Le Lupus Erythémateux Systémique (LES) est une maladie autoimmune sévère dont laquelle les lymphocytes B (LB) jouent un rôle central. Afin de rechercher des anomalies génétiques propre à ces cellules, notre laboratoire a étudié l’expression des gènes dans les LB de patients atteints d’un LES, par rapport à des sujets témoins. Ce projet a pour but d’étudier un de ces gènes (FKBP11), surexprimé dans les LB au cours du LES. Pour cela nous avons créé, à l’aide de lentivirus, des souris transgéniques reproduisant de manière ubiquitaire la surexpression de ce gène. Ces souris développent une hyperplasie des organes lymphoïdes, une hyper gamma globulinémie de type IgG3, et présentent une réponse humorale augmentée après immunisation avec un antigène T-indépendant. Notre étude met en évidence que la surexpression de FKBP11 favorise le développement des plasmocytes dans leur phase initiale dépendante de l’expression de Pax5, après induction de la différenciation plasmocytaire in vitro. Enfin, les souris développent des autoanticorps variés. De plus, le rôle d’une surexpression de FKBP11 dans la rupture de tolérance B a été montré chez des souris transgéniques anti-ADN 56R, croisées avec notre modèle lentigénique, qui voient leur production d’autoanticorps augmentée. La surexpression de FKBP11 dans le modèle C57BL/6lpr/lpr accentue le caractère lymphoprolifératif et l’hyper gamma globulinémie présents dans ces souris. Au cours de ce projet de thèse, j’ai également initié l’étude de deux autres gènes surexprimés dans les LB de patients lupiques (PRDX4, TRIB1), par le développement de modèles transgéniques murins. / Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is a severe autoimmune disease where B cells play a central role and carry intrinsic genetic abnormalities.Today, only a few SLE genes have been validated in humans. Looking for these intrinsic B cell abnormalities in SLE, we have performed a microarray analysis of the human transcriptoma in B cells from quiescent SLE patients, in comparison to normal subjects. The project proposes to explore the consequences of overexpression of one of these genes: FKBP11. For this purpose, a lentiviral construct allowing the ubiquitous overexpression of FKBP11 was produced, and has been used to generate lentigenic mice. These mice develop a hyperplasia of lymphoid organs, an IgG3 hypergammaglobulinemia and an increase of humoral immune response after immunisation with a T-independent antigen. Our study points out that the overexpression of FKBP11 promotes the plasmocyte development, at the initial stage which is dependent on Pax5 expression, after in vitro induction of the plasmacytic differentiation. Finally, these mice produce various autoantibodies. The role of FKBP11 overexpression in B cell central tolerance breakdown has been demonstrated in anti-DNA 56R transgenic mice crossed with our lentigenic model. These mice have an increase of autoantibody production. The FKBP11 overexpression in C57BL/6lpr/lpr model increases the lymphoproliferative syndrome and the hypergammaglobulinemia in this model. During this thesis, I have also initiated the study of two others genes which were found overexpressed in B cells of lupus patients (PRDX4, TRIB1), by the development of transgenic murine models.

La réponse humorale aux antigènes (Ag) thymo-indépendants (TI) tels que les polysaccharides (PS) bactériens ne nécessite pas l’intervention des lymphocytes T mais requiert un dialogue entre lymphocytes B et cellules présentatrices d’Ag (APC). La singularité des Ag TI est qu’ils peuvent générer une réponse anticorps (Ac) in vivo en l’absence de signal danger exogène. Nous avons postulé que les PS bactériens sont capables d’induire un état de compétence des APC leur permettant d’exercer leur fonction auxiliaire vis à vis de la différenciation des lymphocytes B induite par les Ag TI. Notre travail a consisté, d’une part, à identifier la nature de l’APC et à documenter l’état de compétence des APC induit par un PS capsulaire d’une souche de pneumocoque (PS3). Nos résultats montrent que les macrophages et les cellules dendritiques peuvent tous deux exercer une fonction auxiliaire vis-à-vis de la réponse Ac aux Ag TI via la sécrétion de deux cytokines, BAFF et APRIL. Nos données montrent également que ce PS bactérien inhibe différentes réponses impliquant les cellules T (réponse humorale à un Ag thymo-dépendant, hypersensibilité retardée induite par un haptène fort). L’analyse phénotypique et fonctionnelle de cellules dendritiques exposées au PS3 nous conduit à proposer que le PS induit la différenciation des cellules dendritiques en cellules tolérogènes. L’ensemble de nos données suggèrent que l’état de compétence des APCs liée à leur fonction auxiliaire dans la réponse Ac aux Ag TI est équivalent à la fonction tolérogène, déjà documentée dans la littérature. Cette dualité des APCs induite par le PS (stimulatrices vis à vis de la réponse Ac, tolérogènes vis à vis des réponses cellulaires) pourrait jouer un rôle physiologique important au niveau de la muqueuse intestinale. / The humoral immune response against thymus-independent (TI) antigens (Ag) such as bacterial capsular polysaccharides (PS) does not require the help from T lymphocytes but needs a dialog between B cells and antigen presenting cells (APC). The particularity of TI Ag is their ability to generate an antibody response in vivo in the absence of exogenous danger signals. We have postulated that bacterial PS induce a competence status of the APC enabling them to act as auxiliary cells towards the B cells differentiation induced by TI Ag. In the present study, we have indentified the nature of the APC and explored the competence status induced by a capsular PS from S. pneumoniae (PS3). Our results show that both macrophages and dendritic cells (DC) can exert an auxiliary function towards the humoral response to TI Ag by secreting two major cytokines, BAFF and APRIL. We have also shown that bacterial PS suppress different responses involving T cells as humoral response to a thymus-dependent Ag and delayed hyper-sensitivity induced by a potent hapten. The phenotypical and functional analysis of DC exposed to PS3 led us to postulate that PS induces the differentiation of DC into tolerogenic cells. Altogether our findings suggest that the APC’s competence status enabling them to provide help to B cells against TI Ag is their tolerogenic function. This double function of the APC induced by PS (stimulatory towards antibody response and tolerogenic towards cellular responses) could be important in the intestinal mucosal sites.

Les myosites sont des maladies auto-immunes, caractérisées par des atteintes musculaires et extra musculaires. Le diagnostic des myosites peut être difficile et nécessite de l’expertise, afin d’éviter l’administration de thérapie inapproprié. Les mécanismes impliqués au cours des myosites sont peu connus. Notre but était de décrire le profil immunitaire des patients, afin d’identifier des biomarqueurs. Nous avons utilisé un panel de 36 marqueurs pour caractériser les PBMC issus de patients actifs (MIs, SAS anti-Jo1, myopathies anti-SRP et anti-HMGCR) et de sujets sains par cytométrie de masse combiné au « barcoding ». Tout d’abord, nous avons mis au point une procédure technique pour la détection simultanée de cibles extracellulaires et intracellulaires. En utilisant différents outils bio-informatiques, nous avons isolé une fréquence de lymphocytes CD8+T-bet+ > 51.5% comme étant un biomarqueur spécifique de la MIs en comparaison aux autres myosites, avec une sensibilité de 94,74% et une spécificité de 88,46%. De plus, nous avons identifié un profil immunitaire CD8+T-bet+ CD57- activé, potentiellement capable de prolifération et de maintien de mécanismes auto-immuns chez les patients atteints de MIs. Chez les patients anti-Jo1, nous avons observé une dérégulation de l’homéostasie des lymphocytes B, caractérisée par une diminution des lymphocytes B mémoires circulants. La présence de ces derniers dans le muscle des patients suggère qu’ils se nichent dans le muscle afin d’éviter l’action des immunosuppresseurs. Ces travaux ont permis l’identification de biomarqueurs et de phénotypes cellulaires potentiellement impliqués au cours de la MIs et du SAS anti-Jo1. / Myositis is an autoimmune disease characterized by muscular and extra-muscular disorders. In the early stages of the disease, the diagnosis of myositis can be misleading and requires expertise, in order to avoid the administration of inappropriate treatment. The mechanisms involved in these diseases are poorly understood. Our aim was to describe the immune profile specific to each patient group, in order to identify biomarkers that may be useful for diagnosis and management of patients. We used a panel of 36 markers by mass cytometry to characterize PBMCs derived from active patients (sIBM, anti-Jo1 ASyS, anti-SRP and anti-HMGCR myopathies) and healthy subjects. First, we developed and optimized a technical procedure for the simultaneous detection of extracellular and intracellular targets by mass cytometry. Using different bioinformatics tools, we isolated a frequency of CD8 +T-bet + cells > 51.5% as a specific biomarker for sIBM compared to other myositis, with a sensitivity of 94.74% and a specificity of 88. , 46%. In addition, we identified an activated CD8 + T-bet + CD57- immune profile, potentially capable of proliferation and the maintenance of autoimmune mechanisms in patients with sIBM. In anti-Jo1 patients, we observed a dysregulation of B cell homeostasis, characterized by a decrease in circulating memory B cells. The presence of the latter in the muscle of patients suggests that they nest in the muscle to avoid immunosuppressants. This work allowed the identification of a biomarker that could enhance the diagnosis of MIs compared to other myositis and the identification of cells potentially involved during sIBM and anti-Jo1 ASyS.

L’infection au VIH s’accompagne souvent de dérégulations du compartiment des lymphocytes B qui nuisent à la génération de réponses efficaces. En effet, détectées tôt après l’infection, ces dérégulations perdurent, ne sont pas totalement restaurées par la thérapie, et mènent souvent à des manifestations auto-immunes et lymphomes. Une étude longitudinale de notre groupe, effectuée avec des cellules mononucléées du sang circulant provenant de patients VIH+ avec différents types de progression clinique, a démontré qu’un niveau élevé de BLyS chez des individus VIH+ progresseurs était associé à une dérégulation des fréquences de populations de cellules B avec augmentation de cellules innées de la zone marginale (MZ) présentant des caractéristiques d’immaturité et d’activation. Au contraire, chez des individus VIH+ non-progresseurs avirémiques ou contrôleurs d’élite, les niveaux de BLyS étaient dans la normale et ce sont les fréquences de cellules B MZ plus matures qui étaient diminuées. La résistance au VIH pourrait aussi impliquer le contrôle de BLyS et son impact sur les cellules B. De ce fait, nous avons préalablement recruté une cohorte de travailleuses du sexe (TS) à Cotonou (Bénin) dans laquelle nous avons identifié des femmes qui demeurent séronégatives malgré une exposition soutenue au virus. Nous avons mesuré les niveaux de BLyS dans le sang et dans les lavages cervico-vaginaux (CVL) de TS VIH- et les avons comparés à ceux mesurés chez des TS VIH+ et un groupe contrôle de non-TS VIH- . Nous avons trouvé que les niveaux de BLyS dans le sang et le CVL des TS VIH- étaient inférieurs à ceux des TS VIH+ et des non-TS VIH-. Le niveau d’expression de BLyS à la surface des lymphocytes T, monocytes et cellules dendritiques de TS VIH- était augmenté, mais à un niveau moindre que les TS VIH+. Chez les TS VIH+, les hauts niveaux de BLyS étaient concomitants avec une dérégulation du compartiment B caractérisée par une hyperglobulinémie, une augmentation de la fréquence de populations avec un profil immature/inné et une plus grande proportion de plasmablastes IgG vs IgA. Au contraire, les niveaux inférieurs de BLyS dans le sang des TS VIH- coïncident avec un compartiment B préservé, révélant que les lymphocytes B MZ peuvent être impliqués dans l’immunité naturelle au VIH. Ces résultats démontrent l’importance du contrôle des niveaux de BLyS et du maintien de l’intégrité du compartiment B dans la résistance au VIH. / HIV infection leads to B cell dysregulations that disrupt efficient immune responses. Detected early after infection, these dysregulations are lasting, are not totally resolved by therapy and often lead to auto-immune defects. We have shown that excess BLyS in plasma and on the surface of blood dendritic cells (DC) of HIV-infected progressors coincides with B cell dysregulation and increased frequency of “precursor” innate marginal zone (MZ)-like B cells. In contrast, BLyS levels were normal in elite-controllers and frequency of precursor MZ-like B cells was unaltered. Instead, percentages of MZ-like B-cells presenting a more “mature” profile were decreased in the blood of these individuals, suggesting peripheral recruitment of these cells could be beneficial to the control of disease progression. Based on this, we hypothesize that control of BLyS status and innate B cells could be relevant to the understanding of natural immunity to HIV. We previously established an ongoing cohort of heavily HIV-exposed female commercial sex workers (CSWs) in Cotonou (Benin) and identified individuals who remain HIV-uninfected after several years of active prostitution. Herein, we have measured BLyS levels in the blood and cervico-vaginal lavages (CVLs) of HIV-uninfected CSWs and have compared them to those of HIV-infected CSWs and control uninfected non-CSWs. We found that BLyS levels in the blood and CVLs of HIV-uninfected CSWs were lower when compared to HIV-infected CSWs and even to controls. BLyS surface expression on T-cells, monocytes, and DC of HIV-uninfected CSWs was increased, but to a significantly lower extent than those measured in HIV-infected CSWs, albeit higher than controls. In HIV-infected CSWs, high BLyS levels were concomitant with a dysregulated blood B-cell compartment, characterized by hyperglobulinemia, increased frequency of populations presenting immature and/or innate profiles and a higher proportion of IgG+ than IgA+ plasmablasts. In contrast, contained BLyS levels in the blood of HIV-uninfected CSWs coincided with a rather preserved B-cell compartment, which reveals that “mature” MZ-like B-cells could be involved in natural immunity against HIV. These results highlight the importance of a better understanding of B cell populations and BLyS in the context of HIV resistance.

No description available.

Le lymphocyte B (LB) des patients lupiques est réfractaire à tous les procédés décrits à ce jour pour activer une fonction régulatrice B (Breg). Il constitue de ce fait un modèle intéressant d’étude de la déficience Breg chez l’Homme et soulève de nombreuses interrogations. Est-il possible de restaurer un défaut d’activation de la régulation LB? Si oui est-il possible d'agir à temps et le plus efficacement possible, et comment s'y prendre? Ou au contraire, est-ce un état irréversible de la cellule B? Ce travail de thèse a pour objectif principal de répondre à cette problématique essentielle à notre compréhension du Breg. Grace à un polypeptide de synthèse le Glatiramer acetate (GA), nous montrons que la restauration de la fonction régulatrice d’un Breg chez les patients lupiques est possible. Le compartiment LB mémoire fixe fortement le GA et la pré-sensibilisation par le GA permet d’augmenter le potentiel régulateur des LB mémoires mais n’affecte aucunement celui des LB matures. Le GA exerce deux actions majeures sur le LB mémoire. D’une part, il génère une meilleure capacité d’inhibition de la prolifération T, dont le mécanisme est associé à un contact cellulaire impliquant les molécules HLA-DR. D’autre part, il favorise un contrôle plus efficace de la polarisation Th1 qui est très probablement associé à sa capacité à induire la production d’IL-10 dans ces LB. Enfin, le GA modifie le phénotype des LB mémoires puisque l’expression de CD5, IL-21R, ou encore PD-1 est significativement augmentée, autant de molécules impliquées dans la fonction suppressive et dans la production d’IL-10. En conclusion, nous montrons qu’amplifier une fonction régulatrice et surtout la restaurer lorsqu’elle est défaillante chez les malades, est parfaitement possible in vitro. Face à l’engouement suscité par le développement de procédés favorisant l’expansion des Bregs chez la souris à des fins thérapeutiques, l’enjeu est aujourd’hui d’être en mesure d’extrapoler de telles démarches chez l’Homme. Ce travail, avec toute la modestie requise, contribuera à faire naître un nouvel élan vers de telles perspectives. / B cell in systemic lupus erythematous (SLE) is unresponsive to all methods described to date, to activate B cells regulatory (Breg) function. Therfore, it is an interesting model to study the Breg deficiency in Human, and highlights many questions: is there a way to restore a defect of the Breg activation ? If yes, how can we act more efficiently ? Or in contrast, is it an irreversible state of the B cell? Glatiramer Acetate (GA) is a synthetic polypeptide used in the treatment of multiple sclerosis. We show that Breg activity of SLE B cells can be restored after stimulation with GA. Interestingly, memory B cells bound high level of FITC-conjuated GA in contrast to mature B cells. We desmonstrate that GA can increased specifically the regulatory activities of memory B cells. GA exerts two major actions on the memory B cells. It generates an improved capacity of inhibition of the T cell proliferative response, whose mechanism is associated with a cellular contact involving HLA-DR molecules. In addition, GA supports a more effective control of the Th1 polarization which is most likely associated with its capacity to induce the production of IL-10 in these B cells. Finaly, GA modifies the memory B cell phenotype since the expression CD5, IL-21R, or PD-1 is significantly increased, all molecules involved in the suppressive function and the IL-10 production. In conclusion, our results show for the first time that amplification of Breg function and additionally its restoration when it is defective in patients, can be perfectly achieved in vitro. Currently, while the development of new process supporting the expansion of Bregs in the mouse model exist, the challenge is to extrapolate such methods in human. Through the control of their regulatory potential, regulatory B cells could be the targets of novel therapeutic approach in autoimmune diseases. This study might open up new horizons in this field.

Pour augmenter l’affinité des anticorps sécrétés en réponse à un antigène, les gènes d’immunoglobulines subissent l’hypermutation somatique, une mutagénèse adaptative initiée par l’action de l’activation-induced cytidine deaminase (AID). L’uracile provenant de la désamination des cytosines par cette enzyme est réparé de façon erronée par la suite : si il est pris en charge par l’uracile N-glycosylase (UNG), enzyme à l’origine d’une réparation poursuivie habituellement par des composantes de la voie du "base-excision repair", il reste à sa place un site abasique franchissable par les ADN polymérases translésionnelles avec un taux d’erreur très élevé. Si le mésappariement U:G est reconnu par la voie du « mismatch repair », le brin d’ADN entourant le U est dégradé puis néo-synthétisé par une autre ADN polymérase translésionnelle particulièrement mutagène en face des bases T et A, la polymérase eta. Nous avons proposé que le choix entre ces deux voies de réparation mutagènes puisse être régulé en fonction du cycle cellulaire: les mutations des paires A:T seraient introduites dans les gènes d’immunoglobulines par la voie du mismatch repair en phase G1 alors que la voie erronée d’UN introduirait les autres mutations lors de la phase S. Nous sommes parvenus à restreindre l’activité de l’AID à deux parties distinctes du cycle, la phase G1 ou les phases S/G2/M, et nous avons établi le fonctionnement de ce système dans le modèle murin. De façon surprenante, nous avons détecté un taux de mutation proche du bruit de fond chez toutes les souris dont l’AID opérait uniquement dans les phases S/G2/M. Par contre, les souris dont l’AID a été restreinte en G1 présentaient un spectre de mutation diversifié sur les quatre bases et similaire au normal. A la lumière de ces résultats, nous proposons que les lésions introduites tout au long du cycle par l’AID soient diversifiées par les acteurs de l’hypermutation somatique pendant la phase G1, alors que les lésions seraient soit réparées de façon fidèle en dehors de cette phase-là, soit de faible impact. Afin d’expliquer le biais de brin dans l’hypermutation somatique observé pour les mutations sur les bases A :T, nous proposons pour l’ADN polymérase eta un rôle inhabituel de réparation du brin portant la « lésion », et non de synthèse translésionnelle classique en face de cette lésion. Nous avons analysé le profil, le taux et la distribution des mutations introduites par Pol eta sur un oligonucléotide cible pour l’hypermutation, qui a été inséré au locus des immunoglobulines et utilisé pour l’établissement des souris knock-in avec un fond génétique déficient ou non en UNG. Nos résultats, selon lesquels Pol eta continue de cibler le brin codant indépendamment de la localisation des « points d’entrée » en forme d’uraciles, contredisent les rapports déjà publiés sur ce sujet. De façon inattendue, nos résultats mettent en évidence une coopération entre les voies UNG et et les activités endonucléasique du mismatch repair, fournissant la cassure simple brin qui va permettre d'initier la resynthèse à fort taux d'erreur à l'origine de la mutagénèse A/T. Ces résultats résolvent aussi le paradoxe de la non-participation apparente du complexe effecteur du mismatch repair (Mlh1/Pms2) dans le processus d'hypermutation, en proposant qu'il fonctionne en redondance avec UNG, dans une distribution des tâches qui dépend du contexte de la séquence ciblée et de la densité du processus de deamination. / Somatic hypermutation is a localized mutagenesis, essentially targeted to the immunoglobulin V region, and occurring during the immune response. This process is triggered by AID (activation-induced cytidine deaminase) that deaminates cytosines into uracils at the Ig locus. This lesion is further processed by Ung or the Msh2-Msh6 complex, with an abnormal outcome for both pathways that results in an increased mutation load. The Msh2-Msh6 complex recruits Pol eta to generate a short patch DNA synthesis with mostly mutations at A and T bases. To get further insight into this error-prone repair process, we have generated hypermutation substrates consisting in an A/T oligonucleotide of 100 bases with or without 3 cytidines in its core region, inserted by knock-in at the heavy chain Ig locus. Our aim was to compare the mutation frequency, distribution and mutation profile of substrates with C on either the coding or the non-coding strand on WT or Ung-deficient background, taking into account that Pol eta is a preferred A to G mutator. Our results suggest that Pol eta resynthesis may proceed on the coding strand, whatever the strand localization of the uracil, thus contradicting previous reports. Unexpectedly, our results revealed a cooperation between the Ung pathway and the endonuclease activity of the mismatch repair, with both of them providing the single-strand nick that allows initiation of the error-prone process that generates mutations at A and T bases. These results resolve the apparent paradox of the non-involvement of the mismatch repair effector complex (Mlh1-Pms2) in hypermutation, by proposing that it works redundantly with UNG, in a distribution of tasks that will depend upon the sequence context and the intensity of deamination activity. We have also constructed cell cycle restricted mutants of AID, to study in which phase of the cell cycle this atypical, mismatch repair driven, error-prone synthesis is taking place. Using the Fucci restriction system (degrons based on Cdt1 or Geminin peptides), we have generated AID constructs with proper restriction in either G1 or S/G2/M phases. These retroviral constructs have been used to transduce mouse hematopoietic stem cells from either AID -deficient mice and to restore immunodeficient animals, in order to analyze their immune response. We report that restriction of AID expression in S/G2/M part of the cycle yielded only background mutation frequency, while AID operating in the G1 phase is able to generate an equal proportion of A/T and G/C mutations at the Ig loci, thus demonstrating that uracils generated in G1 are substrates for both Ung- and mismatch repair pathways.

La réponse immunitaire de type humorale se déclenche suivant certaines infections virales et bactériennes de même que suivant une immunisation. Au niveau cellulaire, ce type de réponse favorise la formation de petites structures, nommées centres germinatifs (CG), qui se développeront dans les organes lymphoïdes secondaires (OLS) tels que la rate et les ganglions. Ces CG sont orchestrés par la présentation des antigènes étrangers par les cellules dendritiques et les cellules dendritiques folliculaires (FDC), aux cellules T et B respectivement, ainsi que par des interactions complexes survenant entre ces lymphocytes T et B. Suivant ce processus, les lymphocytes B quittant les CG se différencieront soient en plasmocytes sécréteurs d’anticorps de fortes affinités ou en cellules B mémoires qui assureront une protection lors d’une seconde exposition face à un antigène étranger ayant précédemment été rencontré. Plusieurs évidences suggèrent que la qualité de la réponse humorale est influencée par des variants génétiques. Par exemple, des études quantifiant les titres d’anticorps suivant la vaccination ont observé que ces titres variaient en fonction de différents groupes ethniques. Toutefois, malgré ces évidences, la contribution de la génétique quant à la variation des aspects cellulaires de la réponse humorale demeure incomplète. En utilisant douze lignées de souris génétiquement éloignées, nous avons donc évalué l'impact de la variabilité génétique sur les aspects cellulaires de cette réponse humorale, et ce, à l'état d'équilibre et suivant l’immunisation avec un antigène étranger. Pour ces deux conditions, nous avons quantifié, par cytométrie en flux, le nombre ainsi que la composition cellulaire (cellules B, plasmocytes et cellules T auxiliaires folliculaires) des CG contenus dans plusieurs OLS ainsi que dans la moelle osseuse des différentes lignées de souris. Après immunisation, le positionnement cellulaire au sein des CG de la rate a également été évalué par immunofluorescence. Nos résultats indiquent que le nombre et la taille des CG après immunisation ainsi que la composition cellulaire de ces CG à l’état d’équilibre et suivant l’immunisation varient entre les différentes lignées de souris à l’étude. Comme les douze lignées de souris ont été soumises aux mêmes conditions, ces résultats suggèrent que les variants génétiques, étant différents d’une lignée de souris à une autre, sont responsables des variations que nous avons observées au niveau des aspects cellulaires de la réponse humorale. Ce projet permettant de mieux comprendre l’impact de la variabilité génétique sur certains aspects de la réponse humorale pourrait ultimement mener à une amélioration des approches vaccinales chez les individus répondant moins bien à un certain type de vaccination. / The humoral immune response is triggered following certain viral and bacterial infections as well as following immunization. At the cellular level, this type of response promotes the formation of small structures, called germinal centers (GC), which develop into secondary lymphoid organs such as the spleen and lymph nodes. These GC are orchestrated by the presentation of foreign antigens by dendritic cells and follicular dendritic cells (FDC), to T and B cells respectively, and by subsequent interactions between these T and B lymphocytes. Following this process, B cells leaving the GC will differentiate into high-affinity antibody-secreting plasma cells or memory B cells that will provide protection upon a second exposure to a previously encountered foreign antigen. There is some evidence to suggest that the quality of the humoral response is influenced by genetic variants. For example, studies quantifying antibody titers following vaccination have observed that these titers vary across different ethnic groups. However, despite this evidence, the contribution of genetics to the variation of the cellular aspects of the humoral responses remains incomplete. Using twelve genetically divergent mouse strains, we therefore evaluated the impact of genetic variability on the cellular aspects of this humoral response at steady state and following immunization with a foreign antigen. For these two conditions, we quantified, by flow cytometry, the number as well as the cellular composition (B cells, plasma cells and T follicular helper cells) of the GC contained in several SLO and in the bone marrow of the different mouse strains. After immunization, cell positioning within the GC of the spleen was also assessed by immunofluorescence. Our results indicate that the number and size of GC after immunization as well as the cellular composition of these GC at steady state and following immunization vary between the different mouse strains studied. As the twelve mouse strains were subjected to the same conditions, these results suggest that the genetic variants, being different from one mouse strain to another, are responsible for the variations that we observed in the cellular aspects of the humoral response. This project, which allows us to better understand the impact of genetic variability on some aspects of the humoral response, could ultimately lead to an improvement in vaccine approaches in individuals who respond less well to a certain type of vaccination.

L’association entre déficits immunitaires primitifs (DIPs) et manifestations auto-immunes peut sembler paradoxale lorsque l’on aborde les DIPs comme des défauts d’immunité opposés à l’autoimmunité vue comme excès d’immunité adaptative à l’encontre du soi. Néanmoins, loin de se résumer à un simple défaut d’une ou plusieurs composantes du système immunitaire qui prédispose aux infections par divers agents pathogènes, les DIPs sont fréquemment associés à une autoimmunité; parfois révélatrice. Ainsi, les données épidémiologiques issues de registres ou de larges séries de patients atteints de DIPs s’accordent sur une prévalence globale de 25 à 30% de complications auto-immunes (au premier rang desquelles figurent les cytopénies auto-immunes). Différentes hypothèses sont avancées pour rendre compte de l’auto-immunité dans les DIPs. On peut citer : 1°) une perturbation profonde de l’homéostasie lymphocytaire, en particulier dans les déficits immunitaires combinés sévères (CID) avec lymphopénies T et B ; 2°) des défauts intrinsèques des lymphocytes B permettant une rupture de tolérance précoce des LB auto réactifs ; 3°) un comportement aberrant des LT (défaut de maturation, excès d’activation) ; 4°) une absence de lymphocytes T ou de B régulateurs ; 5°) une production inappropriée de certaines cytokines proinflammatoires comme dans les interféronopathies. Ces hypothèses concernent surtout les DIPs pédiatriques sévères. Mon travail de thèse explore la rupture de tolérance immunitaire adaptative au cours des DIPs de l’adulte par différentes approches. Nous nous sommes en particulier attachés au plus fréquent, le DICV (Déficit Immunitaire Commun Variable), déficit immunitaire humoral pas toujours bien défini sur le plan génétique et physiopathologique qui constitue un défi thérapeutique lorsqu’il est compliqué d’une auto-immunité nécessitant un traitement immunosuppresseur. / The association between primary immune deficiency (PID) and autoimmunity may seem paradoxical when PID is considered only as an immune response defect against pathogens and autoimmunity only as an excess of immunity. Nevertheless, far from being simple immune defects increasing the risk of infections, DIPs are frequently associated with autoimmunity. Even more, autoimmunes manifestations can sometimes reveal a PID. Thus, epidemiological data from registers or large series of patients with PIDs agree on an overall prevalence of 25 to 30% of autoimmune complications (with auto-immune cytopenias as first causes). Several hypotheses have been proposed with different underlying mechanisms to explain the tolerance breakdown in PIDs. We can cite : 1°) a severe disturbance of lymphocyte homeostasis, for example in severe combined immunodeficiencies ; 2°) an impaired B-cell developpement with earlystage defects of tolerance ; 3°) a dysregulation of T cells (developpement or activation impairments) ; 4°) a dysfunction of T-reg (or B-reg) ; 5°) an excess of production of proinflammatory cytokines. These hypotheses are especially true for early-onset PIDs (in infancy). In this work (PhD), we explore the mechanisms of tolerance breakdown involved in adults PIDs. We use several approaches to describe the pathways leading to autoimmunity, focusing on the most common PID in adult : CVID (common variable immunodeficiency). This syndrome is not well defined on the genetic and physiopathological level. It is still a therapeutic challenge when complicated by autoimmunity (requiring immunosuppressive therapy).

La protéine AID (déaminase induite par l’activation) joue un rôle central dans la réponse immunitaire adaptative. En désaminant des désoxycytidines en désoxyuridines au niveau des gènes immunoglobulines, elle initie l’hypermutation somatique (SHM), la conversion génique (iGC) et la commutation isotypique (CSR). Elle est essentielle à une réponse humorale efficace en contribuant à la maturation de l’affinité des anticorps et au changement de classe isotypique. Cependant, son activité mutagénique peut être oncogénique et causer une instabilité génomique propice au développement de cancers et de maladies autoimmunes. Il est donc critique de réguler AID, en particulier ses niveaux protéiques, pour générer une réponse immunitaire efficace tout en minimisant les risques de cancer et d’autoimmunité. Un élément de régulation est le fait qu’AID transite du cytoplasme vers le noyau mais reste majoritairement cytoplasmique à l’équilibre. AID est par ailleurs plus stable dans le cytoplasme que dans le noyau, ce qui contribue à réduire sa présence à proximité de l’ADN. Le but de cette thèse était d’identifier de nouveaux partenaires et déterminants d’AID régulant sa stabilité et ses fonctions biologiques. Dans un premier temps, nous avons identifié AID comme une nouvelle protéine cliente d’HSP90. Nous avons montré qu’HSP90 interagit avec AID dans le cytoplasme, ce qui empêche la poly-ubiquitination d’AID et sa dégradation par le protéasome. En conséquence, l’inhibition d’HSP90 résulte en une diminution significative des niveaux endogènes d’AID et corrèle avec une réduction proportionnelle de ses fonctions biologiques dans la diversification des anticorps mais aussi dans l’introduction de mutations aberrantes. Dans un second temps, nous avons montré que l’étape initiale dans la stabilisation d’AID par la voie de chaperonnage d’HSP90 dépend d’HSP40 et d’HSP70. En particulier, la protéine DnaJa1, qui fait partie de la famille des protéines HSP40s, limite la stabilisation d’AID dans le cytoplasme. La farnésylation de DnaJa1 est importante pour l’interaction entre DnaJa1 et AID et moduler les niveaux de DnaJa1 ou son état de farnésylation impacte à la fois les niveaux endogènes d’AID mais aussi la diversification des anticorps. Les souris DNAJA1-/- présentent une réponse immunitaire compromise en cas d’immunisation, qui est dûe à des niveaux réduits d’AID et un défaut de commutation de classe. Dans un troisième temps, nous avons montré que la protéine AID est intrinsèquement plus instable que sesprotéines paralogues APOBEC. Nous avons identifié l’acide aspartique en seconde position d’AID ainsi qu’un motif semblable au PEST comme des modulateurs de la stabilité d’AID. La modification de ces motifs augmente la stabilité d’AID et résulte en une diversification des anticorps plus efficace. En conclusion, l’instabilité intrinsèque d’AID est un élément de régulation de la diversification des anticorps. Cette instabilité est en partie compensée dans le cytoplasme par l’action protective de la voie de chaperonnage DnaJa1-HSP90. Par ailleurs, l’utilisation d’inhibiteurs d’HSP90 ou de farnésyltransférases pourrait être un outil intéressant pour la modulation indirecte des niveaux d’AID et le traitement de lymphomes/leucémies et de maladies auto-immunes causés par AID. / Activation induced deaminase (AID) plays a central role in adaptive immunity. AID deaminates deoxycytidine to deoxyuridine in defined regions of the immunoglobulin (Ig) genes and initiates somatic hypermutation (SHM), gene conversion (iGC) and class switch recombination (CSR). While being essential for an effective immune response by underpinning antibody affinity maturation and isotype switching, the mutagenic activity of AID can also be oncogenic and causes genomic instability leading to the development of cancer, or exacerbate autoimmune diseases. Therefore, AID regulation, including the control of its protein level, is central to balancing effective immunity with cancer/autoimmunity. Notably, AID shuttles between the cytoplasm and the nucleus but is predominantly cytoplasmic at steady-state, with cytoplasmic AID being much more stable than nuclear AID. These regulatory steps contribute to limit the exposure of the genome to AID but their mechanisms are unknown. This thesis aimed at identifying AID partners and intrinsic determinants regulating its stability and modulating its biological functions. Firstly, we identified AID as a novel HSP90 client protein. We demonstrated that HSP90 interacts with AID in the cytoplasm and prevents its polyubiquitination and subsequent proteasomal degradation. Consequently, HSP90 inhibition results in a significant reduction of endogenous AID levels and correlates with a proportional reduction in both AID-mediated antibody diversification and off-target mutations. Secondly, we showed that the first step in the HSP90 molecular chaperoning pathway and stabilization is the interaction of AID with the HSP40 and HSP70 system. In fact, a specific HSP40 protein, DnaJa1, is the limiting step in cytoplasmic AID stabilization. DnaJa1 farnesylation is required for DnaJa1-AID interaction and modulation of DnaJa1 levels or its farnesylation impacts endogenous AID levels and antibody diversification. In vivo, DnaJa1- deficient mice display compromized response to immunization, resulting from reduced AID protein levels and isotype switching. Thirdly, we found that AID is intrinsically less stable than its APOBEC paralogs. We identified the AID N-terminal aspartic acid residue at position two and an internal PEST-like motif as destabilizing modulators of AID protein turnover. Disruption of these motifs increases AID protein stability and antibody diversification.We conclude that AID’s intrinsic instability directly contributes to regulating antibody diversification. This intrinsic instability is at least partially compensated for in the cytoplasm by the protective action of the DnaJa1-HSP90 molecular chaperoning pathway. Pharmacologically targeting AID in an indirect way, by using HSP90 or farnesyltransferase inhibitors, could be relevant for treating some AID-associated lymphomas/leukemias and/or autoimmune diseases.