Les cellules dendritiques plasmacytoïdes humaines (pDCs) ont été montrées comme les principales cellules productrices d'interférons de type I (IFN) suivant une stimulation de leurs récepteurs TLRs intracellulaires. Après activation, les pDCs contrôlent la localisation subcellulaire de ces TLRs menant à une production séquentielle de cytokines. Une première vague d’IFN due la voie IRF dans les endosomes précoces, suivi de la production des cytokines pro-inflammatoires due à la voie NfκB dans les endosomes tardifs. BAD-LAMP/LAMP5, membre de la famille des protéines LAMP, spécifique du cerveau chez la souris est également exprimée par les pDCs humaines. Nous révélons ici le rôle de BAD-LAMP dans la régulation du transport de TLR9 dans les pDCs. Suite à une stimulation par CpG, BAD-LAMP et TLR9 atteignent des endosomes spécialisés dans la signalisation IRF VAMP3+. Le blocage de BAD-LAMP altère le transport intracellulaire de TLR9 par sa rétention dans les endosomes VAMP3+. Alors que l’expression ectopique de BAD-LAMP accélère le transport de TLR9 dans les lysosomes LAMP1+. La rétention dans les compartiments VAMP3+ impact directement la signalisation TLR9, en augmentant la production IFN et en diminuant celle du TNFα. De plus, nous avons démontré que BAD-LAMP est régulée négativement par l’IFN. A l’inverse, les pDCs traitées avec des surnageants tumoraux ainsi que les pDCs infiltrant les tumeurs mammaires présentent à la fois un défaut dans la production d'IFN et un maintien de l’expression de BAD-LAMP. BAD-LAMP est donc un régulateur essentiel du transport de TLR9 dans les pDCs humaines qui traduit l’efficacité de la signalisation TLR9 dans des conditions pathologiques. / Human plasmacytoïd dendritic cells (pDCs) have been shown to be the principal producer of type-I interferons (IFNs) following intracellular TLRs stimulation. Upon activation, pDCs tightly control TLRs sub-cellular localization in specialized endosomes, leading to sequential programs of cytokines production: a first rapid wave of type-I IFN, due to IRF signalling from early endosomes, followed by pro-inflammatory cytokines production, dependent on NfκB signalling from late endosomal compartments. BAD-LAMP/LAMP5, an atypical member of the LAMP protein family, is brain specific in mice. In Human, BAD-LAMP is also expressed in pDCs. We reveal here a novel step of TLR regulation mediated by BAD-LAMP, that controls TLR9 access to, and signalling from, specialized subsets of endosomes in human pDCs. Upon CpG stimulation, BAD-LAMP and TLR9 follow a common endocytic sorting step, in order to reach early, IRF-signalling, VAMP3+ endosomes. BAD-LAMP silencing alters TLR9 traffic and promotes its retention in VAMP3+ endosomes, while ectopic BAD-LAMP expression triggers accelerated TLR9 transport to LAMP1+ lysosomes. Retention in VAMP3+ endosomes impacts directly on TLR9 signalling by increasing IFN production and decreasing TNFα. Importantly, we found that BAD-LAMP expression is down-regulated by IFN exposure. Conversely, pDCs treated with tumour supernatants or pDCs infiltrating human breast tumors, present both sustained BAD-LAMP expression, and defect in IFN production. BAD-LAMP is therefore an essential regulator of TLR9 transport in human pDCs and a marker of TLR9 signalling efficiency under pathological conditions.

La tuberculose (TB) est une maladie très répandue qui provoque la mort de plus d'un million de personnes dans le monde chaque année. Cela représente un véritable problème de santé publique qui nécessite le développement de nouveaux médicaments et traitements afin de mieux lutter contre cette maladie destructrice. Dans ce contexte, il est important de comprendre la relation entre l'agent étiologique, Mycobacterium tuberculosis (Mtb) et le système immunitaire. Les mycobactéries sont recouvertes de structure glycolipidiques qui pourraient être reconnus par des récepteur spécifiques appelés lectine de type C. Ici, nous avons étudié le rôle de deux lectines récemment identifiées qui n'ont pas été étudié dans un contexte de TB, CL-LK et DCIR. Au cours des dernières années, de nouvelles lectines solubles ont été identifiées et parmi elles ; CL-K1 a été définie par un criblage de divers ligands glycosylés, comme étant un potentiel récepteur de motifs présents sur la paroi de Mtb. Dans le sang, CL-K1 est associé avec une autre lectine soluble du nom de CL-L1, formant un complexe du nom de CL-LK. Par des expériences in vitro, notamment via des approches biochimique et d'analyses cytométriques, nous avons pu confirmer que CL-LK peut se lier à Mtb et encore plus particulièrement à la coiffe mannose présent sur le lipoarabinomannane, un constituant majeur de la mycomembrane. Les souris déficientes en CL-K1, une sous unités de CL-LK, ne présentent pas d'altération particulière de susceptibilité à Mtb. Cependant, nous avons pu mettre en évidence que la quantité de CL-LK dans le sérum de patient atteint d'une TB active est réduite comparé aux patients contrôles, et que cela corrèle de manière inverse à la réponse immune induite par le pathogène. Ces résultats indiquent que CL-LK pourrait présenter un intérêt comme élément de futur diagnostics ou suivi de traitement. Dans une seconde partie de la thèse, nous nous sommes concentré sur la lectine DCIR dans la réponse immune envers l'agent étiologique de la TB. DCIR est exprimé dans les lésions pulmonaires de macaques infectés par Mtb à la fois durant les infections asymptomatiques et dans les infections conduisant à une TB active. In vitro, une analyse globale de l'expression génique couplée à des validations par RT-qPCR ont pu révéler que suite à une infection par Mtb, l'expression d'un grand nombre de gènes répondant à l'interféron (IFN) de type I est inhibée dans les cellules dendritiques issues de moelle osseuses de souris déficientes en DCIR comparées à celles issues de souris sauvages. Cette inhibition corrèle avec une phosphorylation excessive de SHP2 dans les cellules dépourvues de DCIR, suivies d'une déphosphorylation de STAT1, laquelle est impliquée dans la régulation de la réponse à l'IFN de type I. L' IFN de type I est connu comme pouvant inhiber la production d' IL-12 dans les cellules dendritiques, et en effet, nous avons pu démontrer que l'inhibition de la signalisation relative à l'IFN de type I dans les cellules dendritiques déficientes en DCIR est associée avec une augmentation de la production d'IL12p70 ainsi qu'à une plus grande capacité de ces cellules à stimuler la prolifération de lymphocytes Th1 producteur d'IFN?. Les souris déficientes en DCIR contrôlent mieux l'infection que les souris sauvages, ce qui corrèle également avec une plus grande production d'IL12p70, une plus forte réponse des lymphocytes Th1, ainsi qu'à une augmentation de l'inflammation et de l'infiltration cellulaire dans les poumons des souris déficientes. Cette inflammation excessive est caractérisée par une augmentation de production du TNF-a et de iNOS dans les poumons. En conclusion, nos résultats révèlent une nouvelle voie moléculaire par laquelle les lectines peuvent moduler l'équilibre entre l'inflammation induite par l'infection et le contrôle du pathogène par l'intermédiaire de la modulation de la signalisation relative à l'IFN de type I dans les cellules dendritiques. / Tuberculosis (TB) is a wide-spread disease which causes the death of more than one million of people around the world each year. This represents a really harmfull healthcare and new drugs and treatments are always in development to better fight this destructive illness. In this context, it is crucial to understand the relation between the etiological agent, Mycobacterium tuberculosis (Mtb) and the immune system. Mycobacteria are recovered by some glycolipid structure which could be recognized by specific receptor called C-Type Lectin. Here we investigated the role of two recently highlights C-type lectins which haven't been studied in a tuberculosis context, CL-LK (Collectin Liver Kidney) and DCIR (Dendritic Cell (DC) ImmunoReceptor). In the recent years, novel soluble lectins were identified and belong these; CL-K1 (Collectin Kidney 1) was identified by a glycan array as a potential receptor in the sugar complex recognition of M.tb. In blood, CL-K1 is linked with another soluble lectin called CL-L1 (Collectin Liver 1) and form a complex CL-LK molecule. With some in vitro experiment, notably with biochemistry approach and cytometer analysis, we were able to confirm that CL-LK can bind Mtb and more particularly the mannose residue presents on the Lipoarabinomannan, a major constituent of the mycomembrane. Mice deficient in CL-K1, one of the CL-LK subunits, do not display altered susceptibility to Mtb. However, we found that the amount of CL-LK in the serum of patients with active TB is reduced, compared to that in controls, and correlates inversely to the magnitude of the immune response to the pathogen. These findings indicate that CL-LK might be of interest for future diagnostic and treatment monitoring purposes. In a second part of this thesis, we have focused our interest on the C-Type lectin DCIR in immunity to the tuberculosis agent, Mtb. DCIR is expressed in pulmonary lesions in Mtb-infected non-human primates during both symptomless infection and active TB disease. In vitro, global gene expression profiling coupled to RT-qPCR validation revealed that upon Mtb infection, the expression of a number of interferon (IFN)-responsive genes was impaired in DCIR-deficient murine bone marrow-derived DCs, compared to in wild-type cells. This inhibition correlated with an excessive phosphorylation of Src homology 2 domain tyrosine phosphatase (SHP)2 in DCIR-KO cells, followed by a subsequent dephosphorylation of Signal transducer and activator of transcription1(STAT1) which is crucially involved in the regulation of the type I IFN.Type I IFNs are known to inhibit interleukin (IL)-12 production in DCs, and indeed, we found that impaired IFN signaling in DCIR-deficient DCs was associated with an increased production of IL-12p70 and an increased ability of Mtb-infected cells to stimulate IFN?-producing Th1 lymphocyte proliferation. DCIR-deficient mice controlled Mtb infection better than wild-type animals, which correlated with an increased production of IL-12p70, an increased proliferation of Th1 lymphocytes, and an increased inflammation and cell infiltration in the lungs of DCIR-KO animals. This excessive inflammation is characterized by an increased production of tumor necrosis factor alpha (TNFa) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in the lungs. Taken together, our results reveal a novel pathway by which a C-Type lectin modulates the equilibrium between infection-driven inflammation and pathogen's control through sustaining type I IFN signaling in DCs.

Les arbovirus sont un groupe de virus transmis par des vecteurs arthropodes contaminant chaque année plusieurs centaines de millions de personnes à travers le monde. De nombreux facteurs environnementaux, comme les xénobiotiques peuvent influencer la propagation des infections virales, la susceptibilité de l'hôte et la sévérité de l'infection. Parmi eux, le cadmium, métal toxique est connu pour moduler la résistance de l'hôte lors des infections par les arbovirus. Ces travaux de thèse se sont portés sur l'étude de l'alphavirus Sindbis et du flavivirus Zika infectant des cellules épithéliales humaines. Les résultats de cette thèse ont permis de démontrer que les cellules A549 étaient permissives à la souche épidémique de 2013 du virus Zika. Le virus se réplique efficacement et induit une apoptose de type mitochondriale dans les cellules A549. La réponse immunitaire innée des cellules a été caractérisée et le rôle des interférons de type I a été mis en avant. Ces résultats peuvent contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de pathogénicité de ce virus chez l'homme. Par la suite, les effets d'une exposition au cadmium lors des infections par les virus Sindbis et Zika ont été évalués. L'infection par le virus Zika n'a pas été modulée par l'exposition au cadmium in vitro. Mais de façon surprenante dans le cas de l'infection des cellules HEK 293, le cadmium a protégé les cellules des effets cytopathiques induits par le virus Sindbis. En présence de cadmium, l'apoptose induite par le virus a été inhibée et la réplication du virus Sindbis a été réduite. / Arboviruses are a group of viruses transmitted by arthropod vectors infecting hundreds of millions of people each year worldwide. Many environmental factors including xenobiotics can influence the spread, the susceptibility and the outcome of viral infections. Among them, cadmium, a toxic metal is known to affect the host resistance against arboviral infection. In this thesis, our work has been focused on studying the infection capability of the Sindbis alphavirus and the Zika flavivirus in human epithelial cells. The results demonstrated that A549 cells was permissive to the 2013 epidemic strain of Zika virus. The virus replicates efficiently leading to mitochondrial apoptosis. The innate immune response was characterized and the crucial role of type I interferon was highlighted. These results may contribute to a better understanding of Zika virus pathogenesis in humans. Thereafter, the effects of cadmium exposure on Sindbis virus and Zika virus infection was evaluated. Zika virus infection was not modulated by cadmium in vitro. Interestingly, cadmium protected the HEK 293 cells from the cytopathic effect induced by Sindbis virus. Cadmium exposure inhibited the apoptosis and reduced the viral replication.

L'interféron de type I (IFN) est une famille de cytokine avec des propriétés antivirales et immunomodulatrices. Alors que les effets antiviraux de l'IFN sont bien caractérisés, leurs propriétés immunomodulatrices le sont moins. Nous avons examiné en profondeur les effets de l'IFN de type I sur le développement, l'homéostasie, et la fonction des cellules Treg. Nous avons utilisé des souris chimériques reconstituées avec une mixture de moelle osseuse de souris normale (WT) et de souris sans le récepteur de l'IFN(IFNAR)KO, et des souris femelles hétérozygotes exprimant une délétion d'IFNAR spécifiquement sur les Treg. Dans ces deux modèles, la signalisation d'IFNAR favorise le développement de la lignée Treg dans le thymus et leur survie dans la périphérie. Nous avons également généré des souris chimériques en utilisant le foie f¿tal de souris scurfy, les Treg dérivés de IFNAR KO ont été incapables de contrôler l'activation des cellules T effectrices et l'inflammation des tissus. Nous avons aussi examiné les effets pendant l'infection avec le virus chorioméningite lymphocytaire chronique (LCMV). Nous avons démontré que le pourcentage de V?5+ Treg était significativement réduit chez les souris IFNAR KO. Nous avons également examiné l'effet pendant Encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Suite à l'induction de l'EAE, les souris chimériques WT/IFNAR KO développent une maladie plus sévère que les souris WT/WT. Nous montrons aussi que les souris avec une délétion conditionnelle de IFNAR dans les Tregs développent une forme très grave de l'EAE. Ces résultats démontrent que la signalisation via IFNAR est nécessaire pour la fonction de suppressive des Treg dans l'EAE. / Type I Interferons (IFNs) are a family of cytokines with antiviral and immunomodulatory properties. While the antiviral effects of IFNs are well characterized, their immunomodulatory properties are less clear. We examined the effects of type I IFN on development, homeostasis, and function of Treg cells. We used mixed bone marrow (BM) chimeras between WT and IFNαβ receptor (IFNAR) KO mice, and heterozygous female mice expressing a Treg-specific deletion of the IFNAR. IFNAR signaling promoted the development of the Treg lineage in the thymus and their survival in the periphery. IFNAR KO Treg from chimeric mice displayed a more naïve phenotype. In mixed chimeras with Scurfy fetal liver, Treg derived from IFNAR KO BM were unable to control T effector cell activation and tissue inflammation. We also examined the potential effects during Chronic Lymphocytic Choriomeningitis Virus infection. We demonstrated that the percentage of Vβ5+ Treg was significantly reduced in IFNAR KO mice, and that the IFNAR functions in a Treg cell intrinsic manner. We also studied the effect during Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Following induction of EAE, WT / IFNAR KO chimeras develop more severe disease than the WT/WT chimeras. Mice with a conditional deletion of the IFNAR in Treg rapidly developed a very severe form of EAE. These results demonstrate that signaling via the IFNAR is required for Treg suppressor function in EAE. Collectively, these studies demonstrate that under certain condition including stress, chronic infection, and autoimmune disease, IFNAR signaling is essential to maintain Treg development, homeostasis, and function.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs) sont caractérisées par leur capacité unique de sécrétion massive d’interféron de type I (IFN-I) suite à la stimulation des Tolllike récepteurs (TLR) 7 et 9. Un rôle fondamental des pDCs a été démontré dans le lupus érythémateux systémique via la production d’IFN-I. Les pDC expriment le récepteur de forte affinité aux immunoglobulines de type E (IgE), FcεRI, impliqué dans la régulation négative de la sécrétion d’IFN-I. L’objectif de notre étude est d’explorer, dans le contexte lupique, les effets du traitement par les IgE sur les fonctions des pDC, particulièrement sur la production d’IFN-I. In vitro, le traitement des pDC par des IgE monoclonales permet la surexpression du FcεRI à leur surface et diminue le taux de transcrits des TLR7/9 et de l’IRF7. De plus, les pDC traitées par des IgE diminuent leur production d’IFN-I et l’expression de marqueurs de maturation, induites par leur stimulation par des ligands des TLR7/9 et des complexes immuns lupiques. En outre, ces pDC pré-traitées par des IgE induisent la différenciation de LT4 naïfs allogéniques en LT4 produisant de l’IL-10. In vivo, les patients lupiques en phase quiescente de la maladie présentent des taux plus élevés d’IgE totales comparés aux patients en phase active (indépendamment d’allergies et d’infestations parasitaires). Chez les patientslupiques, le taux d’IgE totales est inversement corrélé au taux d’anti-ADN et à l’activité de la maladie (SLEDAI). L’ensemble de nos résultats suggère un rôle protecteur des IgE dans le lupus à travers la modulation de la réponse inflammatoire des pDC. / Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are characterized by their unique ability to produce large amounts of type I interferon (IFN-I) upon Toll-like receptors (TLR) 7 and 9 triggering. A fundamental role for pDCs has been shown in systemic lupus erythematosus (SLE) through IFN-I production. pDCs express the high affinity Fc receptor for immunoglobulin E (IgE), FcεRI, involved in the negative regulation of IFN-I secretion. The objective of our study is to investigate, in the context of SLE, the effects of IgE treatment on pDCs functions, especially on IFN-I production. In vitro, monoclonal IgE treatment of pDCs upregulate their surface expression of FcεRI and decrease transcripts levels of TLR7/9 and IRF7. IgE-treated pDCs decrease IFN-α secretion and downregulate maturation markers expression induced by TLR7/9 and immune complexes triggering. Moreover, the coculture of IgE pretreated pDCs with allogeneic naive LT4 promotes their differentiation into IL-10-secreting cells. In vivo, patients with quiescent SLE have higher IgE levels than patients with active disease (independently of allergy or parasitic infection). In SLE patients, IgE levels are inversely correlated to anti-DNA antibodies and disease activity (SLEDAI). All together, our data suggest a protective role for IgE in SLE through the modulation of the inflammatory response by pDC.

L’infection par le virus de l’hépatite E (VHE) peut entraîner une hépatite aiguë chez l’homme évoluant en hépatite fulminante dans 1-4% des cas, voire 20% chez les femmes enceintes dans les régions endémiques. Le VHE, transmis par voie entérique, est responsable de grandes épidémies d’origine hydrique dans les pays en voie de développement et de nombreux cas sporadiques d’origine zoonotique dans des pays industrialisés. La description récente de cas d’hépatites E chroniques ou d’atteintes neurologiques graves souligne l’importance de caractériser les interactions du VHE avec son hôte. L’objectif de ce projet de thèse était de caractériser les interactions entre le VHE et la réponse immune innée de l’hôte et en particulier avec le système interféron de type I (IFN-I).La première partie de ce projet a consisté en l’étude de la modulation des voies de signalisation de l’IFN-I par la polyprotéine non-structurale ORF1 du VHE. Celle-ci est constituée de plusieurs domaines fonctionnels putatifs tels qu’une methyltransférase (Met) ou une protéase à cystéine de type papaïne (PCP) dont les fonctions sur la signalisation IFN-I restent encore peu connues. Les résultats obtenus ont montré que le domaine MetPCP de l’ORF1 est capable d’inhiber l’activation du promoteur de l’IFN-β et de celui des gènes sous le contrôle de l’IFN contenant des éléments de réponse à l’IFN (ISRE), ainsi que l’expression de certains des gènes induits par l’IFN (ISGs). En recherchant le mécanisme impliqué dans l’inhibition du promoteur ISRE, nous avons montré que le domaine MetPCP inhibe la phosphorylation de STAT1 et sa relocalisation nucléaire. Nous avons également montré que le domaine MetPCP n’inhibe pas la phosphorylation de STAT2. Le mécanisme d’action du domaine MetPCP reste encore à préciser. La deuxième partie de ce projet a été de déterminer si l’infection par le VHE entraîne la production d’IFN-I par les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs). En effet, les pDCs sont la principale source d’IFN-I et jouent un rôle crucial dans la réponse immunitaire innée et adaptative. Les résultats obtenus suggèrent que les pDCs ne produisent que modérément de l’IFN-I lorsqu’elles sont co-cultivées avec des cellules infectées par le VHE. L’ensemble des résultats obtenus pendant ce travail de thèse suggère que le VHE utilise plusieurs mécanismes pour moduler la signalisation IFN-I de l’hôte. / Hepatitis E virus (HEV) is the causative agent of acute hepatitis in humans that can lead to fulminant hepatitis in 1-4% of cases, and in 20% of pregnant women in endemic regions. HEV is an enterically-transmitted virus responsible for large waterborne epidemics in developing countries and numerous cases of zoonotic hepatitis E in industrialized countries. The recent description of cases of chronic hepatitis E and severe neurological disorders highlight the importance to characterize the interactions between HEV and the host. The objective of this PhD project was to characterize the interactions between HEV and the host innate immune response and particularly with the type I interferon system (IFN-I).The first part of this project aimed to study the ability of the ORF1 non-structural polyprotein of HEV to modulate the IFN-I signalling pathways. HEV ORF1 contains several putative functional domains including a methyltransferase (Met) and a papain-like cysteine protease (PCP) whose functions on the IFN-I signalling remain poorly understood. The results obtained showed that the MetPCP domain of ORF1 inhibits IFN-β and IFN-stimulated response element (ISRE) promoter activation and the expression of some IFN-stimulated genes (ISGs). We then investigated the mechanism involved in this inhibition of ISRE promoter activation. We showed that the MetPCP domain inhibits STAT1 phosphorylation and nuclear translocation. In contrast, we found that the MetPCP domain does not inhibit STAT2 phosphorylation. However, the mode of action of MetPCP remains to be fully characterised. The second part of this project aimed to determine the ability of plasmacytoid dendritic cells (pDCs) to produce IFN-I in response to HEV infection. Indeed, pDCs are the main IFN-I source and play a crucial role in innate and adaptive responses. The results obtained suggest that pDCs produce IFN-I moderately when co-cultured with HEV-infected cells. Taken together, the results obtained during this PhD project suggest that HEV has evolved different mechanisms to modulate the IFN-I host response.

Lors d'une infection, la principale voie d'activation du macrophage passe par l'IFNY . Par conséquent, la connaissance des événements qui surviennent préalablement à l'activation du macrophage revêt un intérêt certain. Cette thèse s'est donc intéressée à l'effet de l'infection par le parasite protozoaire intracellulaire Trypanosoma cruzi sur deux fonctions IFN-Y -dépendantes du macrophage murin: la production d'oxyde nitrique et la synthèse de la machinerie de présentation antigénique restreinte au CMH de classe I. Les résultats obtenus démontrent que l'infection préalable du parasite pré-active le macrophage à produire de l'oxyde nitrique en réponse à l'IFN-y à des niveaux nettement supérieurs de ceux atteints par le macrophage uniquement stimulé à l'IFN-Y • Cette pré-activation résulte de l'engagement par le parasite des voies NF-KB, Erkl/Erk2 et SAPK/JNK. L'activation subséquente de la voie Jak/STAT par l'IFN-y induit la translocation au noyau de STATla et à la transcription d'un ARNm stable d'iNOS. Une dégradation ralentie de l'ARNm d'iNOS mène à des niveaux élevés de protéine iNOS et d'oxyde nitrique. La stabilité de l'ARNm d'iNOS résulte de l'activation des voies Erkl/Erk2 et SAPK/JNK par le parasite, alors que le facteur de transcription NF-KB favorise probablement une expression maximale d'iNOS. Les résultats présentés dans cette thèse montrent également que l'infection préalable du macrophage par T. cruzi réduit l'expression IFN-Y -dépendante du CMH de classe I et des immuno-sous-unités du protéasome, que cette diminution est due à l'activation de c-Jun suite à l'inhibition des phosphatases murines qui, en retour, est une conséquence des radicaux libres d'oxygène générés par le macrophage en réponse au contact de T. cruzi. Bien que ces résultats soient intéressant en soi, l'ensemble des travaux présentés dans cette thèse vont quelque peu au-delà des objectifs initiaux, en faisant ressortir le rôle essentiel que semble jouer la voie de signalisation SAPK/JNK dans la modulation des fonctions IFN-y -dépendantes du macrophage.

Abstract : Activation of the antigen presentation mechanisms by cancer cells is one of the main pathways used by the immune system for tumor detection and suppression. Induction of the expression of molecules of the Major Histocompatibility complex class II (MHC-II) by the interferon- (IFN) is important for the efficient presentation of tumor antigens. Nevertheless, it has been observed that expression of these molecules is supressed in tissular contexts where the concentration of estradiol (E2) is high. In this work we attempted to explain if the down-regulation exerted by estradiol on the expression of the MHC-II molecules in breast cancer cells was mediated by a silencing effect of the estrogen receptor- (ER) through a possible estrogen receptor binding site (ERBS) in the locus of promoter IV (pIV) of the master regulator of MHC-II expression, the class II transactivator (CIITA). The breast cancer cell line MDA-MB-231 (ER-/ERβ-) and its stable transfectants MC2 (ER+) and VC5 (empty vector) were used as model cell lines. Expression of the MCH-II molecules is controlled by CIITA, and stimulation with IFN activates the transcription of the pIV of CIITA. Stimulation of these cell lines with IFN induced expression of the MCH-II molecules and addition of E2 repressed such expression only in the MC2 cell line, as observed by flow cytometry analysis. Six other breast cancer cell lines were tested, with only the MCF7 cell line showing a significant inhibition. Then we analyzed if the inhibition of the MHC-II expression was due to a down-regulation of CIITA. Protein analysis performed by western blot and mRNA quantification by RT-qPCR both revealed down-regulation of CIITA in the cells exposed to IFN+E2 compared to those treated only with IFN. However, reporter gene analysis did not demonstrate any influence of our candidate ERBS in the inhibition of the activation of CIITA-pIV. ChIP-seq analysis of the VC5 and MC2 cell lines for ER also failed to demonstrate any binding of the receptor anywhere in the vicinity of the CIITA locus. However gene ontology and disease ontology analysis of the sequencing data showed a higher activation of tumorigenic cellular pathways in the cells treated with IFN + E2 than in the cells treated only with E2. These results suggest that activation of the inflammatory pathways by IFN could exert a detrimental effect on the cancer development. / Résumé : L’activation des mécanismes de présentation antigénique par les cellules cancéreuses est l’une des voies principales employées par le système immunitaire pour la détection et la suppression des tumeurs. L’induction de l’expression de molécules du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II (CMH-II) par l’interféron- (IFN) est importante pour la présentation efficace des antigènes tumoraux. Cependant, il a été observé que l’expression de ces molécules est supprimée dans certains tissus dans lesquels la concentration d’estradiol (E2) est élevée. Dans ce travail, nous avons tenté de déterminer si l’inhibition exercée par l’estrogène (E2) sur l'expression des molécules du CMH-II dans des cellules de cancer du sein est médiée par un effet de silençage du récepteur de l’estrogène- (ER) à travers d’un possible site de liaison de récepteur d'estrogène (ERBS) dans le locus du promoteur IV du régulateur clé de l’expression du CMH-II, CIITA. La lignée cancéreuse mammaire cellulaire de cancer de sein MDA-MB-231 (ER-/ERβ-) et ses transfectants stables MC2 (ER+) et VC5 (vecteur vide) ont été utilisés comme des lignées cellulaires modèles. L'expression des molécules du CMH-II est contrôlée par CIITA, et la stimulation avec l’IFN active la transcription du pIV de CIITA. La stimulation de ces lignées cellulaires avec l’IFN induit l'expression des molécules du CMH-II et l'addition d’E2 réprime de cette expression seulement dans la lignée cellulaire MC2, telle qu'elle est observée par analyse de cytométrie de flux. Six autres lignées de cancer de sein ont été testées et seulement la lignée cellulaire MCF7 montrait une inhibition significative. Ensuite, nous avons analysé si l'inhibition de l'expression du CMH-II était due à une régulation de CIITA. L'analyse des protéines effectuée par Western blot et la quantification de l'ARNm par RT-qPCR quantitative ont révélé une inhibition de CIITA dans les cellules exposées à l’IFN + E2 par rapport à celles traitées seulement avec l’IFN. Cependant, des analyses avec un gène rapporteur n'ont pas démontré une influence quelconque de notre site de liaison de récepteur d'estrogène candidat dans l'inhibition de l'activation de CIITA-pIV. Des analyses de ChIP-seq dans les lignées cellulaires MC2 et VC5 pour l’ER n’ont également pas démontré la présence d’une liaison du récepteur dans le voisinage du locus de CIITA. Cependant, des analyses sur l'ontologie des gènes et des maladies sur les données de séquençage ont montré une activation accrue des voies cellulaires cancéreuses dans les cellules traitées avec IFN + E2 comparé avec les cellules traitées uniquement avec E2. Ces résultats suggèrent que l'activation des voies inflammatoires par l’IFN pourrait exercer un effet plus négatif qu’anticipé sur le développement du cancer. [Symboles non conformes]

L’injection de cellules immunologiquement compétentes à un hôte histo-incompatible amène une réaction qui peut se traduire par la maladie du greffon-contre-l’hôte (GVHD). La GVHD demeure une barrière importante à une utilisation plus répandue de la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques (AHCT), pourtant un traitement efficace pour traiter de nombreuses maladies. Une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent cette pathologie pourrait en faciliter le traitement et la prévention. L’Interféron-gamma (IFN-γ) et le Transforming Growth Factor-béta (TGF-β) sont deux cytokines maîtresses de l’immunité impliquées dans la fonction et l’homéostasie des cellules greffées. Nous démontrons chez la souris que l’IFN-γ limite la reconstitution lympho-hématopoïétique de façon dose-dépendante en mobilisant des mécanismes d’apoptose et en inhibant la prolifération cellulaire. Le TGF-β est quant à lui généralement connu comme un immunosuppresseur qui contrôle l’immunité en utilisant plusieurs voies de signalisation. Le rôle relatif de ces voies en AHCT est inconnu. Nous avons étudié une de ces voies en greffant des cellules provenant de donneurs déficients pour le gène SMAD3 (SMAD3-KO), un médiateur central de la voie canonique du TGF-β, à des souris histo-incompatibles. Bien que l’absence de SMAD3 ne cause aucune maladie chez nos souris donneuses, l’injection de cellules SMAD3-KO amène une GVHD du colon sévère chez le receveur. Cette atteinte est caractérisée par une différenciation Th1 et une infiltration massive de granulocytes témoignant d’un rôle central de SMAD3 dans la physiologie des lymphocytes T CD4 et des cellules myéloïdes. Nous avons focalisé ensuite nos efforts sur le rôle de SMAD3 chez les lymphocytes T CD4 en sachant que SMAD3 était actif chez les lymphocytes T CD4 tolérants. Nous avons découvert que SMAD3 était rapidement inactivé après une activation des cellules T, suggérant que l’inactivation de SMAD3 était fonctionnellement importante pour briser l’état de tolérance. Des études de micro-puces d’ADNc nous ont montré que SMAD3 contrôlait en effet l’expression de nombreux transcrits de gènes connus comme étant reliés à la tolérance et/ou à des processus biologiques dont les rôles dans le maintien de la tolérance sont plausibles. / The injection of immuno-competent cells into a histo-incompatible host can result in the development of Graft-versus-Host disease (GVHD). GVHD is the most significant barrier to a more widespread use of allogeneic hematopoietic cell transplantation (AHCT), a potent treatment for several diseases. A better understanding of the pathophysiological underpinnings of GVHD would facilitate the design of rational approaches to treat and prevent this complication of AHCT. Gamma-interferon (IFN-γ) and Transforming Growth Factor-beta (TGF-β) are master cytokines of immunity and have a role in the function and homeostasis of transplanted cells. Using a murine model, we show that IFN-γ curtails lympho-hamatopoitic reconstitution in a dose-dependent fashion by increasing apoptosis and by limiting donor cell proliferation. TGF-β is an immunosuppressive cytokine that controls immune cells through multiple signaling pathways. The relative contribution of these pathways in AHCT is unknown. We specifically studied the role of one of these pathways by transplanting SMAD3 deficient cells (SMAD3-KO) in histo-incompatible hosts. SMAD3 is a key mediator of the so-called canonical TGF-β signaling pathway. Although SMAD3-KO donor mice are healthy, the injection of SMAD3-KO cells leads to severe GVHD in the hosts, characterized by intestinal involvement associated with Th1 skewing and massive granulocyte infiltration. These findings hint at a crucial role for SMAD3 in CD4 T-cell and myeloid cell biology. We then focalized on the role of SMAD3 in CD4 T cells knowing that SMAD3 is active in tolerant, resting CD4 T cells. We found that SMAD3 was rapidly inactivated upon T cell activation, suggesting that SMAD3 inactivation was functionally important to break the state of tolerance. Our cDNA microarray experiments show that indeed, SMAD3 regulates the transcript levels of multiple genes known to be involved in T cell tolerance and in biological processes plausibly related to immune tolerance.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules dendritiques spécialisées, aussi connues sous le nom de cellules productrices d’interféron-α (IFN-α). Les pDC jouent un rôle essentiel dans l’induction de la réponse immunitaire antivirale, en reconnaissant les antigènes viraux via les Toll-like receptors (TLR) 7 et 9. Toutefois, les pDC du sang de cordon sont incapables de produire de l’IFN-α en réponse à une stimulation du TLR9, mais leur maturation en cellules présentatrices d’antigènes est normale. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous avons analysé l’effet, seules ou en combinaison, de la progestérone (PG), de l'interleukine (IL)-10 et du tumor growth factor (TGF)-β sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous démontrons qu’à des niveaux supra-physiologiques ces trois facteurs modulent la différenciation et la production d’IFN-α des pDC. À des niveaux observés dans le sang de cordon, ces facteurs ont peu d’impact sur les pDC lorsque utilisés individuellement. Toutefois lorsque utilisés en combinaison, ils diminuent la production d’IFN-α. Nous avons aussi démontré que la PG, l’IL-10 et le TGF-β n’induisent pas l’expression des micro-ARN 146a et 155 par les pDC. Finalement nous démontrons que les niveaux de ces molécules sont plus élevés dans le sang de cordon que dans le sang d’adulte. Nos résultats révèlent le rôle important des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la fonction des pDC et en conséquence, sur la réponse immunitaire fœtale et néonatale. / Plasmacytoid dendritic cells (pDC) are specialized dendritic cells, also known as IFN-α producing cells. pDC are key inducers of immune responses following viral infections, by detecting viral antigens through the Toll-like-receptors (TLR) 7 and 9. Although cord blood pDC are unable to produce IFN-α after stimulation, they retain their capacity to mature into antigen presenting cells. To gain insights into the mechanisms of pDC regulation in cord blood, we investigated the effects of immune regulators secreted by the placenta on the differentiation and function of pDC. Using in vitro differentiated pDC, we analyzed the effect of progesterone (PG), IL-10 and TGF-β, separately or in combination, on pDC differentiation and activation. The data revealed that supra-physiological concentrations of these three factors could individually impair pDC differentiation and IFN-α production. Physiological concentrations of PG, IL-10 or TGF-β, individually, had low impact on pDC while in combination they were able to modulate IFN-α production. We also showed that PG, IL-10 or TGF-β failed to induce the expression of micro-RNA 146a and 155 in pDC. Lastly, our results indicated that PG, IL-10 and TGF-β were present at high levels in cord blood as compared to adult blood. These results, therefore, shed new light on the synergy of immune regulators secreted by the placenta and their impact on foetal and neonatal immune responses.