L’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique. L’une des caractéristiques des lésions d’athérosclérose est l’accumulation anormale de corps apoptotiques et nécrotiques, due à un défaut d’efferocytose, ceci entraînant la formation du cœur nécrotique. L’évolution de ce cœur nécrotique est également associée à une augmentation de l’inflammation et de la taille des plaques d’athérosclérose, mais aussi dans la survenue de complications telle que la rupture de plaque. Clec9a est un récepteur transmembranaire de type lectine C, majoritairement exprimé par une sous population de cellules dendritiques les DC-CD8α+. Il est capable de reconnaître un ligand spécifiquement exprimé par les corps nécrotiques, l’actine F. L’objectif de notre travail a été de savoir si Clec9a, qui est capable de reconnaître les corps nécrotiques, pouvait être impliqué dans la modulation de l’inflammation observée au cours du développement de l’athérosclérose. Au cours de cette étude, nous avons montré, in vivo partir de deux modèles murins (ApoE-/- et LDLr-/-), que la délétion de Clec9a entraîne une diminution significative de la taille des lésions dans un contexte d’hypercholestérolémie modérée. Cette athéro-protection observée en l’absence de Clec9a, est associée à une augmentation de l’expression de l’IL-10, qui est une interleukine anti-athérogène et anti-inflammatoire. Cet effet athéroprotecteur de l’absence de Clec9a n’est plus observé lorsque l’IL-10 est totalement invalidée. De plus, nous avons montré que l’invalidation de Clec9a spécifiquement dans les DC-CD8α+ entraîne, in vivo, une diminution de l’infiltration des macrophages et des lymphocytes T dans les lésions, ainsi qu’une augmentation de l’expression de l’IL-10, favorisant une diminution de la taille des lésions. La compréhension des mécanismes inflammatoires dans l’athérosclérose constitue un enjeu majeur pour prévenir les risques de complications comme la rupture de plaque ou la thrombose. Ainsi, ce travail met en évidence un nouveau rôle de Clec9a dans la régulation de l’inflammation dans l’athérosclérose et pourrait donc représenter une cible thérapeutique potentielle. / Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease. One of the characteristics of atherosclerotic lesions is the abnormal accumulation of apoptotic and necrotic cells, due to a deficiency of efferocytosis, which leads to the formation of the necrotic heart. The evolution of this necrotic core is also associated with an increase in inflammation and lesions of atherosclerosis, but also in the occurrence of complications such as plaque rupture. Clec9a is a C type lectin receptor, mainly expressed by a subpopulation of dendritic cells, which are the CD8α+ dendritic cells. This receptor is able to recognize a ligand expressed by necrotic cells, the actin F. The aim of our work was to find out if Clec9a, which can sense necrotic cells, could be involved in modulating the inflammation observed during the development of atherosclerosis. In this study, we have shown, in vivo with two mouse models (ApoE - / - and LDLr - / -), that the deletion of Clec9a leads to a significant decrease in the incidence of moderate hypercholesterolemia. This athero-protection observed in the absence of Clec9a, is associated with an increase in the expression of IL-10, which is an anti-atherogenic and anti-inflammatory cytokine. This athero-protective effect of the absence of Clec9a is abolished after total invalidation of IL-10. Furthermore, we report that specific knockdown of Clec9a in CD8α+-DC, in vivo, leads to a decrease in macrophage and lymphocyte infiltration in lesions, as well as an increase in IL-1 expression. 10, which promotes a decrease in lesions size. Understanding of inflammatory mechanisms in atherosclerosis is a major challenge to prevent the risk of complications such as plaque rupture or thrombosis. Thus, this work highlights a new role of Clec9a in the regulation of inflammation in atherosclerosis and could be therefore a potential therapeutic target.

Les cellules myéloïdes jouent un rôle majeur dans le développement et les complications de l’athérosclérose. TREM (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells)-1 est un récepteur, exprimé par les cellules myéloïdes, impliqué dans l’amplification de la réponse inflammatoire en réponse à une stimulation de la voie des TLRs. Notre objectif était d’étudier les conséquences de l’inhibition de TREM-1 sur le développement de l’athérosclérose expérimentale.Matériel et résultats : Dans un modèle de souris chimères Ldlr-/- retransplantées avec une moelle de souris Trem-1+/+ ou Trem-1-/-, nous avons montré que la déficience hématopoïétique en Trem-1 induisait une réduction de 42% de la taille des plaques d’athérosclérose au niveau du sinus aortique après 6 semaines de régime gras et une réduction de 60% après 14 semaines. De plus, la déficience hématopoïétique en Trem-1 induisait un phénotype lésionnel plus stable avec une moindre accumulation macrophagique, un centre nécrotique moins volumineux. Ces résultats ont été confirmés dans un modèle de souris ApoE-/-/Trem1-/-. Parallèlement, l’inhibition pharmacologique de TREM-1 par des injections répétées de peptide LR12 induisait une réduction significative de la taille des plaques au niveau du sinus et de l’aorte thoracique chez la souris ApoE-/- sous un régime riche en matières grasses. En utilisant différentes approches in vitro et in vivo, nous avons montré que l’invalidation génique de Trem-1 ou son inhibition pharmacologique induisait une déviation de la réponse immune vers un profil moins inflammatoire, réduisait le recrutement des monocytes non classiques dans la plaque d’athérosclérose et enfin limitait l’endocytose des lipides oxydés en régulant l’expression du CD36. Ces données de modulation de la réponse immune et de l’endocytose des lipides ont été confirmées sur des macrophages humains. Nous avons enfin montré que TREM-1 est exprimé dans des plaques d’athérosclérose humaines essentiellement par les macrophages spumeux. L’expression de TREM-1 est significativement plus importante dans les plaques athéromateuses par rapport aux plaques fibreuses. Conclusion : Nous avons montré que TREM-1 est impliqué dans le développement de l’athérosclérose à différents stades de la maladie, en modulant la réponse immune systémique et l’endocytose des lipides oxydés. L’inhibition de TREM-1 pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique des maladies cardiovasculaires. / Innate immune responses activated through myeloid cells contribute to the initiation, progression and complications of atherosclerosis in experimental models. However, the critical upstream pathways that link innate immune activation to foam cell formation are still poorly identified.Objectives: We hypothesized that activation of TREM (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells)-1 plays a determinant role in macrophage atherogenic responses. Methods and Results: Ldlr-/- mice reconstituted with bone marrow deficient for Trem-1 (Trem-1-/-) showed a strong reduction of atherosclerotic plaque size in both the aortic sinus and the thoraco-abdominal aorta, and were less inflammatory compared to plaques of Trem-1+/+ chimeric mice. Genetic invalidation of Trem-1 led to alteration of monocyte recruitment into atherosclerotic lesions and inhibited Tlr4-initiated pro-inflammatory macrophage responses. Furthermore, we identified a critical role for Trem-1 in the upregulation of Cd36, thereby promoting the formation of inflammatory foam cells. Genetic invalidation of Trem-1 in Apoe-/-/Trem-1-/- mice or pharmacological blockade of Trem-1 in Apoe-/- mice using LR-12 peptide also significantly reduced the development of atherosclerosis throughout the vascular tree, and lessened plaque inflammation. TREM-1 was expressed in human atherosclerotic lesions mainly in lipid-rich areas, with significantly higher levels of expression in atheromatous compared to fibrous plaques. Conclusion: We identify TREM-1 as a major upstream pro-atherogenic receptor. We propose that TREM-1 activation orchestrates monocyte/macrophage pro-inflammatory responses and foam cell formation through coordinated and combined activation of CD36 and TLR4. Blockade of TREM-1 signaling may constitute an attractive novel and double-hit approach for the treatment of atherosclerosis.

All of the above findings demonstrated that eosinophil activation in allergic inflammation could be sensitively regulated by diverse stimuli. Besides, highly redundant functional effects and underlying signaling mechanisms were observed among different mediators. Elucidation of the mechanisms of eosinophil activation could improve our understanding of its complex and active role in the pathogenesis of allergic diseases, thereby providing biochemical basis for the development of more effective therapeutic strategies for treating the diseases. (Abstract shortened by UMI.) / Apart from the cytokines produced by T lymphoctyes, leptin, a cytokine produced by adipocytes, was also demonstrated to activate eosinophils. It was reported that the plasma levels of leptin were elevated in both obese and allergic patients. We found that leptin could activate eosinophils for survival enhancement, adhesion and migration, and secretion of cytokines and chemokines. Besides, we showed that the MAPKs and NF-kappaB pathways were involved in eosinophil adhesion, migration and mediator release induced by leptin, while Janus kinases (JAK)-signal transducers and activators of transcription (STAT) pathway was responsible for leptin-induced eosinophil survival. Our study indicated a potential correlation between obesity and exacerbation of allergic inflammation. / Eosinophilia is a hallmark pathological feature of allergic diseases and it has been targeted as a novel therapeutic strategy for allergic diseases. / In atopic dermatitis (AD), dermal infiltration of eosinophils is one of the pathological features of this disease. IL-31 is a novel Th2 cytokine reported to induce pruritus and skin dermatitis resembling human AD. Our study on the co-culture system of eosinophils and keratinocyte cell line HaCaT illustrated the production of pro-inflammatory cytokines and chemokines from the co-culture system of eosinophils and HaCaT cells, under the stimulation of IL-31. In co-culture system, surface expression of CD18 and intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 on eosinophils and HaCaT cells was also up-regulated respectively, implying a direct interaction between the two cell types through their cell surface adhesion molecules. The interaction of eosinophils and HaCaT cells under IL-31 stimulation was shown to be mediated through MAPKs, NF-kappaB and PI3K pathways. These findings therefore elucidate the immunological roles of IL-31, eosinophils and keratinocytes in AD. / In the present study, we investigated the mechanisms of eosinophil activation induced by various stimuli including novel T helper type 2 (Th2) cytokines, adipokine, microbial products and direct interaction with tissue cells. The activation of eosinophils was studied in terms of survival enhancement, modulation of adhesion and migration, and the release of inflammatory mediators including cytokines, chemokines, granular proteins and superoxide. Using pharmacological and molecular approaches, we further investigated the intracellular signaling mechanisms regulating the eosinophil activation mediated by various stimuli. / Increasing evidence has indicated that bacterial and viral infections could intensify allergic responses. Our findings demonstrated that eosinophil activation could be elicited by microbes through toll-like receptors (TLRs), the recently discovered receptors for the recognition of conserved motifs in pathogens. We found that eosinophils could be activated by the ligands of TLR2, 5 and 7 in enhancing survival, adhesion and migration, release of pro-inflammatory cytokines, chemokines, granular proteins and superoxides. These stimulatory effects, mediated by TLR2, 5 and 7, were differentially regulated by MAPKs, NF-kappaB and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathways. Moreover, an important finding of our study is the common involvement of focal adhesion kinase (FAK)-dependent extracellular-regulated protein kinase (ERK) phosphorylation in the signaling of TLR 2, 5 and 7, implying a special role of FAK in linking TLR signaling with MAPKs cascade in human eosinophils. Our study on microbe-induced eosinophil activation provided a potential explanation for linking infection with exacerbation of allergic diseases. / The interleukin (IL)-17 family is a newly discovered group of cytokines which was reported to be important in allergic inflammation. We studied the roles of two IL-17 family members, IL-175E/IL-25 and IL-17F on eosinophil activation. Both cytokines were found to induce the secretion of inflammatory cytokines and chemokines from eosinophils, in which IL-25 could also enhance eosinophil survival and adhesion. Besides, we found that the stimulatory effects induced by both IL-25 and IL-17F were mediated through mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and nuclear factor kappa B (NF-kappaB) pathways. The main source of IL-17F has recently been reported to be a novel T lymphocyte population, Th17, which is specifically driven by IL-23. An important finding of our present study was the synergistic effects of IL-17F and its potent inducer, IL-23, on cytokine release from eosinophils. Since IL-23 was produced by macrophages and dendritic cells upon microbial stimulation, the synergistic effect of IL-17F and IL-23 on eosinophil activation might imply a potential role in linking microbial infection and allergic inflammation. Our findings also provide further support to the crucial role of the IL-17 family and Th17 lymphocytes in the amplification of allergic diseases. / Cheung, Fung Yi. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 69-03, Section: B, page: 1552. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2007. / Includes bibliographical references (leaves 205-221). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [200-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese. / School code: 1307.

Yip Kwok Ho. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2006. / Includes bibliographical references (leaves 231-260). / Abstracts in English and Chinese. / Abstract (English) --- p.i / Abstract (Chinese) --- p.iv / Acknowledgements --- p.vi / Publications --- p.vii / Abbreviations --- p.viii / Contents --- p.xi / Chapter 1. --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1. --- Mast cells --- p.2 / Chapter 1.2. --- "Mast cell origin, growth and development" --- p.2 / Chapter 1.2.1. --- Stem cell factor --- p.4 / Chapter 1.2.2. --- Interleukins --- p.6 / Chapter 1.3. --- Mast ceII heterogeneity --- p.7 / Chapter 1.4. --- Mast ceII mediators --- p.9 / Chapter 1.4.1. --- Pre-Synthesized mediators --- p.9 / Chapter 1.4.1.1. --- Histamine --- p.10 / Chapter 1.4.1.2. --- Protease --- p.11 / Chapter 1.4.2. --- Newly synthesized mediators --- p.13 / Chapter 1.4.2.1. --- Prostanoid --- p.14 / Chapter 1.4.2.2. --- Cysteinyl Leukotriene --- p.15 / Chapter 1.4.3. --- Mast cell-derived cytokines and growth factors --- p.16 / Chapter 1.5. --- Mast cell activation --- p.17 / Chapter 1.5.1. --- FceRI-dependent mast cell activation --- p.18 / Chapter 1.5.1.1. --- FceRI and IgE aggregation --- p.19 / Chapter 1.5.1.2. --- Protein-tyrosine kinase activation --- p.21 / Chapter 1.5.1.3. --- Phospholipase activation and calcium ion mobilization --- p.22 / Chapter 1.5.1.4. --- GTPase and MAPK activation --- p.24 / Chapter 1.5.2. --- Non-immunogical mast cell activation --- p.26 / Chapter 1.6. --- Roles of mast cell in inflammatory disease --- p.27 / Chapter 1.7. --- Nitric oxide --- p.28 / Chapter 1.8. --- Nitric oxide synthase --- p.30 / Chapter 1.9. --- Nitric oxide signaling in cellular level --- p.31 / Chapter 1.9.1. --- Direct effects of NO --- p.32 / Chapter 1.9.2. --- Indirect effects of NO --- p.34 / Chapter 1.10. --- Mast cell and nitric oxide --- p.35 / Chapter 1.11. --- Aim of Study --- p.37 / Chapter 2. --- Materials and Methods --- p.43 / Chapter 2.1. --- Material --- p.44 / Chapter 2.1.1. --- Human buffy coat for mast cell culture --- p.44 / Chapter 2.1.2. --- Materials for cell isolation and cell counting --- p.44 / Chapter 2.1.3. --- Materials for mast cell culture --- p.45 / Chapter 2.1.4. --- Material for buffers --- p.45 / Chapter 2.1.5. --- Materials for cytospin and May-Griinwald-Giemsa staining --- p.46 / Chapter 2.1.6. --- Materials for immunocytochemical staining --- p.46 / Chapter 2.1.7. --- Mast cell secretagogues --- p.47 / Chapter 2.1.8. --- Nitric oxide donors --- p.47 / Chapter 2.1.9. --- Soluble Guanylyl Cyclase activators and cGMP analogues --- p.47 / Chapter 2.1.10. --- Drugs involved in NO-sGC-cGMP pathway --- p.48 / Chapter 2.1.11. --- Materials for histamine assay --- p.48 / Chapter 2.1.12. --- Materials for Enzyme Immunosorbent Assay (EIA) --- p.49 / Chapter 2.1.13. --- Pro-inflammatory cytokines --- p.49 / Chapter 2.1.14. --- Materials for RNA extraction and RT-PCR --- p.49 / Chapter 2.1.15. --- Materials for Immunofluorescence staining --- p.50 / Chapter 2.1.16. --- Anti-asthmatic compounds --- p.51 / Chapter 2.1.17. --- Buffer and stock solution --- p.51 / Chapter 2.1.17.1. --- Buffer ingredients --- p.51 / Chapter 2.1.17.2. --- Stock solution --- p.52 / Chapter 2.2. --- Methods --- p.52 / Chapter 2.2.1. --- CD34+ cell isolation from human buffy coat --- p.52 / Chapter 2.2.2. --- CD34+ cell culture --- p.53 / Chapter 2.2.3. --- Human mast cell line (HMC-1 cells) culture --- p.54 / Chapter 2.2.4. --- Mast cell heterogeneity identification --- p.54 / Chapter 2.2.4.1. --- Cell smear preparation --- p.54 / Chapter 2.2.4.2. --- May-Gruwald-Giemsa staining --- p.55 / Chapter 2.2.4.3. --- Immunocytochemical staining --- p.55 / Chapter 2.2.5. --- Histamine release and measurement --- p.56 / Chapter 2.2.5.1. --- Histamine release --- p.56 / Chapter 2.2.5.2. --- Spectroflurometric determination of histamine content --- p.57 / Chapter 2.2.5.3. --- Calculation of histamine level --- p.57 / Chapter 2.2.6. --- Prostaglandin D2 (PGD2) measurement --- p.58 / Chapter 2.2.6.1. --- PGD2 production --- p.58 / Chapter 2.2.6.2. --- EIA methods for PGD2 measurement --- p.58 / Chapter 2.2.6.3. --- Calculation of PGD2 concentration --- p.59 / Chapter 2.2.7. --- Cysteinyl Leukotrienes (Cys-LTs) measurement --- p.59 / Chapter 2.2.7.1. --- Cys-LTs production --- p.59 / Chapter 2.2.7.2. --- EIA methods for Cys-LTs measurement --- p.60 / Chapter 2.2.7.3. --- Calculation of Cys-LTs concentration --- p.60 / Chapter 2.2.8. --- Tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) measurement --- p.61 / Chapter 2.2.8.1. --- TNF-α production --- p.61 / Chapter 2.2.8.2. --- EIA methods for TNF-α measurement --- p.61 / Chapter 2.2.8.3. --- Calculation of TNF-α concentration --- p.62 / Chapter 2.2.9. --- Interleukin-8 (IL-8) measurement --- p.62 / Chapter 2.2.9.1. --- IL-8 production --- p.62 / Chapter 2.2.9.2. --- ELISA for IL-8 measurement --- p.62 / Chapter 2.2.9.3. --- Calculation of IL-8 concentration --- p.63 / Chapter 2.2.10. --- Data presentation --- p.63 / Chapter 2.2.11. --- Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) --- p.64 / Chapter 2.2.11.1. --- RNA extraction --- p.64 / Chapter 2.2.11.2. --- Reverse Transcriptase reaction for cDNA synthesis --- p.65 / Chapter 2.2.11.3. --- Polymerase Chain Reaction --- p.66 / Chapter 2.2.11.4. --- Agarose Gel Electrophoresis --- p.67 / Chapter 2.2.11.5. --- Data representation in RT-PCR experiment --- p.67 / Chapter 2.2.12. --- Immunofluorescence staining --- p.67 / Chapter 2.2.12.1. --- Cell smear preparation --- p.68 / Chapter 2.2.12.2. --- Immunofluorescence staining --- p.68 / Chapter 2.3. --- Statistical analysis --- p.69 / Chapter 3. --- Effect of Nitric Oxide Donors on Mast Cell Activation --- p.70 / Chapter 3.1. --- Introduction --- p.71 / Chapter 3.1.1. --- Mechanisms of NO release from NO donors --- p.71 / Chapter 3.1.2. --- Experimental aims --- p.77 / Chapter 3.2. --- Materials and methods --- p.77 / Chapter 3.3. --- Results --- p.78 / Chapter 3.3.1. --- Development of mast cells from buffy coat --- p.78 / Chapter 3.3.2. --- Morphological features of cultured mast cells --- p.78 / Chapter 3.3.3. --- Phenotype of cultured mast cells --- p.79 / Chapter 3.3.4. --- Effects of NO donors on immunologically stimulated mediators release --- p.79 / Chapter 3.3.4.1. --- SIN-1 and NOR-3 --- p.80 / Chapter 3.3.4.2. --- SNP and SNAP --- p.80 / Chapter 3.3.4.3. --- Diazeniumdiolates (NONOates) --- p.80 / Chapter 3.3.5. --- Effects of NO scavenger on NO donors mediated inhibition of immunologically stimulated mediators release --- p.82 / Chapter 3.3.6. --- Discussion --- p.83 / Chapter 4. --- Interaction between NO donors and pharmacological agentsin modulating mast cell activation --- p.123 / Chapter 4.1. --- Introduction --- p.124 / Chapter 4.1.1. --- Modulators of NO-sGC-cGMP pathway --- p.125 / Chapter 4.1.2. --- Anti-asthmatic compounds --- p.128 / Chapter 4.1.3. --- Experimental aims --- p.130 / Chapter 4.2. --- Materials and methods --- p.131 / Chapter 4.3. --- Results --- p.132 / Chapter 4.3.1. --- Effect of sGC activators on immunologically stimulated histamine release and the inhibitory action of DEA/NO --- p.132 / Chapter 4.3.2. --- Effect of cGMP analog on immunologically stimulated histamine release --- p.133 / Chapter 4.3.3. --- "Effects of the sGC inhibitor, ODQ, on DEA/NO induced inhibition on immunologically stimulated mediators release" --- p.134 / Chapter 4.3.4. --- Effects of anti-oxidants on the actions of NO donors in modulating immunologically stimulated mediators release --- p.134 / Chapter 4.3.5. --- The effects of NO donors on salbutamol mediated inhibition of immunologically stimulated histamine release from human mast cells --- p.135 / Chapter 4.3.6. --- The effects of NO donors on theophylline mediated inhibition of immunologically stimulated histamine release from human mast cells --- p.136 / Chapter 4.3.7. --- The effects of NO donors and DSCG on immunologically stimulated histamine release from human mast cells --- p.137 / Chapter 4.4. --- Discussion --- p.137 / Chapter 4.5. --- Further studies --- p.150 / Chapter 5. --- Human mast cells as a source of nitric oxide --- p.178 / Chapter 5.1. --- Introduction --- p.179 / Chapter 5.1.1. --- Nitric oxide synthases expression in mast cell --- p.180 / Chapter 5.1.2. --- Modulation of NOS expression --- p.182 / Chapter 5.1.3. --- Experimental aims --- p.186 / Chapter 5.2. --- Materials and methods --- p.186 / Chapter 5.3. --- Results --- p.187 / Chapter 5.3.1. --- NOS expression in human mast cell-line HMC-1 --- p.187 / Chapter 5.3.1.1. --- Basal --- p.187 / Chapter 5.3.1.2. --- Effect of cytokines --- p.188 / Chapter 5.3.2. --- NOS expression in cultured CD34+ derived human mast cells --- p.189 / Chapter 5.3.2.1. --- Basal --- p.189 / Chapter 5.3.2.2. --- Effect of cytokines --- p.189 / Chapter 5.3.2.3. --- Effect ofIgE and anti-IgE --- p.190 / Chapter 5.4. --- Discussion --- p.191 / Chapter 5.5. --- Further studies --- p.200 / Chapter 6. --- Conclusion --- p.218 / Chapter 7. --- References --- p.230

Les microglies, les cellules de l’immunité innée, résidentes du cerveau, sont impliquées dans la réponse inflammatoire cérébrale et le modelage des réseaux neuronaux au cours du développement. La perturbation de leurs activités par des stimuli environnementaux pouvant conduire à des altérations psychopathologiques, dans cette thèse, nous avons étudié le rôle des microglies dans les effets neurobiologiques et comportementaux d’un stimulus inflammatoire. Les travaux précédents ont révélé que l’administration de lipopolysaccharide (LPS), une endotoxine bactérienne, provoque des comportements de type dépressifs. Le rôle des microglies dans ces altérations a fait l’objet de la première étude de cette thèse (Chapitre 2). Afin de dépléter les microglies du cerveau, des souris adultes ont reçu par voie d’administration intra-hippocampique des liposomes contenant du clodronate, provoquant ainsi l’apoptose des microglies phagocytaires. L’administration de LPS active dans l’hippocampe la synthèse de cytokines pro-inflammatoires [interleukine (IL)-1b et facteur de nécrose tumorale (TNF)-a] et anti-inflammatoires (IL-10), et de l'indoleamine 2,3-dioxygénase, une enzyme impliquée dans le métabolisme du tryptophane aux activités pro-dépressives. La déplétion des microglies phagocytaires atténue les effets du LPS, à l’exception de l’IL-1b, dont l’expression est exacerbée. De plus, l’administration de clodronate prévient les effets du LPS sur les comportements de type dépressif. Dans leur ensemble, ces résultats ont révélé que les microglies phagocytaires sont impliquées dans les effets inflammatoires et comportementaux de type dépressif induits par le LPS. Nous avons ensuite étudié le rôle des microglies dans les effets comportementaux d’une inflammation maternelle précoce provoquée lors de la colonisation du cerveau fœtal par les microglies (Chapitres 3 & 4). Ainsi, nous avons administré au jour gestationnel (JG)9.5 du LPS à des souris gestantes et évalué la trajectoire développementale pré- et post-natale des microglies et du comportement de la progéniture (Chapitre 3). L’administration de LPS à JG9.5 provoque une réduction du pourcentage représenté par les microglies matures aux JG14.5 et 18.5 et des déficits comportementaux persistants à l’âge adulte avec un dimorphisme sexuel prononcé. Nous avons alors recherché à identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans les effets du LPS administré à JG9.5, en étudiant la piste de l’action des cytokines inflammatoires (Chapitre 4). Pour cela, nous nous sommes focalisé sur l’IL-1b, la cytokine inflammatoire effectrice principale de l’activité microgliale. L’expression de l'IL-1b et des cytokines associées (IL-6, TNFa et IL-10) augmente dans le plasma maternel, le placenta et le cerveau fœtal, 2 et 4 heures après l’administration de LPS. Ces changements sont accompagnés d'un phénotype microglial immature à JG18.5 et d’une réduction de la population microgliale totale au jour postnatal (JPN)9. À l’âge adulte (JPN65), nous avons observé une modification morphologique de la microglie dans plusieurs structures cérébrales. Enfin, les souris adultes, prénatalement traitées au LPS, développent des altérations des comportements de type sociaux et des comportements répétitifs. Les altérations du nombre de microglies induites par le LPS sont corrélées aux troubles comportementaux, et ce, de façon spécifique en fonction du sexe des souris. Enfin, la co-administration de l'antagoniste du récepteur de l'IL-1 et de LPS chez les femelles gestantes au JG9.5 réduit, voire prévient les effets inflammatoires et comportementaux du LPS. [...] / Recent research on microglia has uncovered a multitude of activities that extends the role of these cells well beyond their traditional function as immune sentinels. The most prominent of these newly described activities is an intricate role in neuronal network remodeling notably upon environmental challenge or during brain development, the disruption of which can result in long lasting consequences relevant to several psychopathologies. We sought, in the current thesis, to identify some of the mechanisms involved. Our initial approach was to target the immune function of microglia, based on our previous findings linking systemic immunogenic challenge with lipopolysaccharide (LPS) in mice with the development of despair-like behavior/depression. Here, we sought to identify immune mediators activated in microglia following a single systemic challenge with LPS (Chapter 2). These studies were conducted in adult mice in which phagocytic microglia were depleted using a single injection of liposomal clodronate in the CA3 region of the hippocampus. LPS challenge significantly upregulated the expression of both pro-inflammatory [interleukin (IL)-1b and tumor necrosis factor (TNF)-a] and anti-inflammatory (IL-10) cytokines compared to saline treated animals. In addition, LPS highly increased the expression of indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), an important rate limiting enzyme for metabolizing tryptophan in the brain and an established indicator of the activation of this depression mediating pathway. Clodronate-mediated depletion attenuated all of these effects apart from IL-1b expression which was further exacerbated. Behavioral assessment of the mice demonstrated a significant LPS-induced increase of immobility in the forced swim test (FST), which was prevented by clodronate. This experimental approach provided a snapshot of the role of inflammation in the development of brain dysfunction mediated by microglia. In subsequent studies (chapter 3 & 4), and in order to perform a more comprehensive, longer-term investigation of microglia activity in neurodevelopment, we utilized a prenatal infection model using LPS to activate maternal immunity at a relatively early [Gestational Day (GD)9.5] time point when microglia colonize the fetal brain to assess the impact on microglial population during development and the subsequent behavior of the progeny (Chapter 3). The results demonstrated LPS reduced the percentage of mature microglial population at GD14.5 and GD18.5 representing mid to late gestation. In addition, prenatal LPS had a significant effect on the offspring’s neonatal as well as adult behavior, with a clear divergence along sex lines in adulthood. In the final study (Chapter 4), we sought to investigate the mechanisms underlying the changes we noted in microglial development and the sexually dimorphic behavioral deficits. For this, we focused on the role played by pro-inflammatory cytokines, particularly IL-1b which represents the main effector of microglial activation following infection or injury. Detailed analysis of the expression of IL-1b and other related cytokines (IL-6, TNF-a and IL-10) revealed an increased expression of these mediators in maternal plasma, placenta and fetal brain, 2 and 4 hours after the prenatal LPS treatment. These changes were accompanied with a decreased percentage of mature microglia in the brain of embryos at GD18.5 and of total microglia population at post-natal day (PND)9. In the adult offspring (PND65), we detected an increased density and altered microglial morphology in specific higher-order structures implicated in complex behaviors, as well as altered social preference and memory and increased repetitive actions. [...]

L’inflammation de bas grade est un trait commun aux maladies cardiométaboliques (CMDs). Dans l’obésité et le diabète de type-2 (DT2) en particulier, l’insulino-résistance a été associée à une inflammation dans plusieurs tissus. L’objectif de ce travail est d’évaluer les interactions entre les altérations des cellules immunitaires et les perturbations du métabolisme dans les CMDs. Dans une première étude, nous avons étudié l’immunité intestinale et la production cytokinique des lymphocytes T (LT) jéjunaux de sujets minces et obèses et évalué la relation fonctionnelle entre LT et entérocytes. Nous montrons que la densité des LT est augmentée dans la muqueuse dans l’obésité et que l’augmentation de la production de cytokines par les LT de sujets obèses induit une résistance à l’insuline sur les entérocytes in vitro. Dans une deuxième étude, nous avons caractérisé les cellules MAIT (mucosal-associated invariant T cells), une sous-population de LT qui reconnait des métabolites bactériens dérivés de la vitamine B, dans le sang de 5 groupes de patients présentant différentes CMDs par rapport à des sujets contrôles. Dans tous les groupes de patients, nous observons une diminution des cellules MAIT circulantes qui est corrélée avec l’HbA1c. Nous montrons ex vivo que cette diminution pourrait être liée à une plus forte apoptose provoquée par une glucotoxicité. Nos résultats indiquent que l’environnement immunitaire intestinal pourrait participer aux perturbations métaboliques locales et systémiques dans l’obésité humaine. De plus, l’abondance de certaines cellules immunitaires, comme les MAIT, pourrait servir de marqueur précoce de la dysfonction cardiométabolique. / A common feature between cardiometabolic diseases (CMDs) is a state of chronic low-grade inflammation. In obesity and type-2-diabetes (T2D) notably, insulin resistance has been linked to inflammation in several tissues. The objective of this project is to evaluate the interactions between immune cell alterations and metabolic perturbations in CMDs. In a first study, we investigated intestinal immunity and cytokine production of intestinal T cells in a cohort of lean and obese subjects and evaluated the functional relationship between T cells and enterocytes. We demonstrated that T cell density and cytokine production was increased in the jejunal mucosa of obese subjects and promoted insulin resistance in enterocytes in vitro. In a second study, we characterized mucosal-associated invariant T (MAIT) cells, a subset of T cells recognizing bacterial vitamin B derivatives, in 5 groups of patients with different forms CMDs (metabolic syndrome, obesity, T2D, coronary artery disease with or without heart failure) compared to healthy subjects. We demonstrated that MAIT cell decrease is correlated with HbA1c and is a common feature in all CMD groups. In an ex vivo study, we show that their depletion in the blood could be explained by a higher propensity to apoptosis under high glucose concentrations. Altogether, our findings suggest that the jejunal immune microenvironment could participate in local and systemic metabolic perturbations in human obesity. We also demonstrate that the abundance immune cells, such as circulating MAIT cells could serve as an early marker of cardiometabolic dysfunction.

L’obésité est à l’origine de la première cause de maladies hépatiques dans les pays occidentaux. Les lésions hépatiques s’étendent de la stéatose isolée et réversible à la stéatohépatite (NASH), la fibrose, la cirrhose jusqu’au carcinome hépatocellulaire. Aucun traitement pharmacologique n’a montré son efficacité pour éviter cette évolution. La compréhension des mécanismes à l’origine du processus inflammatoire est donc un élément clef pour le développement de nouvelles voies thérapeutiques. Nous avons précédemment montré dans un modèle murin d’obésité que la stéatose induit un recrutement accru de lymphocytes par le foie. Les cellules de Kupffer représentent jusqu’à 20% des cellules immunitaires du foie. Elles peuvent présenter différents phénotypes : pro-inflammatoire ou anti-inflammatoire. Un phénotype pro-inflammatoire engendre la sécrétion de cytokines/chimiokines pro-inflammatoires favorisant une réponse immune de type Th1 et un recrutement de cellules immunitaires. Les cellules de Kupffer pourraient ainsi être des acteurs majeurs dans les étapes précoces du développement de la maladie.Le but de ce travail a été d’étudier le phénotype des cellules de Kupffer au stade de la stéatose et le rôle des lipides dans ce phénotype.Nous avons montré que l'accumulation de lipides dans les cellules de Kupffer est due à un dérèglement du métabolisme des lipides et de leur trafic. Les cellules de Kupffer chargées de lipides ont un phénotype pro-inflammatoire qui induit le recrutement des lymphocytes durant les premiers stades du développement de la NASH et qui est réversible par l'inhibition de la lipogenèse. / We have shown lipid accumulation in fat-laden Kupffer cells is due to a dysregulation of lipid metabolism and trafficking. Fat-laden Kupffer cells are "primed" to recruit lymphocytes and exhibit a pro-inflammatory phenotype at the stage of steatosis, which is reversible with inhibition of lipogenesis

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 polynucléaire neutrophile (PN) humain est une cellule phagocytaire qui constitue une des premières barrières de défense de l’organisme contre les agents pathogènes. Sa stimulation par des facteurs chimioattractants, provoque sa migration de la circulation sanguine vers le foyer inflammatoire. Dans le site inflammatoire, les PN reconnaissent l’agent pathogène par l'intermédiaire d'opsonines, des fractions résultant de l'activation du complément et par l’intermédiaire de motifs de reconnaissance conservés au cours de l’évolution des agents pathogènes qui se lient à des récepteurs de la famille Toll (Toll-like receptors ; TLR). Le contact du pathogène avec le PN va provoquer sa phagocytose et sa destruction par la libération de molécules contenues dans les granules du PN et par la production de formes réactives de l’oxygène (FRO) par un complexe enzymatique la NADPH phagocytaire composée au repos de de protéines cytosoliques (p40phox, p47phox, p67phox et Rac 2) et membranaires (gp91phox et p22phox formant le cytochrome b558). Un des événements majeur de l’activation de la NADPH oxydase est la phosphorylation de certains composants cytosoliques comme la p47phox ou la p67phox ce qui conduit à la translocation de ces protéines vers le cytochrome b558 membranaire et permet d’activer l’enzyme pour la production de FRO. L’hyperactivation de cette enzyme ou son « priming » consiste en une pré-activation du PN par des agents dit « primants » tels que des cytokines (TNFα, GM-CSF, IL-1), des chimiokines comme l’IL-8, des molécules lipidiques (PAF et LTB4), ou encore des endotoxines bactériennes LPS, agoniste de TLR4. Les TLR sont des récepteurs exprimés à la surface de nombreuses cellules dont les cellules immunitaires ; ils détectent des motifs conservés au cours de l’évolution des agents pathogènes appelés PAMPs pour "pathogen-associated molecular patterns", des protéines modifiées reconnues comme étrangères, des lipides oxydés, des ligands endogènes. Quelques agonistes des TLR comme le LPS ont été décrits pour induire un priming de la production des FRO par les PN. D’autres ont été connus par leur pouvoir activateur de la NADPH oxydase des PN. Le CL097 (Imidazoquinoline : agoniste des TLR7/8) était l’agoniste des TLR induisant le plus fort effet de « priming » par les PN stimulés par le fMLP. Le CL097 induit la phosphorylation de la p47phox sur la sérine 345. Cette phosphorylation implique des MAPKinases ERK1/2 et de la p38MAPK. La phosphorylation de ce site induit le changement de conformation de la p47phox sous l’action d’une proline isomérase Pin1. Ce changement de conformation favorise la phosphorylation des autres sites (Ser-315, Ser-328) et par conséquent l’activation de la NADPH oxydase. La comparaison de l’effet du CL097 à deux agonistes reconnaissant l’un le TLR7, l’autre le TLR 8 a montré que l’action du CL097 dépendait du TLR8. Le zymosan non opsonisé (agoniste de TLR2) stimule l’activation de la NADPH oxydase des neutrophiles. IL induit la phosphorylation de la p47phox au niveau des Ser-345, -315 et -328. Ces phosphorylations font intervenir respectivement les MAPK ERK1/2 et p38, une protéine tyrosine kinase et les PKC. En plus cet agoniste active la petite protéine cytosolique Rac2, nécessaire à l’activation de la NADPH oxydase des PN. Ces données permettraient d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques de première importance afin de moduler les réponses inflammatoires pathologiques. / Superoxide anion production by the neutrophil NADPH oxidase plays a key role in host defense; however, excessive superoxide production is believed to participate to inflammatory reactions. Neutrophils express several TLR that recognize a variety of microbial motifs or agonists. The interaction between TLR and their agonists is believed to help neutrophils to recognize and to eliminate the pathogen. However, the effects of some TLR agonists on the NADPH oxidase activation and the mechanisms controlling these effects have not been elucidated. In this study, we show that the TLR7/8 agonist CL097 by itself did not induce NADPH oxidase activation in human neutrophils, but induced a dramatic increase of fMLF-stimulated activation. Interestingly, CL097 induced cytochrome b558 translocation to the plasma membrane and the phosphorylation of the NADPH oxidase cytosolic component p47phox on Ser345, Ser328 and Ser315. Phosphorylations of Ser328 and Ser315 were significantly increased in CL097-primed and fMLF-stimulated neutrophils. Phosphorylation of Ser345, Ser328 and Ser315 was decreased by inhibitors of p38MAPK and the ERK1/2-pathway. Phosphorylation of Ser328 was decreased by a PKC inhibitor. Genistein, a braod range protein tyrosine kinase inhibitor, inhibited the phosphorylation of these serines. Our results also show that CL097 induced proline isomerase (Pin1) activation and that juglone, a Pin1 inhibitor, inhibited CL097-mediated priming of fMLF-induced p47phox phosphorylation and superoxide production. These results show that activation of TLR7/8 in human neutrophils induces hyper-activation of the NADPH oxidase by stimulating the phosphorylation of p47phox on selective sites, and suggest that p38MAPK, ERK1/2, PKC and Pin1 control this process.Zymosan a cell-wall preparation from saccharomyces cerevisiae is largely used to activate neutrophils in its opsonized form. In this study, we show that non-opsonized zymosan induced ROS production by human neutrophils. Interestingly, zymosan induced the phosphorylation of the NADPH oxidase cytosolic component p47phox on Ser345, Ser328 and Ser315; and activation of the GTPase Rac2. Phosphorylation of p47phox as well as Rac2 activation were inhibited by genistein a broad range protein tyrosine kinase inhibitor. Wortmannin a PI3Kinase inhibitor, inhibited phosphorylation of p47phox on Ser328 and Ser315 and Rac2 activation. SB203580 and UO126, inhibitors of p38MAPK and ERK1/2-pathway respectively, inhibited phosphorylation of p47phox on Ser345. GF109203X a PKC inhibitor inhibited phosphorylation on Ser328 and Ser315. Zymosan-induced ROS production was inhibited by genistein, wortmannin, SB203580, UO126 and GF109203X. These results show that zymosan induced ROS production by NADPH oxidase in human neutrophils via the phosphorylation of p47phox and Rac2 activation. Our results also suggest that a protein tyrosine kinase and PI3Kinase control p47phox phosphorylation and Rac2 activation while p38MAPK, ERK1/2 and PKC are involved in zymosan-induced p47phox phosphorylation.

La transfusion sanguine est une thérapeutique indispensable pour laquelle il n’existe pas actuellement de substitut. La transfusion de produits sanguins labiles est dans la grande majorité des cas très bien tolérée mais elle peut être à l’origine d’effets indésirables chez les receveurs (EIR) notamment de type inflammatoire. Ceci dépend de facteurs liés aux produits eux-mêmes et/ou aux receveurs de par leur prédisposition génétique et de leur état clinique. Les concentrés plaquettaires (CP) sont la principale source de manifestations inflammatoires et/ou allergiques. Ceci est notamment dû, en partie, à la capacité des plaquettes à sécréter une multitude de molécules ayant une activité inflammatoire. De plus, les processus de collecte, de préparation et de conservation induisent un stress vis-à-vis des cellules, qui peut activer les plaquettes et donc induire la production de produits inflammatoires dans les CP. Le but de ce travail de thèse a été dans un premier temps d’identifier les molécules les plus impliquées dans les manifestations inflammatoires. Le sCD40L en particulier est identifié comme étant largement impliqué dans les EIR après transfusion de CP, mais pas systématiquement. Aussi, la composante inflammatoire de ces réactions est multifactorielle. De plus, nous avons évalué le potentiel inflammatoire des CP sur l’endothélium vasculaire. Des différences d’activation des cellules endothéliales, dans un modèle in vitro, ont été observées lorsqu’elles sont en présence de surnageants de CP ayant induits un EIR. Ce travail de thèse poursuit l’effort entrepris par notre équipe de recherche, en vue de prédire la survenue d’EIR et de préciser les mécanismes qui influencent la physiopathologie plaquettaire transfusionnelle ; un corollaire de ces travaux est ainsi d’optimiser les processus de production et de conditionnement des CP transfusés afin de réduire ces réactions inflammatoires. / Blood transfusion is an indispensable therapy for which there is currently no substitute. Transfusion of blood products is in the great majority of cases very well tolerated but it can be at the origin of serious adverse reactions (SARs), notably of inflammatory reactions. This depends on the factors related to the products themselves and/or to the recipients, their genetic predisposition and clinical condition. Platelet concentrates (PCs) are the main source of inflammatory and/or allergic manifestations. This is due, in part, to the ability of platelets to secrete a multitude of molecules with inflammatory activity. In addition, the collection, processing and storage conditions induce stress on cells, which can activate platelets and thus induce the production of inflammatory products in PCs. The purpose of this work is to identify the molecules involved in inflammatory manifestations. sCD40L was identified as being involved in SARs after PCs transfusion, but not systematically. Also, the inflammatory component of these reactions is multifactorial. In addition, we evaluated the inflammatory potential of PCs on the vascular endothelium. Differences in endothelial cell activation, in an in vitro model, were observed when they were in the presence of PC supernatants involved in SARs. This thesis work continues the effort undertaken by our research team to predict the occurrence of SARs and to clarify the mechanisms that influence transfusional platelet physiopathology; a corollary of this work is to optimize the production and conditioning process of PCs transfused in order to reduce these inflammatory reactions.