Les lymphocytes T (LT) CD8+ sont les médiateurs clés de la réponse immunitaire adaptative dirigée contre les pathogènes intracellulaires et les cellules tumorales. Lors d’une infection ou d’une immunisation, ils sont activés en réponse à leur antigène spécifique, prolifèrent et se différencient en cellules effectrices. Les LT CD8+ effecteurs participent à l’élimination du pathogène grâce à leurs fonctions cytotoxiques et à la production de cytokines. Les cellules activées subissent ensuite une phase de contraction à l’issue de laquelle ne subsistera qu’une petite population hétérogène de cellules mémoires qui contribuera à la protection à long terme de l’organisme lors d’infections ultérieures par le même pathogène. Les LT CD8+ peuvent également acquérir un phénotype de cellule mémoire dans des conditions physiologiques en l’absence de reconnaissance antigénique. Ces LT CD8+ mémoires non conventionnels peuvent apparaître dans le thymus (“LT CD8+ mémoires innés thymiques” (TIM) ou en périphérie (“LT CD8+ mémoires virtuels” (VM)). Ces sous-populations de LT CD8+ mémoires conventionnels et non conventionnels peuvent être activés sans reconnaissance antigénique par des cytokines inflammatoires, acquérir des fonctions cytotoxiques et produire des quantités importantes d’IFNγ. Elles contribuent ainsi à la première ligne de défense de l’organisme au même titre que d’autres cellules de l’immunité innée comme les cellules NK, NKT et γδ. Le programme transcriptionnel impliqué dans ces processus de différenciation alternative est mal connu. Eomesodermin (Eomes), un facteur de transcription apparenté à T-bet, joue un rôle central dans l’acquisition du phénotype mémoire et dans la fonction de ces cellules. Cependant, malgré le rôle crucial d’Eomes dans ce contexte, les signaux responsables de son induction et du maintien de son expression ne sont pas clairement établis. Dans ce travail, nous avons montré que les voies de signalisation induites par les interférons (IFN) de type I induisent directement l’expression d’Eomes tant dans les LT CD8+ naïfs que mémoires. Ce processus ne semble pas impacter la différenciation en cellules mémoires conventionnelles. Par contre, nous avons observé que l’absence de cette voie de signalisation affecte de façon importante le phénotype, la fonction et l’expansion au cours du vieillissement des cellules mémoires « virtuelles » (VM). De plus, les IFNs de type I induisent l’expansion de cette population in vivo et de façon dépendante de l’expression d’Eomes. Enfin, nous avons montré que le développement des LT CD8+ mémoires innés thymiques est régulé par les mêmes voies de signalisation induites par les IFNs de type I. Ainsi, ce travail révèle qu’en induisant Eomes, les IFNs de type I sont importants pour le développement, le maintien et la fonction des lymphocytes T CD8+ mémoires non conventionnels. De nombreuses questions subsistent concernant les conditions dans lesquelles se développent ces cellules, leurs fonctions dans la réponse immunitaire et leur présence possible chez l’humain. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La protection contre certains agents infectieux ainsi que le traitement de cancers nécessite l'induction d'une réponse cellulaire. Le développement de vaccins induisant une réponse T CD8 efficace est donc essentiel. La présentation croisée de l'antigène est importante pour l'activation de lymphocytes T CD8 spécifiques et de nombreux facteurs participent au développement d'une réponse lymphocytaire T efficace. Nous nous sommes intéressés à deux d'entre eux : la voie d'immunisation et la séquence d'aministration de l'antigène et d'un adjuvant. Nous avons développé une technique d'enrichissement des lymphocytes T CD8 spécifiques d'un antigène, ce qui a permis une étude précise de la réponse T CD8 endogène. Nous avons ensuite étudié l'influence de la voie d'immunisation sur l'efficacité de la réponse T CD8. Nous avons observé que l'injection intradermique d'un antigène cellulaire induit une réponse T CD8 plus tardive, comparée à une administration par voie systémique. Cependant, la réponse T CD8 induite par une injection locale de l'antigène est plus efficace. Puis, nous avons évalué l'influence de l'administration d'un adjuvant - le poly I:C connu pour induire la production d'interférons (IFN) de type I - en parallèle de celle de l'antigène. Nous avons montré que le moment optimal d'administration de l'adjuvant dépend de la voie d'immunisation. De plus, il existe une durée limitée durant laquelle l'adjuvant induit des effets positifs sur l'activation des lymphocytes T CD8. Nous avons identifié plusieurs effets du poly I:C et des IFN de type I sur les cellules du système immunitaire

L’activation des lymphocytes T nécessite un double signal. Le premier est antigénique et permet la reconnaissance d’un peptide spécifique présenté à la surface de cellules présentatrices d’antigène (APC). Le second signal est co-stimulateur et implique l’interaction avec des molécules activatrices exprimées par les APC et la présence de cytokines proinflammatoires. Les cellules dendritiques (DC) sont les uniques APC capables de délivrer ce double signal et d'activer les lymphocytes T naïfs, initiant ainsi les réponses immunes primaires. L’immaturité du système immunitaire du nouveau-né est responsable d’une plus grande susceptibilité aux maladies infectieuses ainsi qu’une faible réponse vaccinale. Des déficiences tant au niveau de l’immunité innée que de l’immunité acquise participe à une faible défense face aux agressions. A la naissance, les DC expriment des niveaux faibles de molécules co stimulatrices et présentent un défaut majeur de synthèse d'IL 12, cytokine cruciale pour l’établissement de réponses de type Th1. Le but de ce travail est d’évaluer la capacité des DC du nouveau-né humain à activer les lymphocytes T CD8+. Dans une première approche, nous avons utilisé un modèle unique d’induction de réponse primaire in vitro qui permet d'étudier l'activation de lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène Melan-A, une protéine du soi exprimée par les mélanocytes. Ces lymphocytes existent à des fréquences particulièrement élevées chez les individus sains HLA-A2 et présentent les caractéristiques de lymphocytes T naïfs. Dans ce modèle, nous avons d’abord analysé les capacités immunostimulatrices de différentes populations de DC différenciées in vitro. Nous avons observé que les DC différenciées par la culture de monocytes purifiés en présence d'IL-3 et d’IFN-beta sont capables d’initier une réponse fonctionnelle des lymphocytes T CD8+, analogue à celle induite par les DC différenciées en présence de GM-CSF et d’IL-4. Ce même modèle nous a permis de démontrer que, en dépit de leur défaut de production d’IL 12, les DC du nouveau-né sont capables d'induire efficacement une réponse lymphocytaire T CD8+ cytotoxique. Afin dévaluer la relevance in vivo de nos observations, nous avons étudié le phénotype et la fonction des DC circulantes chez des nouveau-nés infectés par le cytomégalovirus (CMV). L’infection par le CMV au cours de la vie fœtale représente une situation clinique où le nouveau-né développe une réponse mature et fonctionnelle des lymphocytes T CD8+, alors que celle des lymphocytes T CD4+ est déficiente. Ces expériences ont montré que le phénotype, la fonction et la réponse à différents stimuli des APC présentes en périphérie ne sont pas affectés par l’infection congénitale par le CMV. Ces résultats suggèrent que l’observation des DC circulantes des nouveau-nés infectés par le CMV ne permet pas d’analyser l’influence du virus sur la fonction des DC néonatales. Dans ce but, nous avons reproduit un modèle d’infection in vitro de DC par une souche primaire du CMV. L’utilisation de micropuces à ADN nous a permis de comparer l’expression de gènes différentiellement induits par l’infection des DC d’adultes et de nouveau-nés. Nous avons ainsi révélé une proportion importante de gènes différentiellement induits, parmi lesquels celui de l’IFN-beta. Nous avons confirmé ce défaut au niveau protéique et mis en évidence une production d’IL 12 déficiente en réponse à l’infection par CMV. L’ensemble de nos résultats indique que malgré leur immaturité, les DC du nouveau-né sont capables, dans certaines circonstances, d’induire une réponse lymphocytaire T CD8+ cytotoxique. Cependant, le défaut de production de certaines cytokines co-stimulatrices pourrait être impliqué dans la faible réponse des lymphocytes T CD4+ à l’infection par CMV. Ces observations ont d’importantes implications pour la compréhension de l’induction de réponses cytotoxiques au cours d’infections virales et pour l’élaboration de stratégies vaccinales en début de vie.

L’infection par le VIH induit une activation immunitaire chronique qui est suspectée d’être un des moteurs de la pathogénèse du SIDA. L’identification des mécanismes de contrôle de cette activation immunitaire, ainsi qu’une meilleure compréhension du contrôle spontané de l’infection chez certains patients, sont des étapes essentielles vers la conception de thérapies innovantes. Nous avons utilisé le modèle d’infection du macaque cynomolgus (Macaca fascicularis) par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV) pour étudier ces deux points fondamentaux de la physiopathologie de l’infection.Il est proposé que l’induction précoce de l’activation immunitaire chronique soit une conséquence de la surexpression des gènes induits par les interférons (ISG) en réponse aux interférons de type I (IFN-I). Ces IFN-I ( et ) sont notamment produits par les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) en réponse aux virus. Notre premier objectif a été d’étudier la dynamique de production des IFN-I et celle des pDC durant l’infection, en parallèle de celle de l’activation immunitaire chronique et de la virémie. Nos résultats montrent que les pDC sont activées dans les tissus et qu’elles sont responsables de la production d’IFN-I observée transitoirement au cours de la primo-infection. La dynamique des pDC (apoptose, activation, renouvellement) entraîne un épuisement de la capacité des pDC à produire de l’IFN-I, qui pourrait rendre compte à la fois de l’altération fonctionnelle des pDC et de l’arrêt de la production d’IFN-I. De manière surprenante, ce contrôle de la production d’IFN-I n’est pas suivi d’un contrôle de la surexpression des ISG, ce qui suggère l’existence d’autres mécanismes inducteurs des ISG et souligne l’origine multifactorielle de l’activation immunitaire chronique.Dans une seconde étude, nous avons analysé l’impact d’une déplétion in vivo des lymphocytes exprimant le CD8 chez des animaux contrôlant spontanément la réplication virale sur le long terme. Quatre des cinq animaux de l’étude n’expriment pas de complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) précédemment associé au contrôle, et aucun d’entre eux ne présente de forte réponse LT CD8. La déplétion transitoire des cellules CD8 entraîne chez quatre des contrôleurs une augmentation transitoire de la virémie qui se stabilise ensuite à des valeurs similaires aux niveaux pré-déplétion lors du retour des cellules CD8+. Un de ces animaux contrôle sa virémie avant la restauration des LT CD8. Chez le cinquième animal, la déplétion des CD8 n’a pas été accompagnée d’une élévation de virémie. Globalement, le contrôle de la virémie après l’élévation transitoire n’a pas été accompagné d’une augmentation de leur fonction antivirale. En revanche, une expansion et une activation des LT CD4 consécutive à la déplétion des CD8 ont été remarquées et corrélées positivement avec la virémie plasmatique. Ces résultats suggèrent que les réponses LT CD8 ne sont pas les principales responsables du contrôle à long terme de la virémie chez ces animaux. Dans notre modèle, d’autres mécanismes, tels qu’un réservoir de virus limité ou un meilleur contrôle de l’activation immunitaire, semblent participer à ce phénotype de contrôle.En conclusion, ces résultats éclairent la contribution des pDC, des IFN-I et des LT CD8 dans la physiopathologie du VIH, et permettent de proposer un nouveau modèle d’étude des mécanismes immunologiques précoces mis en place chez les patients contrôleurs de la virémie à long terme. / HIV infection induces a chronic immune activation, which is suspected to be a driving force in the pathogenesis of AIDS. Identifying control mechanisms of this immune activation, and a better understanding of the spontaneous control observed in some patients, are essential steps towards the development of innovative therapies. We used the model of cynomolgus macaques (Macaca fascicularis) infected by the simian immunodeficiency virus (SIV) to study these two fundamental fields of HIV pathogenesis.It is proposed that early induction of chronic immune activation is a consequence of an interferon-induced genes (ISG) overexpression in response to type I interferons (IFN-I). These I IFN (α and β) are preferentially produced by plasmacytoid dendritic cells (pDC) in response to the virus. Our first objective was to study the dynamics of pDC and IFN-I production during infection, together with chronic immune activation and viremia analysis. Our results indicate that pDCs are activated in tissues and are responsible for the transient IFN-I production observed during primary infection. The dynamics of pDCs (apoptosis, activation, renewal) induces an impaired IFN-I production by pDC, which could account both the functional defect of pDCs and the arrest of IFN-I production. Surprisingly, control of IFN-I production is not followed by down-regulation of ISG, which suggests the existence of other mechanisms that induce ISG and emphasizes the multifactorial origin of chronic immune activation.In a second study, we analyzed the impact of a in vivo CD8 T cells depletion in animals which spontaneously control viral replication in the long term. Importantly, four of the five animals in the study do not express major histocompatibility complex (MHC) previously associated with control, and none of them display strong CD8 response. The transient depletion of CD8 cells results in four controllers in a transient increase in viremia, which then stabilizes at values similar to pre-depletion levels when CD8+ cells come back. One of these animals controls their viremia before the restoration of CD8. In the fifth animal, CD8 depletion was not followed by a rise in viremia. Overall, the control of viremia after the transient increase was not associated to an increase of the antiviral function of CD8 T cells. In contrast, CD4 T cells expansion and activation were noticed and positively correlated to plasma viremia. These results suggest that CD8 responses are not the main cause of long-term control of viremia in these animals. In our model, other mechanisms, such as smaller reservoir or better control of immune activation, seem to be involved in this controller phenotype.In conclusion, these results shed light on the contribution of pDCs, IFN-I and CD8 T cells in the pathogenesis of HIV, and allow us to propose a new model for studying early immunological mechanisms in HIV controllers.

Les monocytes classiques (cMo) sont des phagocytes mononucléés circulant dans le sang et capables de migrer vers les tissus enflammés pour s’y différencier en monocytes inflammatoires, cellules dendritiques dérivées de monocytes (MoDC), macrophages (MoM) ou cellules myéloïdes suppressives. Selon le contexte physiopathologique, les cellules dérivées de cMo peuvent être bénéfiques ou néfastes. Dans l’infection par le cytomégalovirus murin (MCMV) leur rôle est controversé. Les divergences apparentes dans la littérature pourraient s’expliquer par l’utilisation de souches distinctes de souris ou de virus, l’étude d’organes différents, et la confusion existante sur l’identité et la plasticité de différents sous-types de cellules dérivées de cMo. Par des analyses transcriptionnelles, morphologiques et fonctionnelles, mon travail de thèse montre que, dans la rate de souris infectées par MCMV, les cMo se différencient simultanément en monocytes inflammatoires, MoDC et MoM. Cette différenciation est abrogée lorsque les cMo sont incapables de répondre aux interférons de type I (IFN-I), massivement produits dans les infections virales, qui boostent l’immunité intrinsèque antivirale et promeuvent l’activation des cellules immunitaires innées et adaptatives. La déplétion des cMo compromet le contrôle de l’infection et les réponses des cellules Natural Killer et des lymphocytes T CD8+. Mon travail montre que, dans les souris infectées par MCMV, les cMo se différencient, de manière dépendante de l’IFN-I, en trois sous-types cellulaires distincts qui contribuent à la fois au contrôle de la réplication virale et à la promotion de réponses immunitaires innées et adaptatives protectrices. / Classical monocytes (cMo) are mononuclear phagocytes mainly localized in the blood at steady state. Upon inflammation cMo migrate into inflamed tissues where they can differentiate in inflammatory monocytes, monocyte-derived dendritic cells (MoDC), monocyte-derived macrophages (MoM) or myeloid derived suppressor cells (MDSC). Depending on the physiopathological context, cMo-derived cells can be beneficial or detrimental. There are major discrepancies between published reports on the role of cMo during MCMV infection. This may be due to the use of distinct strains of mice or of virus, to the study of different organs, or to the confusion existing in the field regarding the identity and the plasticity of the different types of cMo-derived cells. During my PhD, by combining gene expression profiling, morphological, phenotypical and functional studies, I have shown that splenic cMo in MCMV-infected mice encompass cells that had simultaneously differentiated in vivo into either inflammatory monocytes, MoDC or MoM. This cMo differentiation is abrogated in the absence of responsiveness to type I interferons (IFN-I), which are highly produced during viral infections and boosting cell-intrinsic anti-viral immunity as well as promoting the activation of innate and adaptive immune responses. cMo depletion compromises the control of MCMV replication and the antiviral responses of Natural Killer cells and CD8+ T lymphocytes. My PhD work demonstrates that, in MCMV-infected mice, cMo differentiate, via an IFN-I-dependent pathway, into three distinct cell subtypes that are involved both in the control of MCMV replication and in the induction of protective innate and adaptive immunity.

L’activation des lymphocytes T nécessite un double signal. Le premier est antigénique et permet la reconnaissance d’un peptide spécifique présenté à la surface de cellules présentatrices d’antigène (APC). Le second signal est co-stimulateur et implique l’interaction avec des molécules activatrices exprimées par les APC et la présence de cytokines proinflammatoires. Les cellules dendritiques (DC) sont les uniques APC capables de délivrer ce double signal et d'activer les lymphocytes T naïfs, initiant ainsi les réponses immunes primaires. L’immaturité du système immunitaire du nouveau-né est responsable d’une plus grande susceptibilité aux maladies infectieuses ainsi qu’une faible réponse vaccinale. Des déficiences tant au niveau de l’immunité innée que de l’immunité acquise participe à une faible défense face aux agressions. A la naissance, les DC expriment des niveaux faibles de molécules co stimulatrices et présentent un défaut majeur de synthèse d'IL 12, cytokine cruciale pour l’établissement de réponses de type Th1. Le but de ce travail est d’évaluer la capacité des DC du nouveau-né humain à activer les lymphocytes T CD8+.<p>Dans une première approche, nous avons utilisé un modèle unique d’induction de réponse primaire in vitro qui permet d'étudier l'activation de lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène Melan-A, une protéine du soi exprimée par les mélanocytes. Ces lymphocytes existent à des fréquences particulièrement élevées chez les individus sains HLA-A2 et présentent les caractéristiques de lymphocytes T naïfs. Dans ce modèle, nous avons d’abord analysé les capacités immunostimulatrices de différentes populations de DC différenciées in vitro. Nous avons observé que les DC différenciées par la culture de monocytes purifiés en présence d'IL-3 et d’IFN-beta sont capables d’initier une réponse fonctionnelle des lymphocytes T CD8+, analogue à celle induite par les DC différenciées en présence de GM-CSF et d’IL-4. Ce même modèle nous a permis de démontrer que, en dépit de leur défaut de production d’IL 12, les DC du nouveau-né sont capables d'induire efficacement une réponse lymphocytaire T CD8+ cytotoxique.<p><p>Afin dévaluer la relevance in vivo de nos observations, nous avons étudié le phénotype et la fonction des DC circulantes chez des nouveau-nés infectés par le cytomégalovirus (CMV). L’infection par le CMV au cours de la vie fœtale représente une situation clinique où le nouveau-né développe une réponse mature et fonctionnelle des lymphocytes T CD8+, alors que celle des lymphocytes T CD4+ est déficiente. Ces expériences ont montré que le phénotype, la fonction et la réponse à différents stimuli des APC présentes en périphérie ne sont pas affectés par l’infection congénitale par le CMV. Ces résultats suggèrent que l’observation des DC circulantes des nouveau-nés infectés par le CMV ne permet pas d’analyser l’influence du virus sur la fonction des DC néonatales. Dans ce but, nous avons reproduit un modèle d’infection in vitro de DC par une souche primaire du CMV. L’utilisation de micropuces à ADN nous a permis de comparer l’expression de gènes différentiellement induits par l’infection des DC d’adultes et de nouveau-nés. Nous avons ainsi révélé une proportion importante de gènes différentiellement induits, parmi lesquels celui de l’IFN-beta. Nous avons confirmé ce défaut au niveau protéique et mis en évidence une production d’IL 12 déficiente en réponse à l’infection par CMV.<p>L’ensemble de nos résultats indique que malgré leur immaturité, les DC du nouveau-né sont capables, dans certaines circonstances, d’induire une réponse lymphocytaire T CD8+ cytotoxique. Cependant, le défaut de production de certaines cytokines co-stimulatrices pourrait être impliqué dans la faible réponse des lymphocytes T CD4+ à l’infection par CMV. Ces observations ont d’importantes implications pour la compréhension de l’induction de réponses cytotoxiques au cours d’infections virales et pour l’élaboration de stratégies vaccinales en début de vie.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished