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

L’infection chronique est à l’origine de 15-20% des cancers dans le monde. Dans la plupart des cas, les infections sont éliminées par le système immunitaire, sans incidence importante sur les hôtes infectés. Toutefois, les oncovirus peuvent échapper au système immunitaire et induire une transformation cellulaire, ce qui constitue deux éléments clés de la cancérogenèse associée aux virus. L’EBV est un herpesvirus ubiquitaire à ADN double brin qui infecte plus de 90% de la population, avec un tropisme spécifique pour les cellules B. Après primo-infection, le virus persiste dans l’hôte pour toujours. L’EBV est responsable de la mononucléose infectieuse bénigne et est associé à plusieurs tumeurs malignes telles que le lymphome de Burkitt, le lymphome de Hodgkin et certaines formes de cancers gastriques. Les récepteurs Toll-like (TLRs) mammaires jouent un rôle important dans la défense de l’hôte lors de l’infection pathogène en régulant et reliant les réponses immunitaires innées et adaptatives. Dans cette étude, nous avons montré que l’EBV pouvait altérer la régulation et l’expression de TLR9, une des molécules effectrices majeures de la réponse immunitaire innée. L’infection par l’EBV des lymphocytes B primaires humains a entraîné l’inhibition de la fonctionnalité de TLR9. Nous avons observé que l’EBV exerçait sa fonction inhibitrice en diminuant les niveaux d’ARNm et de la protéine du récepteur TLR9. De plus, nous avons établi que LMP1, oncoprotéine majeure de l’EBV, inhibait fortement la transcription de TLR9. La sur-expression de LMP1 par transfection transitoire ou transduction des cellules B réduit l’activité du promoteur de TLR9, l’ARNm et les niveaux protéiques. Bloquer la voie de signalisation de NF-κB induite par la signalisation de LMP1 permet de récupérer l’activité du promoteur de TLR9 et l’expression de la protéine. L’ensemble de nos résultats mettent en évidence un nouveau mécanisme utilisé par l’EBV pour supprimer la réponse immunitaire de l’hôte en dérégulant la transcription de TLR9 via l’activation de NF-κB par LMP1 / Chronic infection causes about 15-20% of cancer worldwide. In most cases, infections are cleared by the immune system with no dramatic consequence for the infected hosts. However, oncoviruses can escape the immune system and induce cellular transformation, two key events in cancer mediated by viruses. EBV is a ubiquitous double-stranded DNA herpesvirus, which infects more than 90% of the population with a specific tropism to B-cells. Upon primo-infection the virus persists in the host for lifetime. EBV is responsible of the benign infectious mononucleosis and is associated to several malignancies such as the Burkitt lymphoma, Hodgkin’s lymphoma and some forms of gastric cancers. Mammalian Toll-like receptors (TLRs) play a key role in host defense during pathogen infection by regulating and linking the innate and adaptive immune responses. TLRs belong to a family of receptors that recognize pathogen-associated molecular patterns and are expressed on immune and non-immune cells, endowing them with the capacity to sense pathogen-derived products and to alert the immune system . In this study we show that EBV can alter the regulation and expression of TLR9, one of the key effector molecules of the innate immune response. EBV infection of human primary B cells resulted in the inhibition of TLR9 functionality. Stimulation of TLR9 on primary B cells led to the production of IL-6, TNFα and IgG, which was inhibited in cells infected with EBV. We observed that EBV exerts its inhibitory function by decreasing TLR9 mRNA and protein levels. This event was observed twelve hours post EBV infection of primary cells as well as in an immortalized B cell line, demonstrating the specific role of the virus to turn down TLR9 levels. In addition, we determined that the EBV oncoprotein LMP1 is a strong inhibitor of TLR9 transcription. Over expression of LMP1 by transient transfection or transduction of B cells, reduced TLR9 promoter activity, mRNA and protein levels. Blocking the NF-κB pathway induced by LMP1 signaling, recovered TLR9 promoter activity and protein expression. Moreover LMP1 mutants deficient in activating the NF-κB pathway inversely restored TLR9 transcription. Taken together, our study reveals a novel mechanism used by EBV to suppress the host immune response by deregulating the TLR9 transcript through LMP1-mediated NF-κB activation

Les deux principaux objectifs de ce travail sont de proposer des outils pour la selection d'animaux résistants aux strongles gastro-intestinaux, parasites du tube digestif, et de faire progresser la compréhension des mécanismes de résistance chez la chèvre créole. La variabilité génétique du caractère de résistance au parasitisme digestif a été étudiée afin de vérifier quels critères décrivant le mieux la résistance, peuvent être utilisés pour la sélection. L'ensemble des résultats obtenus suggèrent que le critère d'excrétion d'oeufs et le critère d'éosinophilie sont les plus adaptés pour un schéma de sélection puisqu'ils possèdent une héritabillté moyenne et représentent le mieux la résistance. De plus, ils ne semblent pas en opposition avec le poids, principal critère de production. Le déterminisme génétique de la résistance aux strongles gastro-intestinaux a été étudié et a permis de mettre en évidence l'existence d'un gène majeur pour la résistance chez la population de chèvre créole. De plus, la primo-détection de qtl a permis d'identifier 13 régions du génome ayant un effet sur les critères de résistance. Les mécanismes responsables de la résistance aux strongles gastro-intestinaux ont également été à l'étude. L'ensemble des résultats met en évidence le rôle des éosinophiles dans la mise en place de la résistance aux strongles gastro-intestinaux. L'activité des immunogobulines e semblent dirigés vers les larves l3 d'haemonchus contortus et suggère la mise en place d'une réaction protectrice. Chez la chèvre créole. Ces deux mécanismes semblent donc jouer un rôle important dans la mise en place de la résistance aux strongles gastro-intestinaux / The two main objectives of this work are to propose tools for the selection of resistant animals to gastrointestinal nematodes and advance knowledge on mechanisms of resistance of creole goats. this work has analysed the genetic variability of resistance to digestive parasitism in order to determine which criteria best describes the resistance and can be use for selection. the overall results suggest that the egg excretion and the eosinophilia are the criteria most suitable for a breeding scheme because they have moderate heritability estimates and best represent the resistance. moreover, they do not seem in conflict with the weight, the main criterion of production. the genetic determinism of resistance to gastrointestinal parasites has been studied and has highlighted the existence of a major gene for resistance in creole goats. in addition, the primodetection of qtl identified 13 genomic regions that affect the resistance. the mechanisms behind the resistance to gastrointestinal parasites were also studied and first hypothesis regarding the involvment of the immune response in resistance have been made in goats. the overall results highlighted the role of eosinophils in the development of resistance to gastrointestinal nematodes. the activity of immunoglobulin e seems directed toward l3 larvae of haemonchus contortus and may be imply in the establishment of a protective response agasint nematode parasites. in creole goats, these two mechanisms seem to play an important role in the development of resistance to gastrointestinal nematode infections

Le transfert intergénérationnel de l'immunité est un phénomène dont l'étude remonte à une dizaine d'année. Chez les vertébrés, il prend la forme d'un transfert d'anticorps de la mère aux juvéniles. Pourtant, les processus écologiques et évolutifs du transfert sur plusieurs générations et la persistance des anticorps maternels chez les juvéniles n'ont pas bien étudiés. Ce travail de thèse porte sur l'étude des mécanismes du transfert d'anticorps maternel sur plusieurs générations consécutives et leurs conséquences sur la réponse immunitaire et sur la croissance des juvéniles. En utilisant des approches expérimentales, j'ai pu dans un premier temps montré que le transfert d'anticorps maternel était affecté par la disponibilité en nourriture dans l'environnement. De plus, nos résultats suggèrent que la persistance d'anticorps maternel dépend du niveau initial d'anticorps maternels présents chez le juvénile dans les premiers jours de vie. Dans un second temps, nous avons étudié la réponse immunitaire et la croissance des poussins en tentant de mettre en évidence comment les anticorps maternels influençaient le compromis entre ces deux paramètres physiologiques. Enfin, nos résultats suggèrent que les anticorps maternels pourraient être le messager intergénérationel d'un effet épigénétique sur la réponse immunitaire. En effet, une réponse immunitairre des grand-mères induit par l'exposition à un parasite a été trouvé stimuler la réponse immunitaire des petits-enfants contre ce même parasite. Mes travaux de thèses soulignent une fois de plus, l'importance du transfert de l'immunité dans l'écologie et l'évolution des interactions hôte-parasite. / Intergenerational transfer of immunity is a phenomenon which started to be studied 10 years ago. In vertebrates, it takes the form of a transfer of antibodies from mothers to juveniles. However, the ecological and evolutionary processes of transfer across several generations and the persistence of maternals antibodies in chicks remain poorly understood. This thesis focuses on the study of the mechanisms of maternal antibodies transfer over several generations and on how they impact the immune response and growth in juveniles. By using experimental approaches, I first show that the transfer of maternal antibody was affected by food availability in the environment. In addition, our results suggest that the persistence of maternal antibodies depends on the initial level of maternal antibodies present in the nestlings in the first days of life. Secondly, we studied the immune response and growth of juvenile by investigating how maternal antibodies may affect the resolution of the trade-off between these two physiological parameters. Finally, our results suggest that maternal antibodies would be a messenger of an epigenetic effect on immunty. Indeed, induced immune response in grand-mothers towards a pathogen has been found to stimulate the immune response of grand-children. My thesis emphasizes the importance of maternal transfer of immunity in the ecology and evolution of host-parasite.

Afin d'améliorer l'efficacité des immunothérapies anti-tumorales, il est crucial de mieux comprendre les régulations cellulaires et moléculaires contrôlant l'initiation et le maintien d'une réponse immunitaire adaptative anti-tumorale. Dans ce contexte, l'équipe a identifié l'E3 ubiquitine ligase ASB2a (Ankyrin repeat-containing protein with a SOCS Box 2 alpha) comme un régulateur de la motilité des cellules hématopoïétiques via la polyubiquitination et la dégradation par le protéasome de la Filamine A. Mon projet de thèse visait à étudier si ASB2a joue un rôle dans la mise en place et/ou le maintien de la réponse immunitaire anti-tumorale. L'analyse des données de séquençage d'ARN issues des biopsies d'une cohorte de patients atteints de cancer colorectaux révèle que l'expression d'ASB2 est plus élevée dans les sous-types de mauvais pronostic et est inversement corrélée avec la survie des patients. Dans le but de déterminer s'il existe un lien fonctionnel entre l'expression d'ASB2 et la progression du cancer du côlon, nous avons utilisé un modèle de tumeurs coliques chez des souris invalidées de façon conditionnelle et inductible pour le gène ASB2 dans les cellules hématopoïétiques. Dans un premier temps, nous avons validé la pertinence de ce modèle d'invalidation en montrant qu'ASB2a était responsable des différents niveaux de Filamine A observés entre les différentes populations de cellules dendritiques conventionnelles de la rate. J'ai ensuite démontré que l'invalidation d'ASB2 réduit le développement des tumeurs coliques, résultats en accord avec la pathologie humaine. Ce phénotype est causé par l'activation d'une réponse immunitaire anti-tumorale adaptative de type 1 plus forte chez les souris invalidées pour ASB2. L'ensemble de ces travaux mettent en évidence le potentiel d'ASB2a comme cible thérapeutique innovante dans le traitement du cancer colorectal. / In order to enhance the efficiency of anti-tumor immunotherapies, it is crucial to better understand the cellular and molecular regulations sustaining the initiation and maintenance of an adaptive anti-tumor immune response. In this context, the team identified the E3 ubiquitin ligase ASB2a (Ankyrin repeat-containing protein with a SOCS Box 2 alpha) as a regulator of hematopoietic cell mobility through the polybiquitination and proteasomal degradation of the Filamin A. My thesis project aimed to study if ASB2a plays a role in the establishment and/or maintenance of the anti-tumor immune response. The analysis of RNA sequencing derived from the biopsy of colorectal cancer patients revealed that ASB2a expression is higher in the subtypes associated with poor prognosis and is inversely correlated with patient relapse-free survival. In order to determine whether there is a functional link between ASB2 expression and colon cancer progression, we used a colorectal cancer model applied to ASB2 knockout mice in hematopoietic cells. First, we validate the relevance of this knockout model by showing that ASB2a was responsible for the different levels of Filamin A observed between the different populations of spleen conventional dendritic cells. Then, I have shown that ASB2 invalidation reduces the development of colonic tumors, in accordance with human pathology. This phenotype is due to the activation of a stronger type 1 adaptive anti-tumor immune response in ASB2 knockout mice. This study highlight the potential of ASB2a as an innovative therapeutic target in the treatment of colorectal cancer.

Les patients HIV controllers (HICs) sont des patients infectés par le VIH contrôlant spontanément la réplication virale sans traitement anti-rétroviral (TARV). Certains de ces patients présentent, au cours de leur suivi, une baisse de leurs lymphocytes T CD4 (LT CD4) et parfois, perdent le contrôle antiviral. Nous avons ainsi voulu étudier les paramètres d’activation immunitaire et d’inflammation systémique chez ces patients.Dans le travail n°1, nous avons quantifié plusieurs biomarqueurs de l’inflammation, et nous avons mis en évidence qu’en dépit d’une charge virale ARN VIH très faible, les HICs présentaient des taux de TNFα, IP10 et CD14 soluble anormalement élevés. La chimiokine IP10, produite sous l’effet des IFN de type I et II, était celle qui permettait le mieux de distinguer le profil inflammatoire des HICs par rapport aux témoins non infectés ou aux patients progresseurs. Notamment, les taux d’IP10 étaient inversement corrélés aux LT CD4 circulants. Nous avons poursuivi cette analyse dans le Travail n°2 par l’analyse en qPCR de gènes induits par l’Interféron (ISGs), au sein des LT CD4, LT CD8 et monocytes triés ex vivo. Le niveau d’expression des ISGs et leur régulation étaient différents selon le type cellulaire. En outre, le gène ifitm1 était surexprimé au sein des LT CD4 des HICs. Son rôle exact mérite d’être caractérisé précisément. Enfin, nous avons analysé les causes d’échappement immunologique et virologique des HICs de la cohorte ANRS CO21 CODEX, montrant queles taux de LT CD4, de charge virale ultra-sensible et d’IP10 à l’inclusion étaient anormaux chez les patients à risque d’échappement.Ces résultats soulignent donc que chez certains HICs, une inflammation anormale persiste. La place de ces biomarqueurs pour identifier les HICs à risque de progresser, chez lesquels un TARV devrait être instauré, doit être précisée. De même, le ciblage de ces voies d’activation immunitaire doit être étudié afin d’en réduire les conséquences. / HIV controllers patients (HICs) are HIV-infected patients who spontaneously control the viral replication without anti-retroviral treatment (ART). Some of these patients experience a decline of their CD4 T cell count (CD4 Tc) and/or lose their ability to control the virus during follow-up. Our aim was to study the parameters of immune activation and systemic inflammation in such settings.In the first article, we quantified several biomarkers of inflammation in HICs, and we highlighted that despite very low circulating HIV RNA viral load, HICs had higher levels of TNF, soluble CD14 and IP10 than healthy volunteers. IP10, depending on the production of type I and II IFN, was the one that allowed the better distinction in the inflammatory profile of HICs compared with uninfected controls or viremic patients. In particular, IP10 levels were negatively correlated to circulating CD4 T cell counts. We continued this analysis by performing qPCR analyses of the expression of 4 Interferon stimulated genes (ISGs) in sorted circulating CD4 T lymphocytes, CD8 T lymphocytes and monocytes ex vivo. The level of ISGs and their regulation differed depending on the cell type. In addition, Ifitm1 was overexpressed in HICs’ CD4 T cells. His precise role in antiviral control and/or regulation of inflammation should be further characterized. Lastly, we analyzed the immunological and virological progression causes in the HICs ANRS CO21 CODEX cohort, showing that CD4 T cell counts (nadir and at inclusion), as well as ultra-sensitive HIV viral load and IP10 levels at inclusion were abnormal in patients at risk of progression. These results point out that in some HICs, abnormal inflammation persists. The role of these biomarkers in the biological follow up of HICs must be specified to better identify patients at risk of progression, in which ART should be earlier initiated. Similarly, immunomodulatory drugs should be further studied in order to reduce the long term consequences of persistent inflammation in HICs.

Le microenvironnement tumoral, et notamment le stress hypoxique, joue un rôle immunosuppressif permettant l’échappement des cellules tumorales à la surveillance du système immunitaire. Des études récentes ont montré que l’échange de microvésicules (MVs) entre les cellules tumorales et les cellules du système immunitaire peut être responsable de l’établissement d’un microenvironnement immunosuppressif. Dans ce contexte, nous avons étudié l’effet des MVs issues des cellules tumorales hypoxiques sur la cytotoxicité des cellules «Natural Killer» (NKs). Nos résultats démontrent clairement que les cellules NKs sont capables d’internaliser les MVs issues des cellules tumorales normoxiques et hypoxiques. Cependant, seules les MVs hypoxiques sont capables de diminuer significativement la cytotoxicité des cellules NKs. Ainsi, nous avons déterminé que les MVs dérivées des cellules tumorales hypoxiques séquestrent deux immunomodulateurs, le TGF- et le miR-23a. Nous avons montré que le transfert de TGF- et miR-23a aux cellules NKs était responsable de la diminution respective de l’expression du récepteur activateur NKG2D à leur surface et de la protéine membranaire associée aux lysosomes (LAMP-1/CD107a) impliquée dans la dégranulation des granules cytotoxiques. Dans la deuxième partie de cette étude nous avons montré que les cellules tumorales soumises à un stress hypoxique étaient capables de déjouer un système immunitaire fonctionnel et d’échapper ainsi à la surveillance immunitaire des cellules NKs. En effet, nos résultats ont clairement démontré que la résistance des cellules tumorales hypoxiques à la lyse par les cellules NKs n’était pas liée à un défaut de reconnaissance, mais plutôt à l’activation d’un mécanisme de résistance intrinsèque dans les cellules tumorales. Ce mécanisme de résistance implique l’activation de l’autophagie qui opère dans les cellules tumorales pour dégrader le granzyme B, une protéase à sérine secrétée par les cellules NKs dont l’internalisation par les cellules tumorales cibles est nécessaire pour induire leur mort. Les expériences d’imagerie cellulaire combinées à des approches biochimiques ont confirmé que le niveau de granzyme B dans les cellules tumorales hypoxiques était significativement mois élevé par rapport à celui des cellules tumorales normoxiques. Ces résultats suggèrent fortement que le granzyme B est destiné à être dégradé par autophagie dans les cellules tumorales hypoxiques. En effet, l’inhibition génétique et pharmacologique de l’autophagie dans les cellules tumorales hypoxiques était suffisante pour contrecarrer la dégradation de granzyme B et ainsi restaurer la sensibilité des cellules tumorales hypoxiques à la lyse par les cellules NKs. Nos résultats ont clairement établi que l’inhibition de l’autophagie pouvait améliorer la réponse immunitaire antitumorale dépendante des cellules NK. Nous avons validé ce concept in vivo chez la souris en utilisant deux modèles syngéniques de cancer du sein et de mélanome. L’ensemble de nos travaux indiquent clairement que le stress hypoxique, qui est une caractéristique majeure du microenvironnement tumoral, peut favoriser l’établissement d’un microenvironnement immunosuppressif par plusieurs mécanismes qui ne s’excluent pas mutuellement. En effet, le stress hypoxique modifie les caractéristiques des cellules tumorales et active des mécanismes de résistance à la surveillance immunitaire. De plus, les cellules tumorales modifiées peuvent éduquer et exporter leur phénotype hypoxique aux cellules immunitaires présentes dans le microenvironnement afin d’affaiblir leur pouvoir cytotoxique. Nos résultats ouvrent ainsi la voie à la mise en place de nouvelles applications cliniques en immunothérapie anticancéreuse basées sur la réactivation des lymphocytes cytotoxiques et l’inhibition simultanée de l’autophagie. / The tumor microenvironment, including hypoxic stress plays an immunosuppressive role in tumor cell escape from immune surveillance. Recent studies have shown that the exchange of microvesicles (MVs) between tumor cells and cells of the immune system could be responsible for the establishment of an immunosuppressive microenvironment. In this context, we investigated the effect of MVs derived from hypoxic tumor cells on the cytotoxicity of Natural Killer (NK) cells. Our results clearly demonstrated that NK cells are able to internalize MVs derived from both normoxic and hypoxic tumor cells. However, only hypoxic MVs are able to significantly reduce the cytotoxicity of NK cells. Thus, we revealed that MVs derived from hypoxic tumor cells sequester two immunomodulators, TGF- and miR-23a. We have shown that the transfer of TGF- and miR-23a to NK cells was responsible for the respective reduction of the expression of NKG2D activating receptor on their surface and lysosomal-associated membrane protein (LAMP-1 / CD107a) involved in degranulation of cytotoxic granules.In the second part of this thesis we have shown that tumor cells subjected to hypoxic stress were able to outmaneuver a functional immune system and thus escape NK-mediated immune surveillance. Indeed, our results clearly demonstrated that the resistance of hypoxic tumor cells to NK-mediated lysis was not related to the impairment of recognition by NK cells, but rather to the activation of an intrinsic resistance mechanism in tumor cells. We showed that the resistance mechanism involves the activation of the autophagy which operates in the tumor cells to degrade the granzyme B, a serine protease secreted by NK cells and internalized by target tumor cells to induce cell death. Cell imaging experiments combined to biochemical approaches have confirmed that the level of granzyme B in hypoxic tumor cells was significantly higher compared to normoxic tumor cells. The analysis of the subcellular distribution of granzyme B reveals that it is predominantly present in the endosomes and autophagosomes of hypoxic tumor cells. These results strongly suggest that granzyme B is subjected to be degraded by autophagy in hypoxic tumor cells. Genetic and pharmacological inhibition of autophagy in hypoxic tumor cells was sufficient to block the degradation of granzyme B and thus restore the sensitivity of hypoxic tumor cells to NK-mediated lysis. Our results clearly demonstrated that inhibition of autophagy could improve NK-mediated antitumor immune response. We validated this concept in vivo using two syngeneic mice model of breast cancer and melanoma.Taken together, our work clearly shows that hypoxic stress, which is a major feature of the tumor microenvironment, can promote the establishment of an immunosuppressive microenvironment by several mechanisms which are not mutually exclusive. Thus, hypoxic stress changes the characteristics of tumor cells and activates the mechanisms of resistance to immune surveillance. In addition, tumor cells can educate and export their hypoxic phenotype to the immune cells in the microenvironment in order to impair their cytotoxicity. Our findings pave the way for the development of new clinical applications in cancer immunotherapy based on the reactivation of cytotoxic lymphocytes and simultaneous inhibition of autophagy.

Deux grandes classes de cellules composent le pool de lymphocytes T (LT) CD8 mémoires. D'une part, les LT CD8 mémoires conventionnels sont générés via la reconnaissance spécifique d'antigènes dérivés de pathogènes ou de tumeurs. D'autre part, les LT CD8 mémoires innés sont générés via différents mécanismes impliquant de fortes stimulations par des cytokines γc indépendamment de la reconnaissance d'antigènes du non soi. Le phénotype extrêmement similaire de ces deux populations cellulaires ne permet pas de les distinguer in vivo. En conséquence, la population de LT CD8 mémoires innés est relativement peu caractérisée. Mon travail de thèse comportait donc deux objectifs majeurs : 1 / Identifier des marqueurs permettant de distinguer in vivo ces deux classes de LT CD8 mémoires. 2/ Caractériser la population de LT CD8 mémoires innés. Dans cette étude, nous démontrons qu'au sein du pool de LT CD8 mémoires, seules les cellules conventionnelles expriment la chimiokine CCL5 et le récepteur NKG2D. Ces deux biomarqueurs permettent ainsi pour la première fois de distinguer les LT CD8 mémoires innés et conventionnels in vivo, à la fois chez la souris et chez l'homme. Grâce à l'expression de NKG2D, nous démontrons que ces LT CD8 mémoires innés possèdent des caractéristiques typiques de cellules mémoires, notamment une réactivité augmentée ainsi qu'un programme génétique comparable à celui des LT CD8 mémoires conventionnels. Néanmoins, cette population cellulaire conserve certaines caractéristiques de cellules naïves. Ainsi, le répertoire TCR diversifié de cette population cellulaire permet à ces cellules de participer à des réponses immunitaires primaires contre différents pathogènes. Enfin, dans un contexte inflammatoire, les LT CD8 mémoires innés présentent un défaut d'accès au tissu pulmonaire comparé aux LT CD8 mémoires conventionnels. Ceci corrèle avec un déficit d'expression de certaines intégrines par les LT CD8 mémoires innés. L'ensemble de nos résultats démontre que les LT CD8 mémoires innés, caractérisés par l'absence d'expression de CCL5 et NKG2D, constituent une population cellulaire hybride, à la frontière entre cellules naïves et cellules mémoires conventionnelles / The pool of memory CD8 T cells is composed of two major cell classes. On one hand, conventional memory CD8 T cells are generated consequently to the specific recognition of pathogen or tumor derived antigens. On the other hand, innate memory CD8 T cells are generated through several mechanisms involving strong yc cytokine stimulation in the absence of cognate antigen recognition. However, these cell classes harbor a very similar phenotype. As a consequence, innate memory CD8 T cell population remains poorly characterized. This PhD has two main objectives : 1 / Identify new biomarkers that enable the discrimination between memory CD8 T cell classes 2/ Characterize the population of innate memory CD8 T cells in physiological condition Our results show that among the pool of memory CD8 T cells, only the conventional ones express the chemokine CCL5 and the NK receptor NKG2D. These two biomarkers enable for the first time the discrimination of memory CD8 T cell classes in physiological settings, in both mouse and human. Thanks to these new tools, we show that innate memory CD8 T cells hold typical memory features, such as an increased reactivity compared to naïve cells and a genetic program similar to the one of conventional memory cells. Nevertheless, this cell population also retains some features typical of naïve cells. The diversified TCR repertoire of this cell population allows it to participate to primary immune responses against various intracellular pathogens. Moreover, like naïve cells, innate memory CD8 T cells fail to access peripheral tissues upon local inflammation, which correlate with an absence of expression of some integrins. Altogether, these results demonstrate that innate memory CD8 T cells, characterized by the absence of expression of CCL5 and NKG2D, represent a hybrid cell population, at the boundary between naïve cells and conventional memory cells

Les thérapeutiques antirétrovirales ont permis d’augmenter la survie des personnes vivant avec le VIH (PVVIH). Cependant, de nombreuses comorbidités non liées au VIH émergent et sont une préoccupation majeure dans la prise en charge des patients. L’activation, l’inflammation et l’immunosénescence pourraient jouer un rôle majeur dans ce processus. De nombreux marqueurs existent pour mesurer ces dysfonctionnements et ils ont souvent été considérés sans prendre en compte leurpossible interdépendance. Les objectifs de cette thèse était i) de proposer une combinaison de ces marqueurs, ii) d’évaluer l’association entre la combinaison de ces marqueurs et la présence des comorbidités, et iii) d’évaluer l’association entre la combinaison de ces marqueurs, et le risque de survenue des comorbidités et de la mortalité chez des PVVIH inclus dans la sous étude CIADIS de la cohorte ANRS CO3 Aquitaine. Nous avons identifié deux scores : le score CIADIS cellulaire et soluble. Le score cellulaire était plutôt associé à la multimorbidité et à la survenue d’une nouvelle comorbidité quelle qu’elle soit. Le profil des dysfonctionnements immunitaires sous-jacent était différent lorsque l’on s’intéressait aux comorbidités séparément. Ces résultats soutiennent l’hypothèse que différents profils d’activation, d’inflammation et de sénescence sous-jacents pourraient être impliqués dans le développement de différentes comorbidités. Nos résultats montrent que des analyses intégrant de nouveaux biomarqueurs pourraient accroître la compréhension des comorbidités. Nous allons continuer de travailler sur l’identification des profils de dysfonctionnements immunitaires pour des comorbidités spécifiques. / Antiretroviral therapies have improved the survival of HIV-infected people. However, many non-HIVrelated comorbidities occur and represent a major concern in patient care. Activation, inflammation and immunosenescence could play a major role in this process. Many markers can measure those dysfunctions and they are often used without accounting for their possible interdependency. The objectives of this thesis were i) proposing a combination of those markers, ii) assessing the association between the combination of markers and the presence of comorbidities and iii) assessing the association between the combination of markers and the risk of occurrence of comorbidities and mortality in HIV-infected patients included in the sub-study CIADIS from cohort ANRS CO3 Aquitaine. We identified two scores: the cellular and the soluble CIADIS scores. The cellular score was mostly to multimorbidity and occurrence of any kind of new comorbidity. The profile of underlying immune dysfunctions was different when looking separately at the comorbidities. These results support the assumption that several underlying profiles of activation, inflammation and senescence could be involved in the development of different comorbidities. Our results show that integrating new biomarkers in analyses could improve the understanding of comorbidities. We will continue to work on the identification of profiles of immune dysfunctions for some specific comorbidity.

Le cancer du sein est le cancer féminin le plus fréquent et celui qui cause le plus de décès dans le monde. Il existe plusieurs types de cancer du sein qui diffèrent par l’expression des récepteurs aux œstrogènes, à la progestérone et du récepteur HER2. Le cancer du sein dit triple négatif (TNBC) n’exprime aucun de ces récepteurs. Le métabolisme des sphingolipides (SL) est fréquemment altéré dans les cancers du sein et semble participer à la progression tumorale. Tandis que les SL ont été décrits comme modulateurs des réponses immunitaires dans des modèles précliniques de cancer, il n’existe pas à ce jour d’étude chez l’Homme évaluant l’impact des altérations du métabolisme des SL sur le développement tumoral et la réponse immunitaire associée. Dans ce contexte, l’objectif de nos travaux est double. Le premier objectif est de caractériser une signature sphingolipidique dans des biopsies de tumeurs mammaires humaines de divers sous-types histologiques. Une analyse par spectrométrie de masse à haute résolution nous a permis d’identifier dans les TNBC des taux élevés de SL en -C24:0, qui pourraient constituer des biomarqueurs potentiels pour ce type de cancer. Le deuxième objectif est d’établir une signature sphingolipidique associée à la réponse immunitaire dans le cancer du sein. Nous avons analysé les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL) par cytométrie en flux et par immunohistochimie dans nos échantillons tumoraux. Ces analyses nous ont permis de montrer que, dans les TNBC, les taux de C16:0-céramide sont corrélés positivement avec la proportion de TIL CD8+ et négativement avec celle des Treg FoxP3+. Afin d’évaluer l’influence potentielle des SL sur la topologie d’infiltration des lymphocytes (intratumoral versus adjacent), nous avons aussi comparé les taux de SL dans les tumeurs ayant une forte ou une faible proportion de lymphocytes T CD8+ intratumoraux. Nous avons observé notamment des taux élevés de sphingosine-1-phosphate (S1P) dans les tumeurs faiblement infiltrées par les lymphocytes T CD8+ intratumoraux. Nos observations suggèrent que la production de C16:0-céramide soit en faveur d’un recrutement préférentiel des lymphocytes T CD8+ dans les TNBC, tandis que la S1P pourrait être un facteur d’immunoéchappement, impactant négativement sur la topologie des TIL CD8+ dans les tumeurs mammaires. L’ensemble de nos travaux indique que certains SL pourraient constituer des biomarqueurs originaux de TNBC. De plus, la reprogrammation de ce métabolisme pourrait augmenter (i) quantitativement et qualitativement l’infiltration intratumorale des lymphocytes, et (ii) potentiellement l’efficacité des immunothérapies dans le cancer du sein. / Breast cancer, the most common malignancy affecting women, is responsible for the majority of woman death by cancer worldwide. There are three different breast cancer types defined by the expression of oestrogen and progesterone and HER2 receptors. The so-called triple negative breast cancer (TNBC), doesn’t express any of these receptors. Sphingolipid (SL) metabolism is frequently altered in breast cancer, alterations are associated with tumour progression. Although SL can act as immune response modulators in preclinical cancer models, there are, to date, no study assessing the impact of SL metabolism alterations on tumor development and associated immune response in Humans. In this setting, our aim was double. Our first objective was to characterize the SL signature in human mammary tumour biopsies from different pathological subtypes. Using high-resolution mass spectrometry assay, we identified elevated levels of C24:0-SL in TNBC, which could be used as potential biomarkers of this cancer subtype. Our second objective was to identify a SL signature associated with immune responses in breast cancer tissues. Tumour-infiltrating lymphocytes (TIL) were analyzed by flow cytometry and immunohistochemistry. Those analyses showed that, in TNBC, levels of C16:0-ceramide are positively correlated with the proportion CD8+ TIL and negatively correlated with that of FoxP3+ Treg TIL. In order to evaluate the potential influence of SL on the topology of infiltrating lymphocytes (intratumoural versus adjacent), we compared the SL levels in tumors depicting high or low proportions of intratumoral CD8+ T cells. We observed higher levels of sphingosine-1-phosphate (S1P) in low infiltrated intratumoral CD8+ T cells. Our observations suggest that C16:0-ceramide production could favor CD8+ T cell recruitment in TNBC, whereas S1P could act as an immune escape factor, negatively impacting on CD8+ TIL topology in mammary tumours. Our whole work indicates that a set of specific SL could constitute original biomarkers in TNBC. Moreover, reprogramming SL metabolism could improve (i) the infiltration of tumours by lymphocytes, both in terms of quality and quantity, and (ii) possibly, the efficacy of immunotherapy in breast cancer.