L'athérosclérose est une maladie cardio-vasculaire immuno-inflammatoire se développant sur un terrain de dyslipidémie. De nombreuses composantes de la réponse immunitaire sont capables de moduler le développement des plaques d'athérome. Notamment, les lymphocytes T (LTs) CD4+ dont le rôle dans le processus athérogène dépend de la voie de polarisation. Le mécanisme de polarisation des LTs CD4+ est sous le contrôle des cellules dendritiques conventionnelles (cDCs) CD11b+. Ainsi, moduler ces cDCs et orienter la réponse adaptative vers une polarisation anti-athérogène pourraient représenter une potentielle cible thérapeutique dans la pathologie. Dans cette perspective, nous avons évalué le rôle des cDCs CD11b+ dans le développement de l'athérosclérose qui à ce jour reste totalement inexploré. Nous avons montré que la baisse du nombre des cDCs CD11b+ n'a pas d'impact sur le développement des lésions d'athérome. Cependant, nous montrons que l'absence du facteur de transcription IRF4 nécessaire au développement des cDCs CD11b+ altère le rôle anti-athérogène reconnu de l'adjuvant vaccinal à base d'aluminium (Alum). Nos données suggèrent que les cDCs CD11b+ n'ont pas d'impact direct sur le développement de l'athérosclérose, cependant, elles contrôlent l'effet athéroprotecteur de l'Alum. / Atherosclerosis is a disease characterized by arterial blood vessel thickening due to the accumulation of inflammatory cells in the arterial intima in response to cholesterol deposition. Several components of the immune response are able to modulate the development of atheromatous plaques. In particular, the role of conventional of CD4+ lymphocytes in the atherogenic process depends on their polarization pathway. The polarization mechanism of CD4+ T cells is under the control of conventional CD11b+ dendritic cells (cDCs). Thus, modulating these cDCs and orienting the adaptive response towards anti-atherogenic polarization could represent a potential therapeutic target in pathology. In this context, we evaluated the role of CD11b+ cDCs in the development of atherosclerosis which still remains totally unexplored. We have demonstrated that the decrease of the number of CD11b+ cDCs has no impact on the development of atheroma lesions. However, we show that the deletion of IRF4, the transcription factor necessary for the development of CD11b+ cDCs alters the recognized anti-atherogenic role of the aluminum-based vaccine adjuvant (Alum). However our data suggest that CD11b+ cDCs have no direct impact on the development of atherosclerosis but can control the atheroprotective effect of Alum adjuvant.

Les cellules T spécifiques d'antigène dans la peau participent au contrôle des infections cutanées. Toutefois, leurs mécanismes d'induction après infection ou vaccination ainsi que leur rôle dans la protection et leur maintenance restent à étudier. Nous avons émis l'hypothèse que l'infection cutanée ou la vaccination cutanée pouvaient programmer une réponse cellulaire T spécifique d'antigène cutanée. Notre premier objectif était le développement de modèle d'étude de la peau humaine, des cellules T cutanées et de la vaccination par la peau. Un modèle de greffes de peau humaine à des souris immunodéficientes, a permis de montrer un maintien et la fonctionnalité des cellules présentatrices d'antigènes et cellules T cutanées plusieurs semaines après greffe. J'ai ainsi mis en place un modèle d'étude in vivo des cellules humaines cutanées.Dans un deuxième temps, un essai clinique randomisé chez le volontaire sain, a étudié l'impact de la voie d'administration - intradermique, transcutanée ou intramusculaire - du vaccin antigrippal sur les réponses immunitaires. Cette étude de longue durée et multiparamétrique n'étant pas terminée, nous aborderons les résultats de l'impact de l'inflammation, en particulier CXCL-10, dans l'induction des réponses adaptatives.Enfin, le rôle des lymphocytes T cutanés dans la protection contre les herpesvirus - VZV, HSV-1, HSV-2 - restant méconnus et notamment la potentielle réactivité croisée des cellules T cutanées contre ces 3 virus, j'ai mis en place un modèle murin préclinique permettant d'étudier les réponses T spécifiques cutanées et systémiques à la varicelle après vaccination. Une étude clinique est maintenant en cours de montage. En conclusion, au cours de mon doctorat, j’ai pu mettre en évidence l’importance des LT cutanés notamment mémoires dans la mise en place de la réponse immunitaire après vaccination et/ou infection. Ces données sont importantes pour l’amélioration des stratégies vaccinales. / Antigen -specific T cells in the skin represents a considerable advantage. It has been proposed that these cells may participate in the control of skin infections. However, further investigation is needed to understand their mechanism of induction after infection or vaccination, their maintenance in the skin tissue and their role in the protection upon re-infection. We hypothesized that the skin vaccination or infection can program a cutaneous population of antigen-specific T cell response. In order to study T cell populations in the skin, we set up different in vivo and clinical models of study of human skin T cells. A model of human skin grafts in immunodeficient mice, allowed us to show the persistance of antigen-presenting cells as well as antigen-specific effector T skin cells in human skin engrafted explants. We have demonstrated their functionality several weeks after skin transplantation. This study provides an in vivo model for studying in vivo human skin T cells upon infection or vaccination. In a second part, we performed a randomized clinical trial of healthy volunteers, to study the impact of routes of immunization using trivalent-influenza vaccine (TIV) by intradermal, transcutaneous (hair follicular targeting) or intramuscular routes on immune responses. This long-term study is not completed yet. However, we will discuss the first results of the impact of inflammation including cytokine, CXCL10 on vaccination local side effects and in the induction of adaptive responses. In a third part, we asked the role of T lymphocytes in human skin infections or mucous membranes against herpèsviruses (VZV, HSV-1, and HSV-2). We hypothesized cross-reactive T cell skin against these three viruses. A preclinical mouse model for studying cutaneous and systemic T cell specific responses to varicella after vaccination has been developed. A clinical study is in progress.

L'instillation intravésicale de bacilles de Calmette et Guérin (BCG) comme traitement adjuvant du cancer de la vessie non invasif du muscle est l'un des seuls exemples de réussite d'une immunothérapie à la clinique, avec des taux de réponse de 50-70 %. S'il est établi que le succès de la thérapie repose sur des injections répétées de BCG vivant, administré peu après la résection chirurgicale de la tumeur, ses mécanismes d'action n'ont pas été définis précisément. Au cours de ma thèse, j'ai établi un modèle expérimental de souris pour étudier la dynamique de la réponse immune induite par l'administration intravésicale de BCG. Au vu d'un certain nombre de travaux chez l'homme, j'ai concentré mon attention sur l'établissement du processus inflammatoire aigu, ainsi que sur l'activation et le recrutement des lymphocytes T. Je démontre qu'une seule instillation de BCG est suffisante pour induire la dissémination du BCG dans les ganglions lymphatiques drainant la vessie et l'activation de lymphocytes T produisant de l'interféron gamma. Cependant, des instillations répétées de BCG vivant sont nécessaires pour obtenir une robuste infiltration de lymphocytes T dans la vessie. Toutefois, je montre qu'une immunisation préalable des souris par voie sous-cutanée conduit à un processus inflammatoire aigu accentué dès la première instillation et accélère le recrutement des lymphocytes T dans la vessie, par rapport au protocole standard. En outre, l'immunisation préalable des souris par voie sous-cutanée améliore de façon substantielle leur réponse à la BCG-thérapie, dans un modèle d'implantation orthotopique de cellules tumorales. Enfin, l'analyse de données cliniques révèle un avantage statistiquement significatif pour les patients qui ont la signature d'une réponse immune au BCG préalablement à la thérapie intravésicale. Par ailleurs, utilisant des données cliniques et expérimentales, j'ai contribué à la construction et au paramétrage d'un modèle mathématique stochastique décrivant les interactions entre le BCG, le système immunitaire, la vessie et les cellules tumorales. Nous avons tout d'abord montré qu'il était très improbable que l'extinction tumorale puisse être médiée seulement par l'immunité innée, car cela exigerait une capacité de tuer par effet bystander bien plus élevée que celle observée expérimentalement chez les cellules effectrices de l'immunité innée. Nous avons ensuite raffiné notre modèle pour qu'il prenne aussi en compte l'immunité adaptative. Nous avons alors utilisé ce deuxième modèle pour évaluer les paramètres cliniques optimaux pour la BCG thérapie, et parmi eux (i) le délai entre la résection chirurgicale et la première instillation, (ii) la dose de BCG, (iii) le temps de contact du BCG avec la vessie et (iv) l'intervalle de temps entre deux injections répétées de BCG. Tous ces paramètres ont un impact sur la probabilité d'extinction tumorale, et, notablement, la multiplication par deux du délai entre deux instillations améliorerait très favorablement le taux de réponse au traitement. L'ensemble de ces données contribue à éclairer sous un jour nouveau une immunothérapie utilisée en clinique depuis longtemps et prédit des stratégies qui pourraient contribuer à améliorer le soin des patients. Notamment, je suggère que la pratique d'un test tuberculinique sur les patients préalablement à la thérapie intravésicale, suivie de l'immunisation parentérale par le BCG des patients négatifs pour le test, pourrait être une méthode sûre et efficace pour améliorer la réponse clinique induite par les instillations intravésicales de BCG.

Chikungunya est un alphavirus transmis par les moustiques (Aedes) et qui provoque de la fièvre, des éruptions cutanées, des myalgies et des arthralgies. La maladie (CHIKVD) est transitoire, mais des formes sévères menant à des arthrites chroniques incapacitantes ont été signalées. Nous avons dans un premier temps étudié prospectivement les paramètres cliniques et immunologiques associés à la maladie chez des patients hospitalisés et identifiés comme étant 'guéris' ou 'chronique' à M12 après l'infection. Dans la deuxième partie, nous avons observé in vitro les mécanismes et le rôle de l'apoptose dans le processus infectieux permettant au virus de persister dans les sanctuaires tissulaires. En phase aiguë, une forte réponse immune dominée par une activation des cellules NK/dendritique/cellules T, la production d'anticorps spécifiques et une faible production de cytokines Th1 > Th2 a été observée mais sans aucune différence significative entre les deux groupes. Cependant, la virémie initiale s'est révélée beaucoup plus élevée dans le groupe chronique est nous avons pu identifier du matériel viral dans les macrophages du tissu synovial d'un patient chronique post-CHIKVD (M18). Dans la deuxième partie de l'étude, nous avons constaté que CHIKV est capable d'induire l'apoptose par la voie intrinsèque et extrinsèque et également par un mécanisme 'bystander'. De plus, nous avons observé que le CHIKV présent dans des corps (blebs) apoptotiques était capable d'infecter les cellules voisines (Hela et macrophage MM6). Notre étude a permis de mettre en évidence pour la première fois que CHIKV contrôle et détourne à son profit les mécanismes de défense anti-infectieux.

Chikungunya est un alphavirus transmis par les moustiques (Aedes) et qui provoque de la fièvre, des éruptions cutanées, des myalgies et des arthralgies. La maladie (CHIKVD) est transitoire, mais des formes sévères menant à des arthrites chroniques incapacitantes ont été signalées. Nous avons dans un premier temps étudié prospectivement les paramètres cliniques et immunologiques associés à la maladie chez des patients hospitalisés et identifiés comme étant ‘guéris’ ou 'chronique' à M12 après l'infection. Dans la deuxième partie, nous avons observé in vitro les mécanismes et le rôle de l'apoptose dans le processus infectieux permettant au virus de persister dans les sanctuaires tissulaires. En phase aiguë, une forte réponse immune dominée par une activation des cellules NK/dendritique/cellules T, la production d’anticorps spécifiques et une faible production de cytokines Th1 > Th2 a été observée mais sans aucune différence significative entre les deux groupes. Cependant, la virémie initiale s'est révélée beaucoup plus élevée dans le groupe chronique est nous avons pu identifier du matériel viral dans les macrophages du tissu synovial d'un patient chronique post-CHIKVD (M18). Dans la deuxième partie de l'étude, nous avons constaté que CHIKV est capable d'induire l'apoptose par la voie intrinsèque et extrinsèque et également par un mécanisme ‘bystander’. De plus, nous avons observé que le CHIKV présent dans des corps (blebs) apoptotiques était capable d'infecter les cellules voisines (Hela et macrophage MM6). Notre étude a permis de mettre en évidence pour la première fois que CHIKV contrôle et détourne à son profit les mécanismes de défense anti-infectieux. / Chikungunya is an Alphavirus transmitted by mosquitoes (Aedes) and which causes fever, rash, myalgia and arthralgia. The disease (CHIKVD) is transient but severe forms leading to chronic incapacitating arthritis have been reported. The study involved first a prospective cohort study of hospitalized patients from Reunion Island subsequently categorized into ‘recovered’ or ‘chronic arthralgia’ groups at M12 post infection. Clinical and immunological parameters were measured throughout the disease course. In part two, we addressed in vitro the role of apoptosis in the infection process and particularly to ascertain the mechanisms allowing the virus to persist in tissue sanctuaries. We observed that a rapid immune antiviral response was evidenced by the robust dendritic/NK//T cell activation and accompanied by a specific IgM/IgG response and a rather weak Th1/Th2 cytokine response in both groups. The viremia was much more pronounced in the chronic group and, critically, we found that CHIKV was persisting (M18) in perivascular synovial macrophages. Fibroblast hyperplasia, strong angiogenesis and acute cell deaths were observed in the injured synovial tissue. In the second part of the study, we found that CHIKV was able to trigger apoptosis through intrinsic and extrinsic pathways. Bystander apoptosis was also evidenced in neighboring cells in a caspase 8-dependent manner. Remarkably, CHIKV hiding into apoptotic blebs was able to infect neighboring cells and these events were inhibited specifically by inhibitors of caspases, blebbing and engulfment. We herein describe a novel mechanism by which CHIKV invades and escapes the host immune response and contribute to chronic arthralgia/arthritis.

Introduction: les follicules lymphoïdes (FL) sont absents du poumon normal mais ont été décrits dans les poumons de patients atteints de mucoviscidose ou de dilatations de bronches non mucoviscidosiques, suggérant un rôle pour l’infection bronchique dans la néogenèse lymphoïde (NL). Nous avons étudié la dynamique de la néogenèse lymphoïde dans l’infection bactérienne. Méthodes: les souris C57BL/6 ont reçu une instillation intratrachéale de billes d’agarose contenant du PAO1 ou du S. aureus (106 CFU/animal) permettant une infection prolongée et ont été comparées à des souris contrôles (billes stériles ou absence de billes). Les souris ont été sacrifiées à J1, J4, J7 et J14. Résultats: l’instillation unique de billes d’agarose contenant du PAO1 ou du S. aureus induit en 14 jours des FL fonctionnels situés sous l’épithélium en regard des zones d’infection. Le marquage pour CXCL12 et CXCL13 est faible chez contrôles, mais présent dans l’épithélium (CXCL13) dès J1 et présent également dans les FL (CXCL12 et CXCL13) à J14 chez les souris infectées. Le traitement des souris par un anticorps anti CXCL12 ou anti CXCL13 n’inhibe pas la formation des FL induite par l’infection à PAO1. Conclusion: nos données suggèrent un rôle pour l’infection bactérienne prolongée et l’épithélium respiratoire dans la NL des bronchopathies chroniques. Notre modèle permet d’évaluer les mécanismes de la formation et de persistance des FL dans le poumon. / Introduction: lymphoid follicles (LF) are absent in normal lungs, but are described in lungs of subjects with cystic fibrosis (CF) or non-CF bronchiectasis, suggesting a role for bacterial infection in lymphoid neogenesis. We aimed to study the dynamic of pulmonary lymphoid neogenesis (LN) during bacterial infection. Methods: C57BL/6 mice were instilled intratracheally with PAO1- or S. aureus-coated (1.106 CFU/mouse) agarose beads (which produced prolonged airway infection) and compared to controls (sterile beads or no instillation). Mice were sacrificed on day (d)1, d4, d7, and d14 after instillation. Results: chronic pulmonary infection with PAO1 or S. aureus induced organised LF in 14 days after a single challenge with PAO1- or S. aureus-coated beads. Bacteria- induced LF were exclusively localized in the subepithelium of infected airways. Staining for CXCL12 and CXCL13 was weak in airway epithelium of controls, but was positive in airway epithelium (CXCL13) at 1 day and in LF (both) of infected mice at 14 days. Treatment with anti CXCL12 or anti CXCL13 Ab did not reduce LN induced by PAO1 infection. Conclusions: chronic bacterial infection and respiratory epithelium could contribute to LN in chronic airway diseases. Our unique model allows to study mechanisms for the formation and maintenance of lung LF.

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un problème mondial. La majorité des personnes infectées (70-85%) développent une infection chronique qui cause des complications hépatiques. Le seul régime thérapeutique approuvé pour le VHC est l'interféron alpha (IFN-α). Ce traitement a un taux de réussite de 50-80% selon le génotype de virus et le moment de l'initiation de la thérapie. Les facteurs régissant la réponse au traitement ne sont pas bien définis. Des études antérieures ont suggéré un rôle potentiel de la réponse immunitaire de l'hôte au succès de la thérapie, toutefois, ces résultats sont controversés. Nous avons émis l'hypothèse que la réponse immunitaire de l’hôte sera plus efficace chez les patients qui commencent la thérapie tôt pendant la phase aiguë de l'infection. En revanche, la réponse immunitaire sera épuisée lorsque le traitement est initié pendant la phase chronique. L'objectif principal de ce mémoire est d’étudier les facteurs immunologiques qui régissent la réponse à la thérapie, et de déterminer si la contribution de la réponse immunitaire de l'hôte peut être influencée par la période de l'infection. Nos résultats démontrent l'efficacité de la restauration de la réponse immunitaire spécifique au VHC lorsque la thérapie par l'interféron est initiée tôt. Ceci est démontré par le sauvetage des cellules T efficaces spécifiques au VHC efficace similaires à celles observées chez les individus qui ont résolu spontanément, suggérant ainsi qu'elles jouent un rôle actif dans la réponse au traitement. Toutefois, cette réponse n'a pas été restaurée chez les patients traités au cours de la phase chronique. Ces résultats ont des implications importantes dans la compréhension des mécanismes sous-jacents à la réponse aux traitements actuels et au développement des nouvelles thérapies. / Hepatitis C virus (HCV) is a major public health problem worldwide. Only 15-30% of infected individuals clear the virus spontaneously, while the majority develops chronic infection that causes liver complications. The only approved therapy for HCV is interferon alpha (IFN-α) based. This therapy has a 50-80% success rate depending on the infecting virus genotype and the timing of initiation of therapy. Factors governing the response to therapy are not well defined. Previous studies have suggested a role for the host immune response in the success of therapy. However, these results were controversial. We hypothesized that host immunity has an effective role in the success of IFN-α therapy when initiated early during the acute phase of HCV infection, while late initiation during the chronic phase minimizes this role. The main objective of this thesis was to dissect the immunological factors governing the differential response to IFN-α therapy, and to determine if the contribution of the immune response to success of therapy might be influenced by the period of infection. Our results demonstrate restoration of efficient HCV-specific immune responses when therapy is initiated early during the acute phase. This is demonstrated by the rescue of functional HCV-specific T cells similar to those observed in spontaneously resolved individuals, suggesting that they may play an active role in response to therapy. However, such responses were not restored following late therapy suggesting irreversible damage to the host’s defence system with chronicity. These findings have important implications in understanding the mechanisms underlying response to current treatments and development of novel therapies.

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