Les plaquettes jouent un rôle majeur dans l'hémostase primaire ainsi que dans l'inflammation. Elles contiennent et sécrètent une grande variété de facteurs solubles et parmi les nombreux récepteurs qu'elles expriment à leur surface, les plaquettes expriment les " Toll-Like Receptor " (TLR), récepteurs clés de l'interaction entre l'immunité innée et adaptative. En réponse à un stimulus infectieux, comme le lipopolysaccharide (LPS) des bactéries Gram-négative, ligand naturel du TLR4, ou des peptides issus d'une partie de la protéine d'enveloppe du VIH (gp41), les plaquettes vont s'activer de manière différentielle. L'activation plaquettaire est variable en fonction de leur activation par à un stimulus hémostatique (exemple : la thrombine) vs. infectieux (exemple : le LPS) ; le panel de cytokines libérées dans le surnageant plaquettaire semble en fait finement régulé. De plus, nous avons démontré la présence intra-plaquettaire de la majorité des protéines composant les voies de signalisation du TLR4 eucaryote. Nous avons ensuite montré que ces voies pouvaient être modulées. L'engagement du TLR4 plaquettaire par deux types biochimiques de LPS entraîne un relargage différentiel des facteurs solubles immunomodulateurs dans le surnageant de culture et que ce surnageant dernier génère une activation différentielle des cellules cibles, comme les cellules mononucléées du sang circulant. Ces travaux montrent que la réponse inflammatoire plaquettaire est régulée en fonction du stimulus. Ainsi, mes travaux s'inscrivent dans la ré-exploration de la fonction inflammatoire des plaquettes sanguines et l'étude du rôle des plaquettes comme cellules de l'immunité innée et inflammatoire

Le clade des invertébrés cristallise en 2017 de grandes problématiques sociétales à la fois économiques et sanitaires. En effet un certain nombre des organismes présent dans ce groupe phylétique sont des vecteurs des grandes pandémies infectieuses telles que le paludisme (Anopheles sp), Zika, Chinkungunya, Fièvre jaune, etc (Aedes sp), Chagas (Triatoma sp) ou encore la bilharziose (Biomphalaria sp, Bulinus sp). La compréhension du système immunitaire de ces organismes vecteurs doit aider la communauté scientifique à proposer des solutions pour réduire la transmission de toutes ces maladies sur le terrain. Biomphalaria glabrata est le vecteur unique de la Bilharziose intestinale (Schistosomamansoni) en Amérique Latine. Depuis un premier cas de résistance induite par une première infection en 1998, de nombreux travaux ont exploré la réponse immunitaire mémoire innée de cet escargot tropical d’eau douce. Dans le cadre de ce travail de thèse, différents aspects de cette immunité (également appelé priming, résistance acquise) ont été explorés, de la mise en place phénotypiques, aux bases moléculaires et cellulaires. En premier lieu,nous avons pu démontrer qu’elle était dépendante d’une bascule phénotypique (d’une réponse cellulaire d’encapsulation à une réponse humorale) et transcriptomique qui lui permet de mieux répondre lors d’une seconde infection. La spécificité de cette réponse est portée par la production de répertoire complexe de récepteurs et d’effecteurs immunitaire spécifiques qui sont capables de différencier jusqu’aux différents stades de développement parasitaire d’une même espèce de parasite. Nous avons également pu montrer que cette interaction dépendait de microARN circulants ainsi que de Biomphalysines, des ß-PFT acquises par transferts horizontaux depuis le monde bactérien. Enfin, cette résistance semble posséder une proximité avec l’immunité mémoire entraînée des cellules immunitaires innées des vertébrés en particulier sur la base des mécanismes moléculaires sous-jacent qui seraient liés chez Biomphalaria comme chez les Vertébrés à unereprogrammation épigénétique des cellules du système immunitaire innée. / Invertebrates focus in 2017 among the major economical and societal issuesacross Earth. Some members are vectors of important infectious pandemic as malaria(Anopheles sp), Zika, Chinkungunya, Yellow fever, etc (Aedes sp), Chagas (Triatoma sp) andtrematodes (Biomphalaria sp, Bulinus sp). Comprehension of immune system of thesevectors has to help scientist to decrease transmission on endemic area. Biomphalariaexposed first failure to be reinfected following first infection as soon as 1998. In my thesiswe explore this immune priming (innate immune memory) and describe an immune shiftfrom cellular to humoral immune response both in phenotype and transcriptomic response.A specificity is handle by specific immune receptor and effector repertoire to distinguish upto different developmental stage of same parasite species. This interaction is alsodependent of mRNAs and Biomphalysin, a ß-PFT coming from bacterial kingdom. Finally,this resistance seems to look alike the trained immune memory of innate cells in vertebrates.

Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) est l’agent pathogène responsable de la maladie de Johne qui est aussi connue sous le nom de paratuberculose. Cette maladie affecte principalement les ruminants, mais également d’autres animaux d’élevages et sauvages. Les mécanismes de pathogenèse de la paratuberculose sont toujours peu compris, mais il est connu que MAP est capable de s’évader du système immunitaire de son hôte pendant plusieurs années en utilisant les macrophages comme réservoir principal. L’effet de MAP dans l’infection des macrophages est souvent étudié en utilisant des vaches saines ou encore infectées de façon expérimentale, mais les études sur l’effet à long terme de la paratuberculose en étudiant les macrophages de vaches atteintes sont manquantes. Dans mon projet, le transcriptome de macrophages primaires dérivés des monocytes circulants infectés in vitro par MAP a été analysé par séquençage haut débit de l’ARN (RNA-seq). Des différences importantes dans les interactions hôtes-pathogènes ont été observées dans les signatures d’expression génique des vaches diagnostiquées comme négatives ou positives. Ces modifications mettent en lumière la mise en place de processus durables dans l’établissement de la paratuberculose. Les modifications clés observées lors de mon projet sont un débalancement immunométabolique, un changement dans l’homéostasie du cholestérol et des lipides intracellulaires, ainsi qu’un patron d’expression génique associé à l’établissement d’une tolérance mémoire chez les macrophages. En effet, les résultats obtenus lors de ce projet consolident l’hypothèse selon laquelle MAP pourrait induire un état de type tolérance dans les monocytes sanguins périphériques circulants lorsqu’ils se différencient en macrophages. De ce fait, MAP pourrait promouvoir davantage la persistance de la maladie en influençant le comportement des macrophages à long terme. Cette étude contribue à une meilleure compréhension du contrôle de MAP sur les cellules immunitaires et de ses mécanismes de survie.

Les plaquettes jouent un rôle majeur dans l’hémostase primaire ainsi que dans l’inflammation. Elles contiennent et sécrètent une grande variété de facteurs solubles et parmi les nombreux récepteurs qu’elles expriment à leur surface, les plaquettes expriment les « Toll-Like Receptor » (TLR), récepteurs clés de l’interaction entre l’immunité innée et adaptative. En réponse à un stimulus infectieux, comme le lipopolysaccharide (LPS) des bactéries Gram-négative, ligand naturel du TLR4, ou des peptides issus d’une partie de la protéine d’enveloppe du VIH (gp41), les plaquettes vont s’activer de manière différentielle. L’activation plaquettaire est variable en fonction de leur activation par à un stimulus hémostatique (exemple : la thrombine) vs. infectieux (exemple : le LPS) ; le panel de cytokines libérées dans le surnageant plaquettaire semble en fait finement régulé. De plus, nous avons démontré la présence intra-plaquettaire de la majorité des protéines composant les voies de signalisation du TLR4 eucaryote. Nous avons ensuite montré que ces voies pouvaient être modulées. L’engagement du TLR4 plaquettaire par deux types biochimiques de LPS entraîne un relargage différentiel des facteurs solubles immunomodulateurs dans le surnageant de culture et que ce surnageant dernier génère une activation différentielle des cellules cibles, comme les cellules mononucléées du sang circulant. Ces travaux montrent que la réponse inflammatoire plaquettaire est régulée en fonction du stimulus. Ainsi, mes travaux s’inscrivent dans la ré-exploration de la fonction inflammatoire des plaquettes sanguines et l’étude du rôle des plaquettes comme cellules de l’immunité innée et inflammatoire / Blood platelets are anucleated cells which play a major role on primary hemostasis and well demonstrated other functions in inflammation. Platelets store and secrete a great variety of soluble factors, with immunomodulatory functions. They also contain transcription factors that exert non-genomic activities. Among numerous receptors expressed at the surface of platelets, they display Toll-Like Receptors (TLR) that are key molecules for the interaction between innate and adaptive immunity. Platelets can be activated in response to infectious stimulation, such as with a bacterial gram-negative Lipopolysaccharide (LPS) - the natural ligand of the TLR4, or peptides from the gp41, part of the HIV envelope. Moreover, stimulation with hemostatic or infectious agonists results in the differential secretion of panels of immunomodulatory products, that seems to be finely regulated. To further understand this regulatory process, we have studied the presence in the platelet cytosol of the majority of eukaryotic TLR4 pathways proteins. The engagement of the platelet TLR4 with two biochemically distinct LPS (smooth vs. rough) leads to a differential release of immunomodulatory products in platelet supernatants; those supernatants can then differently activate target cells such as peripheral blood mononuclear cells. These results demonstrate that the inflammatory response of human platelets is regulated by the nature of the stimulus, showing new evidence on the sentry role of these cells. Thus, my work is part of a novel study of the inflammatory function of blood platelets and the role of these cells as immune cells, essentially in the innate and inflammatory branch

Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction sélective des cellules β pancréatiques entraînant une hyperglycémie et nécessitant un traitement par insulinothérapie à vie. La physiopathologie du DT1 est complexe et fait intervenir les cellules immunitaires innées et adaptatives dans la pathogenèse et la régulation du DT1. Alors que le développement du diabète peut être associé à des facteurs génétiques, des facteurs environnementaux sont également impliqués dans le déclenchement de cette maladie. Des études récentes ont mis en évidence le rôle du microbiote intestinal dans le développement ou la protection du DT1. Des modifications du microbiote ont par ailleurs été observées chez les patients DT1 avant le déclenchement de la maladie. Plusieurs études ont également décrit des altérations de la muqueuse intestinale chez les souris NOD et chez les patients DT1. Les cellules MAIT sont des lymphocytes T de type inné reconnaissant la molécule de MR1 et exprimant un TCR Va semi-invariant (Vα7.2-Jα33 chez l'homme et Vα19-Jα33 chez la souris). Les cellules MAIT sont activées par des métabolites bactériens, dérivés de la synthèse de la riboflavine. Leur particularité est de produire rapidement diverses cytokines telles que le TNF-α, l’IFN-γ et l’IL-17 et le granzyme B. La localisation et la fonction des cellules MAIT suggèrent qu'elles pourraient jouer un rôle clé dans le maintien de l'intégrité intestinale et le développement des réponses auto-immunes dirigées contre les cellules β. Dans l’ensemble, nos résultats chez les patients DT1 et chez les souris NOD montrent une activation anormale des cellules MAIT chez les patients DT1. Ces anomalies peuvent être détectées avant le déclenchement de la maladie. L'analyse des tissus périphériques de souris NOD souligne le rôle des cellules MAIT dans deux tissus, le pancréas et la muqueuse intestinale. Dans le pancréas, la fréquence des cellules MAIT est augmentée. Dans ce tissu les cellules MAIT semblent participer à la destruction des cellules β. Contrairement au pancréas, les cellules MAIT situées dans la muqueuse intestinale semblent jouer un rôle protecteur grâce à leur production de cytokines IL-22 et IL-17. Nos données chez les souris NOD Mr1-/-, dépourvues de cellules MAIT, soulignent le rôle protecteur des cellules MAIT lors du développement du DT1 en participant au maintien de l'intégrité intestinale. En outre, la présence d'altérations intestinales à mesure que la maladie progresse chez les souris NOD souligne l'importance des cellules MAIT dans le maintien de l'homéostasie intestinale. De manière intéressante, les cellules MAIT pourraient représenter un nouveau biomarqueur de la maladie et permettre de développer des stratégies thérapeutiques innovantes basées sur l’activation locale des cellules MAIT. / Type 1 diabetes (T1D) is an auto-immune disease characterized by the selective destruction of pancreatic islet β cells resulting in hyperglycemia and requiring a life-long insulin replacement therapy. The physiopathology of T1D is complex and still not entirely understood. Both innate and adaptive immune cells are involved in the pathogenesis and the regulation of T1D. While diabetes development can clearly be associated with genetic inheritance, environmental factors were also implicated in this autoimmune diseases. Recent studies have highlighted the role of the intestinal microbiota in the development or protection against T1D. Gut microbiota analyses in patients have shown differences before the onset of T1D. Moreover, several studies also described gut mucosa alterations in NOD mice and in T1D patients. MAIT (Mucosal Associated Invariant T) cells are innate-like T cells recognizing the MR1 molecule and expressing a semi-invariant receptor Vα chain (Vα7.2-Jα33 and Vα19-Jα33 in mice). MAIT cells are activated by bacterial metabolites, derived from the synthesis of riboflavin. Their particularity is to rapidly produce various cytokines such as TNF-α IFN-γ, IL-17 and granzyme B. The localization and the function of MAIT cells suggest that they could exert a key role in the maintenance of gut integrity, thereby controlling the development of autoimmune responses against pancreatic β cells. To summarize, our results in T1D patients and in NOD mice indicate an abnormal MAIT cell activation in this pathology, which occurs before disease onset. The analysis of peripheral tissues from NOD mice highlights the role of MAIT cells in two tissues, the pancreas and the gut mucosa. In the pancreas, MAIT cells frequency is elevated and they could participate to the β cells death. In contrast to the pancreas, in the gut mucosa MAIT cells could play a protective role through their cytokines production of IL-22 and IL-17. Our data in Mr1-/- NOD mice, lacking MAIT cells, reveal that these cells play a protective role against diabetes development and in the maintenance of gut mucosa integrity. Moreover, the presence of gut alteration as T1D progress in NOD mice underscores the importance of MAIT cells in maintaining gut mucosa homeostasis. Interestingly, MAIT cells could represent a new biomarker towards T1D progression and open new avenues for innovative therapeutic strategies based on their local triggering.

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

Le genre Flavivirus regroupe plus de 70 espèces dont plusieurs sont des pathogènes humains de première importance responsables dans les formes les plus graves de manifestations hémorragiques ou d’encéphalites parfois mortelles. L’absence de traitements antiviraux spécifiques et l’augmentation croissante des flaviviroses, surtout dans les régions tropicales, justifient un effort de recherche et développement pour lutter contre ces maladies.Ce travail a abordé deux aspects de l’infection à flavivirus : un aspect épidémiologique et un aspect plus fondamental sur l’immunité innée et les contremesures flavivirales. L’étude épidémiologique a été menée en collaboration avec le CENETROP (Centro national de enfermedades tropicales) de Bolivie grâce à la contribution de l’IRD. De par l’analyse des différentes souches circulantes dans ce pays, elle a permis une meilleure compréhension de l’épidémiologie de la dengue et de la fièvre jaune et nous a fait prendre conscience de la variabilité génétique de ces virus. Devant le peu de données répertoriées en Bolivie, nos travaux serviront de référence pour comprendre les épidémies futures, peut-être améliorer les techniques de diagnostic et permettre le développement de stratégies de prévention adaptées et l’amélioration des politiques de lutte contre la fièvre jaune en Amérique du Sud. La cohabitation entre le virus et l’hôte immunocompétent est le résultat d’un équilibre subtil entre le taux de réplication virale et la clairance du système immunitaire pour garantir la survie des deux espèces. Chacun a évolué en développant des mécanismes de défenses contre l’autre. Notre second travail visait à analyser l’influence de la protéine flavivirale non structurale NS1 sur la réponse interféron de l’hôte. L’identification de stratégies virales d’évasion face à l’immunité de l’hôte et l’analyse de leurs fonctions dans l’infection virale permettrait de mieux comprendre le système immunitaire ainsi que l’interaction virus–hôte. Ceci aiderait au développement de nouvelles stratégies antivirales afin de traiter les pathologies associées à ces arbovirus. / The Flavivirus genus consists of sevevral human pathogens responsible for hemorragic syndrome or encephalitis. The absence of specific antiviral treatment and an increase in Flavivirus incidence has led to a greater research effort in fighting these diseases. The study takes an epidemiological and a fundamental approach in its analysis of the innate immune response to flavivirus infection as well as flaviviral adaptation to evade this response. The analysis of circulating strains in Bolivia has led to a better understanding of dengue and yellow fever and also an awareness of their genetic variability. Given the limited information available in Bolivia, our studies could be used as a reference to understand future epidemics, improve diagnostic methods and allow the development of prevention strategies to fight against yellow fever in south Africa. The relationship between virus and host results from a subtle balance between viral replication and immunity clearance allowing the survival of both species. Each one as developed defence mechanisms against the other. We also examined the role of the non structural protein NS1 in the interferon respons to Flaviviral infection. Knowledge on viral escape strategies from host immunity could help to develop antiviral treatment for these arbovirus diseases

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

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

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