyméthyl-10-carbamoylacridan et du rapport acridine/acridone au cours de l'état de DRESS. Le co-traitement par l'acide valproïque majore le taux basal d'IL-5 et oriente en partie le profil métabolique vers celui du DRESS. L'étude de l'action des procédés oxydatifs environnementaux indique que les lits bactériens et le lagunage augmentent le rejet d'acridine. Nos travaux en pharmacologie humaine positionnent l'acridine et l'acridone comme des métabolites sanguins, a minima marqueurs et a maxima acteurs de la physiopathologie du DRESS. L'établissement d'un profil métabolique apparaît justifié lors d'une co-thérapie avec l'acide valproïque chez des patients à terrain atopique. L'acridine semble également être un marqueur environnemental d'intérêt. / Carbamazepine is a very usefull antiepileptic drug, widely used at the point of becoming an environmental marker of human activity. It is giving rise to rare but potentially lethal hypersensitivity reactions, with specific combination of skin manifestations, eosinophilia and multi-organ damage (DRESS syndrome). The pathophysiological hypotheses rely primarily to metabolites of carbamazepine, but the minor pathway of acridinic derivatives is little explored.The results obtained from ex vivo stimulation in our laboratory suggest both that acridine stimulates the secretion of interleukin-5 (main growth factor of eosinophils), and that the formation of acridine and acridone is possible in blood from primary metabolites (epoxide and iminostilbene). Clinical data show a decrease in blood levels of 9-hydroxymethyl-10-carbamoylacridan and in the ratio (acridine / acridone) during the state of DRESS. Co-treatment with valproic acid increases the basal rate of IL-5 and diverts, at least in part, to the metabolic profile of DRESS. The study of the action of environmental oxidative processes indicates that the purification processes by trickling filters and stabilization ponds increase the release of acridine, while activated sludge systems have little impact.Our work in human pharmacology positions acridine and acridone as regular blood metabolites, involved as markers or actors of the pathophysiology of DRESS. The determination of the metabolic profile appears warranted for atopic patients requiring co-therapy with valproic acid. Acridine also appears to be a marker of environmental interest.

L'oxaliplatine, largement utilisé dans le traitement du cancer colorectal, se singularise par la survenue très précoce, dés le début du protocole de chimiothérapie de troubles douloureux associés à la perception du froid (hypersensibilité au froid). De nombreux traitements ont été testés pour ces symptômes sans grand succès, c'est pourquoi le développement de nouveaux analgésiques est nécessaire. Le but de ce travail est de développer un modèle souris reproduisant cette hypersensibilité au froid et d'en rechercher les mécanismes physiopathologiques. Comme chez les patients, l'administration aigüe d'oxaliplatine entraîne une amplification importante de la perception du froid chez la souris. Nous montrons que ces symptômes sont médiés par les nocicepteurs exprimant le thermorécepteur TRPM8. Sur le plan du mécanisme physiopathologique, l'oxaliplatine favorise l'excitabilité de ces nocicepteurs en diminuant de manière drastique l'expression des plusieurs canaux potassiques (TREK1 et TRAAK en particulier), et en augmentant l'expression de canaux proexcitateurs tels que les canaux cationiques activés par l'hyperpolarisation (HCN1 notamment). Ces constatations sont confortées au niveau comportemental par l'analyse de la lignée de souris double KO pour TREK1 et TRAAK, et par l'utilisation de l'Ivabradine, un inhibiteur pharmacologique spécifique des canaux HCNs. L'ivabradine, déjà utilisé en clinique pour le traitement de l'insuffisance cardiaque, entraîne une disparition de l'hypersensibilité au froid induite par l'oxaliplatine. Collectivement, ces résultats suggèrent que l'oxaliplatine exacerbe la perception du froid en remodelant le patron d'expression de plusieurs canaux ioniques qui coordonnent la réponse au froid. L'ivabradine peut ainsi représenter un traitement sur mesure pour les neuropathies induites par l'oxaliplatine. / The hallmark of oxaliplatin-induced neuropathy is a hypersensibility to cold that develops in nearly all patients ultimately leading to cessation of this chemotherapy treatment. To date, classical pain management strategies have failed to alleviate these painful symptoms, and hence there is a need for developing new and efficient analgesics. Here we report that, as in patients, oxaliplatin mediates a clear development of exaggerated perception of cold temperatures in mice. These symptoms are mediated by nociceptors expressing the thermoreceptor TRPM8. Mechanistically, we find that oxaliplatin promotes excitability in nociceptors drastically lowering the expression of distinct potassium channels (TREK1, TRAAK) that act as excitability brakes for cold perception, and by increasing the expression of pro-excitatory channels such as the hyperpolarisation-activated channels (HCNs). These findings are corroborated by the analysis of the TREK1-TRAAK null mice, and by the use a specific HCN channel inhibitor abolishing the oxaliplatin-induced cold hypersensibility. Collectively, these results suggest that oxaliplatin exacerbates cold perception in cold sensing neurons by transcriptionally remodeling a combination of ionic conductances that together shape the final response to cold. A direct promising clinical consequence of these findings for patients would be that the HCN inhibitor ivabradine could represent a tailored treatment for oxaliplatin-induced neuropathy.

Les douleurs viscérales chroniques font partie des effets secondaires des patients traités pour des cancers de la zone pelvienne. Ces douleurs peuvent affecter grandement la qualité de vie de ces patients. Dans les cas les plus graves, il n'existe pas de traitement analgésique efficace. Ainsi le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques efficaces constitue un enjeu majeur. Au sein de notre laboratoire, le potentiel réparateur et immuno-modulateur des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) a déjà été démontré dans un modèle d'ulcération colorectale radio-induite chez le rat. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse était d'évaluer d'abord la pertinence de l'utilisation de ce modèle pour l'étude de l'hypersensibilité viscérale persistante radio-induite, puis, le bénéfice thérapeutique de l'utilisation des CSM comme agent antinociceptif. Nous avons dans un premier temps démontré, dans ce modèle, le maintien au cours du temps d'une hypersensibilité viscérale associée à une sensibilisation centrale persistante après irradiation, validant ainsi le modèle. Nous avons ensuite montré l'implication des mastocytes (MC) et suggéré l'implication du neuromédiateur NO dans les mécanismes de la sensibilisation périphérique sous-tendant une telle hypersensibilité. Nous avons enfin mis en évidence que le traitement par des CSM permettait la réduction de l'hypersensibilité viscérale radio-induite persistante. La capacité des CSM à moduler l'activation des MC et/ou leurs interactions avec les fibres nerveuses pourrait être impliquée dans leur action antinociceptive. En conclusion, ce travail a permis d'élargir le spectre d'action thérapeutique des CSM dans notre modèle d'étude. / Patients who undergo pelvic radiotherapy may develop significant incidence of undesirable chronic gastrointestinal complications resulting from radiation-induced damages around the tumour. Chronic visceral pain is one of the radiation-induced side effects that greatly affects the quality of life of “cancer survivors”. The lack of effective analgesic treatment highlights the importance of novel and effective therapeutic strategies. In our laboratory, mesenchymal stromal cell (MSC) based approach showed beneficial immunomodulatory and regenerative effects in a rat model of irreversible radiation-induced colonic ulcers. The goal of my work was to assess the relevance of this model to study radiation-induced visceral persistent hypersensitivity and its modulation by MSC treatment. We first demonstrated that this model is associated with long-lasting visceral hypersensitivity and central neuronal sensitization. In this context we showed then that mast cells (MC) are involved in the mechanism of peripheral sensitization. Moreover, we suggested the implication of the neuromediator NO• in the pathophysiology of persistent radiation-induced visceral hypersensitivity. We also suggested that MSC treatment reversed radiation-induced hypersensitivity by a mechanism that in part may involve the modulation of MC activation and/or the decrease in the number of MC and nerve fiber interactions. In addition, MSC treatment reduced the percentage of nitrinergic neurons, increased after irradiation, and restored colonic muscular contractibility. Such processes may promote the therapeutic benefit of MSC observed in our study. In conclusion, this work provided new insights on the therapeutic benefit of MSC in our study model and a new argument in favour of their use in a future clinical trial to cure abdominopelvic radiotherapy side effects.

Le Syndrome de l'Intestin Irritable (SII) est caractérisé par des douleurs abdominales chroniques, des diarrhées, des constipations ou l'alternance des deux. Les neurones sensitifs des patients seraient surexcitables et ainsi à l'origine de l'hypersensibilité viscérale ressentie. Parmi les médiateurs impliqués dans le SII, les protéases ont un rôle prépondérant notamment car il a été observé une augmentation de leur activité dans des surnageants de biopsies coliques de patients atteints du SII. Ces protéases sont capables d'activer les " Protease-Activated Receptors " (PARs) dans les neurones sensitifs de souris. L'activation des neurones sensitifs murins peut être déclenchée selon un mécanisme dépendant de PAR2 et générant une hypersensibilité viscérale, mais inhibée par un mécanisme dépendant de PAR4. Dans certaines cellules (plaquettes), les PARs ont des rôles très différents entre la souris et l'homme. L'expression et la signalisation des PARs dans les neurones sensitifs humains étant jusqu'alors inconnues, cette thèse a eu pour objectif général d'étudier la signalisation des PARs et d'identifier les effets de médiateurs présents dans les tissus de patients atteints du SII, sur leur capacité à activer des neurones sensitifs humains. Le but ultime était d'identifier de potentielles cibles thérapeutiques pour le traitement de la douleur viscérale associée au SII chez l'homme. Le premier objectif a été de mettre au point la culture de neurones humains des ganglions spinaux dorsaux (GSD) thoraciques, contenant des projections coliques de neurones sensitifs. Une culture de neurones sensitifs d'une pureté de 90% a été obtenue, ces neurones étaient viables et fonctionnels, mobilisant du calcium intracellulaire en réponse à différents agonistes pro-nociceptifs. L'expression des PARs a été étudiée dans ces cultures et comparée à celle dans des tissus de GSD frais. PAR1, PAR2 et PAR4 de même que d'autres récepteurs canaux de la famille des " Transcient Receptors Potential " (TRPs) étaient exprimés de façon comparable dans les GSD fraichement isolés et dans les cultures de neurones, validant ainsi le phénotype physiologique des neurones en culture. L'effet des agonistes des PARs a ensuite été étudié sur la signalisation calcique dans ces cultures de neurones sensitifs humains. De tous les agonistes peptidiques des PARs utilisés, seul le peptide activateur de PAR1 a conduit à une augmentation du flux calcique dans les neurones sensitifs humains, tandis que le peptide agoniste de PAR4 l'a réduite. Comme le peptide activateur de PAR1, la thrombine, une protéase capable d'activer à la fois PAR1 et PAR4 a induit une augmentation du flux calcique dans les neurones sensitifs humains. La mobilisation calcique induite par la thrombine a été inhibée par un antagoniste de PAR1 et potentialisée par un antagoniste de PAR4. La thrombine exerce donc un double effet contradictoire sur les neurones sensitifs humains, induisant un signal calcique par l'activation de PAR1 et l'inhibant par l'activation de PAR4. Les surnageants de biopsies coliques de patients atteints du SII mais pas ceux de contrôles sains, ont provoqué un flux calcique dans les neurones sensitifs humains par un mécanisme dépendant de l'activation de PAR1. Nos résultats mettent en évidence l'importance de réduire la sensibilisation des neurones sensitifs humains dépendante de l'activation de PAR1 dans le SII. Notre technique de culture de GSD humains offre de nouvelles applications en neurosciences et nos résultats permettent d'envisager de nouvelles perspectives thérapeutiques quant à l'utilisation d'un antagoniste de PAR1 pour le traitement de la douleur viscérale associée au SII. / Irritable Bowel Syndrome (IBS) is characterized by chronic abdominal pain, diarrhea and/or constipation. Sensory neurons from IBS patients are considered to be over-activated, being thereby responsible of the experienced visceral pain. Among mediators involved in IBS, proteases seem to have a prominent role. First, proteolytic activity is increased in the supernatants of colonic biopsies from IBS patients. Second, these proteases activate " Proteases-Activated Receptors " (PARs) in rodent sensory neurons. Rodent primary afferent activation can be induced by a PAR2-dependent mechanism, which generates visceral hypersensitivity. This mechanism can be inhibited by a PAR4-dependent mechanism. In some cell types such as platelets, PARs may have very different functions in rodent versus human. The expression and the signalization of PARs in human sensory neurons have never been explored. The general aim of this thesis was to study the signalization of PARs and to identify the effect of mediators present in tissues from IBS patients, on their ability to activate human sensory neurons. The final objective was to identify new possible therapeutic targets to treat visceral pain associated with IBS. The first objective was to establish a protocol for culturing human sensory neurons isolated from thoracic dorsal root ganglia (DRG). Thoracic DRG contain the stroma of sensory neurons projecting from the colon. The culture of human sensory neurons was 90% pure with viable and functional neurons, which were able to induce calcium flux in response to different pro-nociceptive agonists. PAR expression was studied in cultures and compared to fresh DRG tissues. PAR1, PAR2 and PAR4 as well as others receptors from the " Transcient Receptors Potential " (TRPs) channel family were similarly expressed in neurons from fresh DRG tissues and in cultured sensory neurons, thereby validating the physiological phenotype of human DRG neurons in culture. The effect of PAR agonists was studied by imaging calcium mobilization in human sensory neuron cultures. From all PAR agonist peptides used, only PAR1 agonist peptide was able to increase calcium signaling in human sensory neurons, while PAR4 agonist peptide was able to decrease this calcium signaling. Similar to PAR1 agonist peptide, thrombin a protease capable of activating both PAR1 and PAR4, induced an increase of calcium flux in human sensory neurons. Thrombin-induced calcium mobilization was inhibited by a PAR1 antagonist and was potentiated by a PAR4 antagonist. Thus, thrombin has a contradictory double effect on human sensory neurons, inducing calcium signaling through PAR1 activation and inhibiting calcium signaling through PAR4 activation. In addition, supernatants of colonic biopsies from IBS patients but not from healthy controls, provoked an increased calcium signaling in human sensory neurons. This effect was dependent on the activation of PAR1. In the context of IBS, our results highlight the importance of targeting PAR1-induced sensitization in human sensory neurons. The DRG culture technique we have established offers important and new applications in the domain of neurosciences. All together, these data point to new therapeutic possibilities for the use of PAR1 antagonist in the treatment of visceral pain associated with IBS.

Les douleurs abdominales, principale cause de consultation en gastroentérologie, sont souvent le reflet d’un dysfonctionnement du tractus gastro‐intestinal, parfois responsable d’un Syndrome de l’Intestin Irritable (SII) ou d’une Maladie Inflammatoire Chronique de l’Intestin (MICI). Ces deux types de pathologies ont des caractéristiques bien distinctes (inflammation sévère avec des phases de poussée et de rémission dans le cas des MICI, absentes dans le SII). Cependant elles ont aussi des caractéristiques communes comme le développement d’une hypersensibilité colique (HSC), visible pendant les phases de rémission des MICI. Cette hypersensibilité, dont la physiopathologie est encore mal connue, entraîne une altération de la qualité de vie des patients. Il paraît donc nécessaire de comprendre les mécanismes qui sous‐tendent son apparition, son développement et son maintien, afin de développer des stratégies thérapeutiques adaptées. Les canaux ioniques sont des cibles intéressantes pour cela. Deux ont particulièrement retenu notre attention : le canal ASIC3 (Acid Sensing Ion Channels), sensible à l’acidose tissulaire et impliqué dans de nombreux processus physiopathologiques douloureux et le canal calcique Cav3.2 (voltage‐gated calcium channel) impliqué dans la mécanoperception physiologique et physiopathologique. Dans une première partie, nous avons évalué le rôle des sous‐unités ASIC3 dans l’hypersensibilité colique. Pour cela, nous avons utilisé plusieurs modèles animaux mimant une hypersensibilité colique de diverses origines chez des animaux déficients pour le canal ASIC3 et leurs littermates. Le premier modèle utilisait du DSS à deux concentrations : 0.5% et 1% induisant une hypersensibilité colique respectivement sans et avec inflammation. Le deuxième modèle mimait une hypersensibilité colique induite par une infection gastro‐intestinale. Pour cela, nous avons utilisé une bactérie AIEC (Adherent Invasive Escerichia Coli) de souche LF82 anormalement présente chez les patients atteints de la maladie de Crohn. Nous avons mis en évidence que le canal ASIC3 est impliqué dans la mise en place de l’Hypersensibilité Viscérale d’origine Colique (HSVC) dans ces deux modèles, et que la délétion de cette sous‐unité entraîne une moindre inflammation colique. Dans un dernier modèle, pour déterminer si ces résultats au niveau colique étaient transposables au cas d’une hypersensibilté viscérale d’origine différente, nous avons choisi un modèle de cystite pour lequel nous n’avons pas pu mettre en évidence une implication de la sous‐unité ASIC3. Dans une deuxième partie, nous avons travaillé sur le canal calcique Cav3.2, déjà étudié au laboratoire, et qui n’avait pas montré d’implication dans les douleurs viscérales inflammatoires. Son implication dans l’HSC non inflammatoire a été étudiée à travers deux modèles : le modèle de DSS 0.5% et le modèle de séparation maternelle. Une absence d’hypersensibilité chez les animaux déficients pour ce canal a été mise en évidence, et nous avons trouvé une implication de ce canal calcique chez des patients atteints du SII. La dernière partie de ce travail s’est intéressée à une nouvelle cible pouvant être impliquée dans la perception des stimuli mécaniques au niveau colique, le facteur de transcription EGR‐4. Ce facteur de transcription appartient à la famille des protéines en doigts de zinc et est extrêmement conservé entre les êtres vivants ; il est impliqué dans de nombreuses cascades de signalisations cellulaires. Une équipe clermontoise a montré son implication dans la mécanoperception chez la plante. Nous avons donc voulu savoir si cette implication était transposable à la souris et nos travaux se sont alors concentrés sur le côlon et sur l’implication de ce facteur lors d’une stimulation mécanique. Il est principalement exprimé au niveau des cellules musculaires lisses et est surexprimé au niveau du côlon dans le cas d’une stimulation mécanique. / Abdominal pain is one of the most common gastrointestinal disorder which accounts for the majority ofconsultations in general practice and half of those in gastroenterology. They often reflect a dysfunction ofthe gastrointestinal tract may be responsible for irritable bowel syndrome (IBS) or chronic inflammatorybowel disease (IBD). Despite significant differences particularly illustrated by a severe inflammatoryphenomenon associated with IBD which is not observed in IBS, these pathologies share colonichypersensitivity (CHS) as a common feature. This hypersensitivity whose pathophysiology is still poorlyunderstood, results in impaired quality of life of patients. It therefore seems necessary to be able tounderstand the mechanisms that underlie the emergence, development and maintenance of the HSC todevelop appropriate therapeutic strategies. Ion channels are attractive targets because of their critical role insynaptic transmission of sensory information. Two of them in particular caught our attention: ASIC3 channel(Acid Sensing Ion Channels), sensitive to tissue acidosis and involved in many pathophysiological processesand painful calcium channel Cav3.2 (voltage‐gated calcium channel) involved in the physiologic andpathophysiologic mechanoperception.In the first part, we evaluated the role of ASIC3 subnits in colonic hypersensitivity. For this, we used severalanimal models mimicking colonic hypersensitivity of different origins in deficient animals for ASIC3 and theirlittermates. The first model using the DSS at two concentrations: 0.5% and 1% respectively inducing colonichypersensitivity with and without inflammation. The second model mimicking colonic hypersensitivityinduced gastrointestinal infection. For this, we used a AIEC bacteria (Adherent‐Invasive Escerichia Coli) ofLF82 strain abnormally present in patients with Crohn's disease. We were able to show that the ASIC3channel is involved in the establishment of the original Visceral Hypersensitivity Colic (HSVC) found in thesetwo models. We were also able to show that the deletion of this channel leads to lower colonic inflammationin our animals. Then, we evaluated its involvement in a cystitis model and found that this channel was notinvolved in this type of pain or in the resulting inflammation.In the second part, we worked on the calcium channel Cav3.2. This channel already studied in the laboratoryhad shown no involvement in visceral inflammatory pain, we observed his involvement in thenoninflammatory colonic hypersensitivity through two models: the DSS model 0.5% and the maternalseparation model. We were able to demonstrate a lack of hypersensitivity in animals deficient for thischannel. In addition, we found an involvement of this calcium channel in patients IBS, resulting in increasedexpression in these patients compared to control patients.The aim of this third part is to determine the EGR‐4 localization and its involvement in the mouse colonsensitivity to a mechanical stimulus. For that purpose, wild‐type and healthy mice were subjected or not to acolorectal distension (mechanical stimulus) for 10 seconds via inflation of a balloon inserted at 1cm from theanal margin. Then, we analyzed the expression of EGR‐4 at different time points after the distension at themRNA level in the colon, dorsal root ganglia (DRG) and spinal cord by quantitative RT‐PCR and its cellularlocalization in DRG, and in colon after whole‐mount dissection, by immunohistochemistry. We also identified targeted genes of this transcription factor in mouse colonic epithelial cells transfected by an EGR‐4expressing vector after microarray analysis. EGR‐4 transcription factor is localized in the colon, DRG andspinal cord cells. In addition, its expression is modified after colorectal distension in a time dependentmanner.

Le foie est un organe connu empiriquement pour sa capacité à induire une tolérance immunologique des lymphocytes T (LT). Cette propriété pourrait s'exercer en particulier visà- vis d'antigènes alimentaires drainés de l'intestin dans le foie via la veine porte. L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier l'implication du foie dans la tolérance périphérique et en particulier la tolérance induite par voie orale, en utilisant un modèle murin d'hypersensibilité retardée de contact (HSRC) spécifique d'haptène (DNFB), induit par des LT CD8+ spécifiques. Nous avons identifié deux types cellulaires enrichis dans le foie et doués de propriétés régulatrices/tolérogènes : i) Les cellules dendritiques plasmacytoïdes, capables d'induire une tolérance des LT CD8+ in vivo et jouant un rôle clef dans l'induction de la tolérance orale, et ii) les cellules NKT capables de réguler la réponse T CD8+ aussi bien au cours de la phase afférente que de la phase efférente de la réponse immunitaire.

Les douleurs viscérales chroniques font partie des effets secondaires des patients traités pour des cancers de la zone pelvienne. Ces douleurs peuvent affecter grandement la qualité de vie de ces patients. Dans les cas les plus graves, il n'existe pas de traitement analgésique efficace. Ainsi le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques efficaces constitue un enjeu majeur. Au sein de notre laboratoire, le potentiel réparateur et immuno-modulateur des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) a déjà été démontré dans un modèle d'ulcération colorectale radio-induite chez le rat. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse était d'évaluer d'abord la pertinence de l'utilisation de ce modèle pour l'étude de l'hypersensibilité viscérale persistante radio-induite, puis, le bénéfice thérapeutique de l'utilisation des CSM comme agent antinociceptif. Nous avons dans un premier temps démontré, dans ce modèle, le maintien au cours du temps d'une hypersensibilité viscérale associée à une sensibilisation centrale persistante après irradiation, validant ainsi le modèle. Nous avons ensuite montré l'implication des mastocytes (MC) et suggéré l'implication du neuromédiateur NO dans les mécanismes de la sensibilisation périphérique sous-tendant une telle hypersensibilité. Nous avons enfin mis en évidence que le traitement par des CSM permettait la réduction de l'hypersensibilité viscérale radio-induite persistante. La capacité des CSM à moduler l'activation des MC et/ou leurs interactions avec les fibres nerveuses pourrait être impliquée dans leur action antinociceptive. En conclusion, ce travail a permis d'élargir le spectre d'action thérapeutique des CSM dans notre modèle d'étude.

Les cellules NK sont classiquement décrites comme des lymphocytes effecteurs du système immunitaire inné, dotées d’un jeu limité de récepteurs permettant la reconnaissance de cellules tumorales ou infectées par des pathogènes, et dépourvues de capacités de mémoire immunitaire. Des travaux récents montrent cependant que les cellules NK semblent douées de diverses propriétés « adaptatives » proches de celles des lymphocytes T (LT). L’étude princeps de ce nouvel aspect de la biologie des cellules NK a été réalisée dans un modèle murin d’hypersensibilité retardée (HSR) aux haptènes, et démontre qu’en l’absence des effecteurs classiques de ces réactions (LT), les cellules NK sont capablesd’induire des réactions d’HSR. La première partie de ce travail de thèse a consisté à étudier la contribution des cellules NK dans l’initiation et le développement des réactions d’HSR en présence des effecteurs classiques (LT). Nous montrons ainsi que bien que des cellules NK « mémoires » spécifiques de l’haptène soient retrouvées dans le foie des souris de type sauvage sensibilisées, leur contribution à la réaction d’HSR est mineure. Par contre, si ces cellules NK mémoires sont transférées à une souris receveuse dépourvues de LT nonsensibilisée, elles sont capables d’induire des réactions d’HSR lors d’un nouveau contact avec l’haptène. Dans la deuxième partie, nous avons comparé les réactions d’HSR induites par les cellules NK et les lymphocytes T mémoires dans ce système de transfert. Nous mettons en évidence que les réactions développées par les cellules NK sont d’une durée limitée et qu’elles impliquent un oedème avec peud’infiltration par les cellules immunitaires, au contraire des réactions induites par les cellules T mémoires. Enfin, dans la troisième partie de ce travail, nous avons analysé le compartiment cellulaire NK circulant chez des patients souffrant de pathologies inflammatoires cutanées dans lesquelles les LT ont un rôle clairement identifié à ce jour. Nous rapportons des modifications qualitatives et quantitatives de ces cellules, suggérant leur implication potentielle dans la physiopathologie de ces maladies. L’ensemble de ces données confirme donc l’existence de cellules NK « mémoires », dont le rôle physiologique en présence des effecteurs adaptatifs classiques reste encore aujourd’hui à démontrer. / NK cells are classically defined as lymphocytes of the innate immune system, equipped with a limited set of receptors involved in the recognition of tumoral or infected cells, and devoid of immune memory. However, recent studies showed that NK cells seem endowed with various "adaptive" properties similar to those of T lymphocytes (TL). The original description of this new aspect of NK cell biology was made in a murine model of delayed-type hypersensitivity (DTH) to haptens. In this model, NK cells were found to be able to induce DTH reactions in the absence of classical DTH effectors (TL). The aim of the first part of this PhD thesis was to study the contribution of NK cells in the initiation and development of HSR reactions in the presence of classical effectors (TL). We show that although hapten-specific "memory" NK cells are generated in the liver of hapten-sensitized wild type mice, their contribution to HSR reactions is minor. By contrast, if "memory" NK cells are transferred to unsensitized recipient mice lacking T cells, they can induce DTH reactions upon a new contact with the hapten. In the second part, we compared the DTH reactions induced by NK cells and memory T lymphocytes in thistransfer system. We showed that hapten-induced skin reactions mediated by NK cells are of limited duration and associated with a weak cellular infiltrate, in contrast to memory T cell-mediated reactions. Finally, in the third part of this work, we analyzed the circulating NK cell compartment in patients suffering from inflammatory skin diseases thought to be induced by T cells. We report qualitative and quantitative changes of NK cells in patients in comparison with healthy controls, suggesting the potential involvement of NK cells in the pathophysiology of these diseases. Altogether, our data confirm the existence of "memory" NK cells, whose physiological role in the presence of conventional adaptive effectors still remains to be assessed.