Le développement de nouvelles stratégies d’immunothérapie représente de nos jours un enjeu majeur de santé publique. Dans ce contexte, les lymphocytes T Natural Killer invariant (iNKT) exercent de puissantes activités immuno-modulatrices. Ces cellules ont la particularité de reconnaitre par l’intermédiaire de leur récepteur T (TCR), des (glyco) lipides, présentés par la molécule CD1d exprimée par les cellules présentatrices d’antigènes (APC), notamment les cellules dendritiques (DC). Initialement découvert à partir d’une éponge marine pour ses activités anti-métastatiques, l’alpha-galactosylcéramide (a-GalCer ou KRN) induit rapidement une sécrétion massive, par les cellules iNKT, de cytokines immunomodulatrices telles l’IFN-g, conduisant à la transactivation de nombreuses cellules immunitaires, notamment les cellules Natural Killer (NK), les DC ou encore les lymphocytes Tgd. Cette propriété unique permet aux cellules iNKT de contrôler, chez la souris, le développement des réponses immunes, notamment la réponse anti-tumorale. Face à ces résultats encourageants, des essais cliniques chez l’homme ont été réalisés mais les résultats se sont avérés décevants. Actuellement, il existe deux stratégies pour cibler un antigène à une population cellulaire particulière : 1) le ciblage passif, basé sur la taille des particules ou leur composition et 2) le ciblage actif, basé sur les fortes interactions anticorps/antigène ou ligand/récepteur. Nous avons testé les deux types de ciblages et avons utilisé le même polymère pour constituer nos vecteurs : le PLGA ou poly(lactic coglycolic acid). Dans une première étude (ciblage passif), nous avons comparé l’efficacité de l’encapsulation de l’a-GalCer dans des particules de tailles différentes: des nano (NP) et microparticules (MP). L’a-GalCer vectorisé dans les NP et les MP est endocyté par les DC (voie des clathrines) et active les cellules iNKT in vitro et in vivo mais ne peuvent empêcher leur anergie. Ces résultats décevants nous ont conduits à opter pour le ciblage actif des DC. Dans un premier temps, étant donné les études controversées sur le rôle des DC dans l’anergie des cellules iNKT, nous avons revisité l’implication de ces dernières dans la primo-activation/anergie des cellules iNKT. Nous confirmons ainsi le rôle primordial de DC dans la primo-activation des cellules iNKT mais surtout, nous montrons qu’elles n’induisent pas leur anergie. Représentant une population hétérogène, nous montrons que parmi les DC, les DC CD8a+ sont de puissantes activatrices des cellules iNKT. Nos résultats nous ont ainsi menés à délivrer spécifiquement l’a-GalCer aux DC CD8a+. Pour cela, nous avons greffé sur les NP de PLGA un anticorps anti-DEC205, récepteur lectinique fortement exprimé par les DC CD8a+. In vitro et in vivo, les NP/DEC205/a-GalCer induisent une plus forte activation des cellules iNKT comparativement à l’a-GalCer libre. De même, la co-délivrance d’a-GalCer et d’ovalbumine (OVA) au sein des DC CD8a+ améliore les propriétés adjuvantes de l’a-GalCer en induisant des réponses humorale et cellulaire (lymphocytes T CD8+) spécifiques de l’OVA plus importantes comparativement à la délivrance des deux composés sous leur forme libre. Finalement, de façon intéressante, nous montrons que suite à une primo-activation par les NP/DEC205/a-GalCer, les cellules iNKT sont capables de répondre de nouveau à une seconde stimulation, traduisant l’absence d’anergie des cellules iNKT. En conclusion, nos résultats indiquent que la délivrance spécifique de l’a-GalCer aux DC CD8a+ amplifie la primo-activation des cellules iNKT tout en évitant la mise en place du phénomène d’anergie et ouvrent de nombreuses perspectives dans le cadre de thérapies anti-tumorales et anti-infectieuses. / Nowdays, the development of new immunotherapy strategies represent a major issuein public health. In this context, the invariant Natural Killer T lymphocytes (iNKT) have strongimmunomodulatory properties. This cell population recognizes (glycol)lipid presented by theCD1d molecule expressed by antigen presenting cell (APC) as dendritic cells (DC). Initiallyfound in a marine sponge for its anti-metastatic activities, alpha-galactosylceramide (-GalCer or KRN) induces a massive cytokine production (IFN-, IL-4, IL-17) by iNKT cells.This cytokine burst lead to downstream activation of numerous immune cells like naturalkiller cell (NK), DC or CD8+ T cells. Through this property, iNKT cells regulate numerousimmune responses, including anti-tumoral response. Based on encouraging results in themouse model, -GalCer has been used in anti-tumour therapy in human. Although the drugwas well tolerated, no or moderate clinical responses were observed in patients repeatedlyinoculated with -GalCer. As observed in the mouse system, one potential explanation forthis disappointing observation may lie in the induction of a long-term anergy of human iNKTcells, thus preventing cytokine release upon a recall stimulation. Although controversial,various studies suggest that this phenomonen should be due to a lack of delivery of -GalCer into dendritic cells (DC) and so its presentation by non adequate antigen presentingcell (APC) as B cells. The objective of our work was to optimize -GalCer activity by avoidingiNKT anergy using vectorisation approach. Actually, there are 2 strategies using nanotechnologies to target an antigen to a specific cell population: 1) passive targeting based on the size of the particles, their composition and their surface charge and 2) active targeting based on the strong interactions between an antibody and its antigen or a ligand and its receptor. We have tested the two strategies and therefore we use the same composition of our particles: PLGA or poly(lactic co glycolic acid). This biodegradable and biocompatible molecule is already used in therapy.In a first study (passive targeting), we compared the efficiency of -GalCer encapsulation inparticles with different size: nano (NP) and microparticle (MP). Vectorised -GalCer in NPand MP rapidly activates iNKT cells in vitro. Both type of particles are uptake by DC via aclathrin dependent mechanism. In in vivo approaches, NP/-GalCer and MP/-GalCeractivate iNKT cells but unfortunately could not prevent iNKT cell anergy. These disappointingresults led us to use an active targeting. In first time, because of controversial role of DC iniNKT anergy, we have revisited the role of DC in iNKT primo-activation and anergy. Weconfirm the primordial role of DC in iNKT primo-activation but especially we show that DC donot induce iNKT anergy. DC are heterogeneous and we show that among DC, CD8a+ DCsubpopulation are potent iNKT cells activation. Our results led us to deliver specifically a-GalCer to CD8+ DC. For this, anti-DEC205 antibodies were covalently linked to the surfaceof PLGA NP, DEC205 being highly expressed by CD8+ DC. In vitro and in vivo,NP/DEC205/-GalCer induce a stronger iNKT cell activation relative to free -GalCer (or NPIgG/-GalCer). Moreover, -GalCer and ovalbumin co-delivery in CD8+ DC improve -GalCer adjuvanticity leading to more important humoral and cellular responses. Interestingly,after a primo-activation by NP/DEC205/-GalCer, iNKT cells are able to respond to secondstimulation thus avoiding iNKT cell anergy.In conclusion, our results indicate that specific -GalCer delivery to CD8+ DC improve iNKT cells primo-activation and avoid anergy phenomenon. These findings open several perspectives in anti-tumoral and anti-infectious therapies.

La Broncho-Pneumopathie chronique obstructive (BPCO) est un problème majeur en santé publique puisque ce sera la 3ème cause de mortalité en 2020. Il s'agit d'une maladie inflammatoire chronique du poumon se traduisant par une obstruction progressive des bronches, partiellement ou non réversible, incluant bronchite chronique, hypersécrétion de mucus et emphysème. L'atteinte ne se limite pas au poumon et affecte d'autres organes dont le tube digestif en favorisant la maladie de Crohn. Le premier facteur de risque impliqué dans le développement de cette maladie est l’exposition à la fumée de cigarette qui induit un stress oxydatif au sein du poumon responsable d'une inflammation chronique et du développement de la BPCO. L'interleukine-17 joue un rôle essentiel dans ce processus en contrôlant l'inflammation et l'altération de la fonction respiratoire. L'objectif de cette thèse est de comprendre les facteurs contrôlant cette réponse IL-17 afin de proposer ensuite de nouvelles voies thérapeutiques. Dans la première partie, nous nous sommes focalisés sur le stress oxydatif et à son impact sur les cellules de l’immunité innée. Ensuite, nous abordons le rôle d'un facteur immunorégulateur, l'IL-10, et à son interférence avec le microbiote digestif. Cela nous a amené à nous intéresser aux lésions digestives associées au tabagisme. Un modèle murin d’exposition chronique à la fumée de cigarette a été développé afin de reproduire la physiopathologie de la BPCO. Concernant l'impact du stress oxydatif, nous avons étudié le rôle des cellules iNKT (cellules ayant un puissant potentiel dans l’immunorégulation et dans l’inflammation) qui sont activées par ce type de stress. Les cellules iNKT sont rapidement recrutées et activées au sein du poumon suite à l’exposition à la fumée de cigarette. En utilisant des souris déficientes, nous avons montré l’importance de ces cellules dans la physiopathologie de la BPCO. Cette pathogénicité est dépendante de la production de l’interleukine-17 par ces cellules et est initiée par le stress oxydatif sur les cellules épithéliales pulmonaires et les cellules dendritiques qui activent les cellules iNKT.Dans la seconde partie du projet, l’IL-10 intervient notamment dans le contrôle de l'inflammation afin d’éviter le développement de réponses immunologiques exacerbées dans certains contextes. Dans les poumons exposés à la fumée de cigarette, la production d’IL-10 est augmentée et la déficience pour cette cytokine entraîne une augmentation de la réponse Th17 et du déclin de la fonction pulmonaire. Une dysbiose (altération du microbiote) est observée avec la fumée de cigarette et la déficience à l'IL-10. De plus, une déplétion des bactéries Gram+ par antibiothérapie permet de limiter le développement de la réponse IL-17 et de l'atteinte pulmonaire soulignant l'importance du microbiote. En conclusion, nous avons identifié le stress oxydatif et l'IL-10 comme facteurs intervenant dans la réponse IL-17 associé à la BPCO. Ce travail souligne également le rôle du microbiome comme un organe à part entière et la modulation de ce dernier pourrait aboutir à l'identification de nouvelles voies thérapeutiques. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a major health problem which is going to become the third leading cause of death worldwide by 2020. COPD is characterized by a chronic inflammation of the airways causing progressive bronchial obstruction, with no completely reversible airflow limitation, including chronic bronchitis, mucus hypersecretion and emphysema. The pathology is not limited to the airways and can affect others organs including the gastro-intestinal tract promoting Crohn disease. Cigarette smoke exposure is the most important risk factor for developing COPD. Exposure to cigarette smoke induces a strong burden of reactives oxygen species and this oxidative stress is responsible for a chronic inflammation and the development of COPD. Interleukin (IL)-17 plays a critical role in controlling process of inflammation and lung function decline.The aim of this thesis is the understanding which factors are controlling the IL-17 response in order to propose new therapeutic approaches.In the first part, we focused on oxidative stress and its impact on innate immune cells. Then we addressed the role of an immunoregulatory factor, the interleukin (IL)-10, and its interference with intestinal microbiota. This part lead us to study intestinal damages linked to cigarette smoking.To mimic the physiopathology of COPD, we set up a mouse model of chronic exposure to cigarette smoke. Concerning the impact of oxidative stress, we investigated the role of iNKT cells (cells with a crucial potent role in immunoregulation and inflammation) activated by this type of stress. iNKT cells rapidly accumulate and be activated within the lungs of cigarette smoke exposed mice. Using deficient mice, we demonstrated that these cells strongly contribute to the COPD pathogenesis. This pathogenicity is iNKT cells-produced IL-17 dependant and initiated by the effect of oxidative stress on airway epithelial cells and dendritic cells activating iNKT.In the second part of the work, IL-10 interferes notably in the inflammation control in order to avoid exacerbated immunological responses development in some contexts. In cigarette smoke exposed lungs, IL-10 production is up-regulated and the deficiency for this cytokine leads to an increased Th17 response and to lung function decline. An altered microbiota (named dysbiosis) is observed with cigarette smoke exposure and IL-10 deficiency. Moreover, Gram+ bacteria depletion using antibiotics is able to limit the IL-17 response development and the lung function decline highlighting the crucial role for microbiota.To conclude, we identified two factors, oxidative stress and IL-10, implicated in IL-17 response linked to COPD. This work also underlines the role of microbioma as a whole organ and the modulation of this microbioma could result in new therapeutic ways identification in COPD.