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

Les cyclophilines appartiennent à une famille de protéines initialement caractérisées par leur activité peptidyl-prolyl cis/trans isomérase et leur capacité à fixer la cyclosporine A. Les formes sécrétées des cyclophilines A (CyPA) et B (CyPB) induisent la migration de sous-populations leucocytaires, via un mécanisme dépendant de l’interaction avec un récepteur cellulaire commun, le CD147. Des données récentes ont également montré que la CyPA induit la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires, telles que le TNF-α, ce qui suggère un rôle des cyclophilines sécrétées dans la régulation de la réponse inflammatoire. Dans ce contexte, l’objectif de mes travaux de thèse a consisté à étudier le rôle de la CyPB dans la modulation des réponses inflammatoires du macrophage. Contrairement à la CyPA, la CyPB n’induit pas la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires. A l’inverse, la pré-incubation des cellules en présence de CyPB réduit leur production en réponse au LPS. L’analyse des réponses induites par la CyPB nous a permis de mettre en évidence l’expression de Bcl-3, un régulateur négatif de l’activité du facteur de transcription NF-κB. Nous avons alors montré que la CyPB inhibe la production de TNF-α induite par le LPS en bloquant l’activation transcriptionnelle du gène codant pour cette cytokine. En complément, nous avons mis en évidence un mécanisme de régulation post-transcriptionnelle qui pourrait faire intervenir MKP-1, une phosphatase impliquée dans l’inactivation des MAPKs et dans la déstabilisation de l’ARNm du TNF-α. Dans leur ensemble, ces travaux démontrent que la CyPB pourrait agir comme une protéine régulatrice de la réponse inflammatoire. / Cyclophilins are members of a family of proteins initially characterised for their peptidyl-prolyl cis/trans isomerase activity and their ability to interact with cyclosporine A. Secreted forms of cyclophilin A (CyPA) and B (CyPB) induce the migration of leukocyte subsets by a mechanism dependent on the interaction with a common cellular receptor, CD147. Recently published data have also shown that CyPA induced the expression of pro-inflammatory cytokines, such as TNF-α, suggesting a role for secreted cyclophilins in the regulation of inflammatory responses. In this context, the aim of my thesis was to study the implication of CyPB in the modulation of inflammatory responses of macrophages. Unlike CyPA, CyPB did not induce the secretion of pro-inflammatory cytokines. Conversely, pre-treatment with CyPB reduced the production of cytokines from LPS-stimulated macrophages. Analysis of the responses induced by CyPB has highlighted the expression of Bcl-3, a negative regulator of the transcriptional factor NF-κB. Then, we showed that CyPB inhibited LPS-induced production of TNF-α by blocking the transcriptional activation of the gene coding for this cytokine. In addition, we characterized a mechanism of post-transcriptional regulation that could bring into play MKP-1, a phosphatase involved in down-regulation of MAPKs and destabilization of TNF-α mRNA. Altogether, these findings indicate that CyPB could act as a regulatory protein in the inflammatory responses.

Dans tous les organismes animaux la réponse immunitaire est divisée en deux composantes : la réponse humorale, qui consiste en la production d'un grand nombre de molécules toxiques pour le pathogène, et la réponse cellulaire, qui met en jeu des cellules immunitaires produites lors de l'hématopoïèse. Chez les mammifères adultes, l'hématopoïèse se déroule dans la moelle osseuse, où un microenvironnement particulier appelé " niche hématopoïétique " contrôle l'auto-renouvèlement, la prolifération et la différenciation des Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH) à l'origine de l'ensemble des cellules sanguines/immunitaires. Suite à une infection par un pathogène, l'homéostasie du système hématopoïétique est modifiée, afin de permettre la mise en place d'une réponse immunitaire cellulaire adaptée. Le rôle de la niche hématopoïétique dans le contrôle de l'hématopoïèse suite à une infection reste à ce jour mal connu. La drosophile est utilisée comme système modèle pour étudier in vivo l'hématopoïèse et la réponse immunitaire. L'hématopoïèse a lieu chez la drosophile au stade larvaire dans un organe spécialisé appelé Glande Lymphatique (GL). Au sein de cet organe, un petit groupe de cellules, le Centre de Signalisation Postérieur (PSC), contrôle l'équilibre entre progéniteurs hématopoïétiques et cellules immunitaires différenciées, et a donc un rôle équivalent à celui de la niche hématopoïétique des mammifères. Suite à un stress immun, tel que le parasitisme par des guêpes, une différenciation massive de cellules immunitaires spécifiques, les lamellocytes, a lieu dans la GL; puis la dispersion de la GL permet la libération des lamellocytes dans la circulation lymphatique. Lors du parasitisme, la guêpe pond un œuf dans le corps de la larve de drosophile. En absence de réponse immunitaire cellulaire, l'œuf de guêpe se développe au dépend de son hôte, entraînant sa mort. En formant une capsule autour de l'œuf de guêpe, les lamellocytes neutralisent son développement et permettent la survie de l'hôte. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à la réponse immunitaire cellulaire de la larve de drosophile au parasitisme par des guêpes. Je me suis plus particulièrement intéressée au rôle de la " niche hématopoïétique " dans cette réponse. Pour cela, j'ai initié une approche transcriptomique ayant pour but d'identifier les gènes spécifiquement exprimés dans le PSC en réponse au parasitisme. En parallèle, j'ai caractérisé le rôle de la voie de signalisation Toll/NF?B dans la GL lors de la réponse au parasitisme. La voie Toll/NF?B joue un rôle essentiel dans la réponse immunitaire humorale et son rôle dans la réponse immunitaire cellulaire reste à définir. Mes travaux indiquent que la voie Toll/NF?B est activée dans le PSC suite au parasitisme. Son activation est médiée par le facteur de transcription NF?B "Dorsal-related Immunity Factor" (Dif), qui est requis dans le PSC pour permettre la différenciation rapide et massive de lamellocytes et la dispersion des cellules de la GL. De plus, j'ai établi un réseau génique, impliquant les deux voies de signalisation Toll/NF?B et EGFR ainsi que les espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans le contrôle de la réponse au parasitisme. Une augmentation du niveau de ROS dans le PSC et l'activation de la voie EGFR dans les cellules immunitaires ont été décrits comme nécessaires à l'encapsulation des œufs de guêpe après parasitisme. Mes données établissent qu'ils sont en plus requis respectivement dans les cellules du PSC et dans les progéniteurs hématopoïétiques pour permettre la dispersion de la GL après parasitisme. Basé sur la forte conservation des voies de signalisation et processus moléculaires contrôlant l'hématopoïèse entre les mammifères et la drosophile, mes résultats posent la question de la conservation du réseau génique établi chez la drosophile et du rôle de la voie NF?B dans la niche hématopoïétique des mammifères lors d'une réponse à une infection. / In all organisms, the immune response is divided into two parts: the humoral response, which consists of producing a large number of molecules to combat the pathogen, and the cellular response, which relies on immune cells produced during hematopoiesis. In adult mammals, hematopoiesis occurs in the bone marrow, where a particular microenvironment called the "hematopoietic niche" controls self-renewal, proliferation and differentiation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs), which give rise to all blood cell types. Following a pathogenic infection, the hematopoietic system's homeostasis is modified in order to obtain an adapted cellular immune response. The role that the hematopoietic niche plays during an immune response remains unclear. Drosophila is used as a model system to study in vivo hematopoiesis and the immune response. In drosophila, hematopoiesis occurs at the larval stage in a specialized organ called the Lymph Gland (LG). Within this organ, a small group of cells termed the Posterior Signalling Center (PSC), controls the balance between hematopoietic progenitors and differentiated immune/blood cells, a role similar to the mammalian hematopoietic niche. Following an immune challenge, especially in response to wasp parasitism, a massive differentiation of specific immune cells called lamellocytes occurs in the LG. The LG subsequently disperses to release lamellocytes into the hemolymph. During parasitism, the wasp lays an egg in the drosophila larva. In the absence of a cellular immune response, the wasp egg will develop and kill its host. By forming a capsule around the wasp egg, lamellocytes impede the pathogen's development and permit the host's survival. During my PhD, I studied the drosophila larva cellular immune response to wasp parasitism. I focused my research on the role of the "hematopoietic niche". I therefore initiated a transcriptomic study, in order to identify genes expressed by the PSC in response to parasitism. In parallel, I characterized the role of the Toll/NF?B signalling pathway in the LG during parasitism. The Toll/NF?B pathway plays a key role in the humoral response both in drosophila and mammals; however its role in the cellular immune response remains unknown. My results indicate that the Toll/NF?B pathway is activated in the PSC following parasitism. Its activation is mediated by the NF?B transcription factor " Dorsal-related Immunity Factor " (Dif), which is required in the PSC for rapid lamellocyte production and LG dispersion. Furthermore, I established the existence of a genetic network comprising the Toll/NFkB and EGFR signalling pathways and Reactive Oxygen Species (ROS), in order to control the immune response to parasitism. An increase in ROS levels in the PSC and EGFR pathway activation in the immune cells, have been described as required for wasp egg encapsulation. My data suggest that the ROS and the EGFR pathway are also required for LG dispersion following wasp parasitism, in PSC cells and in hematopoietic progenitors, respectively. Based on the high conservation of signalling pathways and molecular processes controlling hematopoiesis, my results raise the question of whether such a network is conserved in the mammalian hematopoietic niche in response to pathogenic infections.

Les objectifs de ce projet étaient d'identifier les propriétés immunomodulatrices de produits obtenus par la fermentation du lactosérum à l'aide de souches sélectionnées de Lactobacillus kefiranofaciens développées par la compagnie Technologies BiolActis lnc. Différentes préparations d'une matrice protéique malléable (MPM), contenant des substances solubles et des bactéries ont été générées par fermentation et leurs effets sur les macrophages et les cellules épithéliales intestinales ont été évalués in vitro par analyse de la production de cytokines inflammatoires ainsi que l'étude des voies de signalisation intracellulaire impliquées. Nous avons aussi vérifié l'efficacité anti-inflammatoire in vivo des MPMs et de la souche bactérienne lors de colites expérimentales aigues chez des animaux afin d'identifier les cytokines et cellules suppressives impliquées. Des groupes de souris ont été traitées simultanément ou de façon préventive avec des produits choisis afin d'en vérifier les effets anti-inflammatoires lors de l'induction de la colite expérimentale par le sulfate de dextran. De nombreux paramètres biologiques et immunologiques ont été évalués, tels que le poids, le taux d'hématocrite, la densité du côlon, les niveaux de production de cytokines par des tests ELISA ou par RT-PCR en temps réel ainsi que plusieurs immunomarquages des diverses populations lymphocytaires dans les tissus intestinaux analysés par cytofluorométrie. Les résultats obtenus in vitro indiquent que les produits de fermentation du lactosérum modulent la production de cytokines macrophagiques pro-inflammatoires et anti-inflammatoires. Certains produits de fermentation augmentent la production de l'IL-6 induite par le PEP ou diminuent la production de la PGE2 sans affecter significativement la production de l'IL-10. Ces produits exercent leurs effets surtout par l'activation des voies dépendant des MAPK p38 et ERK1/2 ainsi que de la COX-2. La souche bactérienne R2C2 induit aussi bien la production d'IL-6 que celle de l'IL-10 chez les macrophages. Tous les produits de fermentation ont diminué la production de la chimiokine IL-8 par les cellules épithéliales intestinales impliquées dans l'induction de la réponse inflammatoire. Lors de la colite expérimentale induite par le DSS, l'administration simultanée de MPM a corrigé la perte de poids des animaux et rétablit la perte de lymphocytes B dans les tissus épithéliaux. L'utilisation préventive du MPM et de la bactérie R2C2 a empêché l'anémie induite par le DSS mais a aggravé la perte de poids et l'inflammation du côlon malgré la production accrue d'IL-10 et la stimulation de lymphocytes T suppresseurs. Ces effets ont été accompagnés de l'activation d'une nouvelle classe de lymphocytes, les Th17. Les effets anti-inflammatoires semblent plus intéressants lors d'une utilisation simultanée, suggérant la prise de ces produits lors de troubles gastro-intestinaux légers. D'autre part, les modifications dans les conditions de production pourraient expliquer les différences observées dans l'efficacité anti-inflammatoire des produits. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Colite, DSS, Inflammation, Intestin, Lactobacilles, Lactobacillus kefiranofaciens, Lactosérum, IL-6, IL-10, IL-17, IL-23, Macrophages, PGE-2, TNP-α.

Le facteur d'inhibition de la migration des macrophages (MIF) joue un rôle important dans la régulation du système immunitaire inné et adaptatif. Le MIF est impliqué dans plusieurs maladies inflammatoires chroniques dû à sa capacité à induire la sécrétion du facteur nécrosant tumoral (TNF-a) et de l'interleukine-12 (IL-12), en plus de favoriser l'expression des récepteurs de type Toll (TLR) 4 chez les macrophages. Paradoxalement, la neutralisation du MIF augmente l'activation des lymphocytes T cytotoxiques et diminue la réponse humorale in vivo qui sont des résultats inattendus considérant le rôle du MIF comme pro-inflammatoire et inducteur d'IL-12. Étant donné que la sécrétion de MIF est induite chez les souris BALB/c infectées avec Plasmodium chabaudi adami (DK) et que la résolution de cette infection nécessite une réponse Th1 couplée à une production d'IFN-y, nous avons évalué l'effet de la déficience en MIF sur la cinétique d'infection ainsi que sur l'activation des lymphocytes CD4+. Nos résultats montrent un meilleur contrôle de l'infection avec Plasmodium chabaudi adami (DK) chez des souris déficientes en MIF (MIF/KO), caractérisé par un pic et une parasitémie cumulative significativement plus faible. D'autre part, une anémie plus modérée, déterminée par une plus faible expression des précurseurs érythroïdes et des réticulocytes a aussi été mesurée chez des souris MIF/KO lors de l'infection. Au jour 4 post-infection, le pourcentage et le nombre absolu de cellules CD4+ spléniques activées était plus important chez les souris MIF/KO, de plus, ces cellules sécrétaient plus d'IFN-y, moins d'IL-10 et d'IL-4. De manière intéressante, la production précoce d'IL-4 par une population des cellules spléniques non B et non T (possiblement des basophiles) a été fortement inhibée chez les souris MIF/KO lors de l'infection. Une observation collatérale dans notre étude a été la surexpression du facteur de transcription T-bet chez des cellules T CD4 + naïves déficientes en MIF. Étant donné que les lymphocytes CD4+ déficients en MIf sécrètent plus d'IFN-y et moins d'IL-4 suite à leur stimulation in vitro, nos résultats suggèrent que le MIF module la capacité des lymphocytes CD4+ à sécréter des cytokines de type Th1. De plus, elle suggère aussi la présence d'une corrélation entre l'expression plus forte de T-bet et le phénotype Th1 accentué chez les lymphocytes CD4+ déficients en MIF. Par contre, cette régulation n'impliquerait pas la voie des récepteurs TLR étant donné qu'aucune modulation de ces récepteurs par le MIF n'a été observée. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : MIF, Plasmodium, IFN-y, IL-4, Lymphocyte

Thèse doctorat : Médecine. Immunologie : Université de Nantes : 2005. / Bibliogr. 151-173 f.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Lille 1 : 2000. / Résumé en français et en anglais. Textes en français et en anglais (publications). Bibliogr.

Thèse de doctorat : Médecine. Immunologie : Nantes : 2007. / Bibliogr.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Médecine. Sciences de la vie et de la santé. Immunologie - Virologie : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Thèse de doctorat : Immunologie : Lyon 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 109-148.