Jumonji C (JmjC) domain containing proteins comprise a large family of enzymes that catalyse oxidative reactions. The jumonji domain containing protein 6 (JMJD6) has pleiotropic functions as a lysyl hydroxylase and arginyl demethylase. Previous studies have shown that Jmjd6 is involved in histone modification, mRNA splicing and regulation of polymerase II pause release. A constitutive knockout of Jmjd6 in mice is neonatal lethal and shows defects in macrophage host responses. Recently, JMJD6 was shown to support Foot-and-mouth disease virus replication through interactions with the dead-box RNA helicase Dhx9. This PhD thesis aims to further explore functions of Jmjd6 in macrophages and its roles during viral infections. The hypothesis is that through interactions with RNA helicases, Jmjd6 regulates host responses to foreign nucleic acids and/or has functions as a host factor for replication of DNA and/or RNA viruses. Testing of this hypothesis required the generation of Jmjd6-deficient cell recourses. A new conditional Jmjd6 mouse allele was characterised and a method optimised to knockout the gene in bone marrow-derived macrophages (BMDM) using TAT-Cre recombinase. To study vaccinia (VACV) and influenza A virus (IAV) infections in human cell lines, JMJD6 was depleted using RNA interference or CRISPR-Cas9 gene editing. In BMDM, JMJD6 expression was up-regulated in the late phase of lipopolysaccharide stimulation. The nuclear expression pattern of Jmjd6 in BMDM overlapped with that of DDX41 but not with DHX9, two RNA helicases that have been implicated in sensing of viral DNA and RNA, respectively. Deletion of Jmjd6 in BMDM reduced induction of type I interferon response genes after stimulation with synthetic analogs of viral RNA. To characterise the role of JMJD6 during infection with a DNA virus, Jmjd6-deficient cells were infected with VACV. Knockout of Jmjd6 reduced VACV growth in macrophages but not in HeLa cells. In contrast to HeLa cells, Jmjd6-deficient macrophages displayed abnormal localisations of viral factories and increased cell death, showing that Jmjd6 is specifically required for productive VACV infection in macrophages. To further analyse whether Jmjd6 has pro- or anti-viral functions during RNA virus infection, JMJD6 depleted A549 cells were infected with IAV. JMJD6 depletion in A549 drastically reduced IAV growth from an early stage of infection. Preliminary data indicate that this phenotype is related to a defect in nuclear import of IAV ribonucleoprotein complexes. In summary, this work has identified JMJD6 as a novel pro-viral host factor for VACV and IAV infection and has underpinned its importance for macrophage functions.

Le réseau lymphatique permet le drainage des liquides interstitiels, le transport des cellules immunitaires et intervient dans le métabolisme lipidique. La dérégulation de ce système est impliquée dans de nombreuses pathologies comme les lymphœdèmes, le rejet de greffe ou encore l'échappement tumoral. Le cœur est pourvu d'un réseau lymphatique abondant dont l'importance n'est apparue que très récemment dans les pathologies ischémiques. En effet, suite à un infarctus du myocarde, la dysfonction lymphatique observée favorise l'œdème et l'inflammation tissulaire, révélant le réseau lymphatique comme un acteur majeur du développement de cette pathologie. Les processus régulant la formation de vaisseaux lymphatiques chez l'adulte sont largement dépendants de facteurs de croissance aux effets pro- ou anti- lymphangiogéniques. Les cellules immunes et plus particulièrement les macrophages sécrètent un grand nombre de ces facteurs et leur importance dans la réponse lymphangiogénique a été montrée dans différentes conditions physio-pathologiques, telles que la lymphangiogenèse tumorale et inflammatoire. Il a longtemps été admis que les macrophages tissulaires provenaient exclusivement de la différenciation de monocytes sanguins. Cependant, l'existence de macrophages provenant de progéniteurs embryonnaires a été récemment mise en évidence. Dorénavant, les macrophages tissulaires résidents sont perçus comme des populations hétérogènes pouvant prétendre à des différences fonctionnelles. A ce jour, les modifications du réseau lymphatique et les mécanismes permettant sa régulation, au cours de pathologies non ischémiques, n'ont pas été abordées. Ainsi, nous avons entrepris d'identifier et de caractériser les différentes populations de macrophages cardiaques participant à la régulation du réseau lymphatique suite à une surcharge barométrique. Nos résultats ont montré une diminution précoce du réseau lymphatique cardiaque dans le cœur murin hypertrophié au cours d'une surcharge de pression induite par constriction de l'aorte transverse. Cette réduction du réseau est associée à la perte d'une population majoritaire de macrophages cardiaques portant le récepteur 1 à l'acide hyaluronique (Lyve-1). Cette population résidente diminue dans le cœur insuffisant, au profit de macrophages infiltrants dérivés de monocytes sanguins. Par ailleurs, en plus d'être corrélée à la baisse du réseau lymphatique cardiaque, la diminution du nombre de macrophages Lyve-1 est proportionnelle à la détérioration de la fonction cardiaque. La prévention de l'infiltration monocytaire a permis de maintenir le pool de macrophages exprimant Lyve-1, le réseau lymphatique et la fonction cardiaques lors d'une surcharge de pression. La caractérisation par RT-PCR des différentes populations de macrophages récupérés par tri cellulaire nous a permis de montrer que les macrophages Lyve-1 présentent des caractéristiques particulières, avec une forte expression de VEGFR3 et NRP2, molécules de signalisation lymphangiogène. De plus, ces macrophages Lyve-1 à la polarisation mixte et à l'activité phagocytaire importante, expriment de nombreux facteurs pro-lymphangiogéniques (VEGFc, VEGFd, IGF1). Ils ont montré une activité pro-lymphangiogène in vitro sur des explants de canal thoracique et sur des cellules endothéliales lymphatiques et in vivo avec la formation de vaisseaux lymphatiques naissants lors de l'injection de ces macrophages Lyve-1 dans le cœur. Leur localisation à proximité des vaisseaux lymphatiques et leur capacité pro-lymphangiogène leurs confèrent un rôle évident dans le maintien du réseau lymphatique lors d'un remodelage cardiaque de surcharge de pression. Ces travaux ont permis l'identification d'une population originale de macrophages cardiaques pouvant entrer dans la régulation du système lymphatique au cours d'une surcharge de pression. / The lymphatic system has recently emerged as an important regulator of the cardiac interstitial fluid compartment and function. Experimental obstruction of lymphatic vessel leads to cardiac œdema, myocardial stiffness, fibrosis and ventricle dysfunction. Following myocardial infarction, stimulation of lymphangiogenesis was found to reduce fibrosis and inflammation and to improve cardiac function. Macrophages have been largely described as important contributors of lymphangiogenesis in inflammatory situations such as cancer. Recently, genetic fate mapping demonstrated that distinct populations of macrophages coexist in the adult heart. In addition to monocyte derived-macrophages that massively colonize injured heart, a subpopulation of tissue-resident macrophages that originates from embryonic precursors persists into adulthood by means of local self- renewal. To date the distinct involvement of cardiac macrophage subpopulations in cardiac lymphatic remodeling and heart failure progression induced by pressure overload is largely unknown. In our study, we observed that expression of Lyve-1 identifies a resident macrophage subset abundant in mouse heart. This Lyve-1 positive macrophage subset decreased rapidly in cardiac remodeling induced by chronic pressure overload. In addition, the number of cells found in heart was positively correlated with the preservation of cardiac lymphatic network and function after transverse aortic constriction (TAC). Blocking recruitment of monocyte derived macrophages expanded Lyve-1 positive macrophages, attenuated cardiac lymphatic remodeling and contractile dysfunction of pressure overloaded heart. Lyve-1 positive macrophages express pro-lymphangiogenic factors and sustain lymphangiogenesis in vitro and in vivo. In conclusion, resident macrophage subset expressing the Lyve-1 receptor participates to maintain cardiac function after chronic pressure overload by mechanisms that may involve the preservation of cardiac lymphatic system. These results provide insight into the regulation of lymphatic homeostasis by tissue resident macrophage during heart failure induced by pressure overload.

La maladie de Crohn (MC) est une maladie inflammatoire chronique de l’intestin (MICI), dont la physiopathologie résulterait d’une interaction anormale entre le microbiote intestinal et le système immunitaire de l’hôte sous l’influence de facteurs génétiques et environnementaux. Au sein de ce microbiote, les E. coli adhérents et invasifs (AIEC) colonisent la muqueuse iléale des patients atteints de la MC et sont capables de survivre et se multiplier à l’intérieur des macrophages. Par ailleurs, les objectifs thérapeutiques de la MC et notamment la cicatrisation muqueuse endoscopique nécessitent des endoscopies répétées, peu acceptables du point de vue des patients. Parmi les moyens alternatifs, la calprotectine fécale est le marqueur fécal de référence même si ses performances semblent diminuées dans certaines situations comme la maladie iléale pure. Le premier objectif de ces travaux étaient de comparer la capacité des macrophages dérivés de monocytes (MDM) issus de patients atteints de MC, de rectocolite hémorragique (RCH) ou de sujets sains à contrôler l’infection par les AIEC et d’identifier les facteurs associés à cette multiplication des AIEC et notamment le rôle des polymorphismes génétiques associés à la MC en lien avec l’autophagie. Les AIEC se multipliaient de manière plus importante que la souche non pathogène K12 dans les macrophages quel que soit leur origine. L’entrée des AIEC (1h post- infection) ne variait pas en fonction de la provenance des macrophages. La survie des AIEC était augmentée dans les MDM issus de patients MC comparés à ceux issus de RCH ou de sujets contrôles. En analyse multivariée, cette survie était positivement corrélée à la sécrétion d’IL1β mais était diminuée en présence des variants à risque pour ULK1 (p=0,046) et XBP1 (p=0,014). Les MDM issus de patients MC étaient incapable de contrôler la multiplication des AIEC contrairement à ceux issus de RCH ou de sujets contrôles d’autant plus en présence du variant à risque pour IRGM (p=0,045). L’infection des MDM de patients MC par les bactéries AIEC induit un profil de sécrétion cytokinique pro-inflammatoire. La deuxième partie de ces travaux avait pour but de comparer les performances de la chitinase 3-like 1 fécale (CHI3L1), une protéine de l’hôte interagissant avec un facteur de virulence des AIEC, et la métalloprotéase matricielle 9 (MMP-9) pour détecter l’activité inflammatoire endoscopique de la MC en comparaison du marqueur fécal de référence, la calprotectine. Les taux de CHI3L1, de MMP-9 et de calprotectine fécales étaient corrélés au ‘Crohn’s Disease Endoscopic Index of Severity’ (CDEIS) et étaient significativement augmentés en présence d’ulcérations endoscopiques. En cas d’atteinte iléale pure, la CHI3L1 fécale semblait mieux corrélée au CDEIS que la calprotectine fécale. Le seuil de CHI3L1 fécale de 15 ng/g présentait de meilleures performances que la calprotectine fécale pour détecter la présence d’ulcérations endoscopiques. La MMP-9 étaient un marqueur performant pour détecter la présence de lésions endoscopiques dans les MICI. En conclusion, nous avons montré qu’il existe un défaut des macrophages à contrôler l’infection par les bactéries AIEC chez les patients atteints de MC en rapport avec les variants à risque impliqués dans l’autophagie conduisant à un phénotype de macrophages pro-inflammatoires. La CHI3L1 fécale, connue comme une protéine de l’hôte interagissant avec un facteur de virulence des AIEC, tout comme la MMP-9 semblent être de bons marqueurs d’activité endoscopique dans les MICI. / Crohn's disease (CD) is a chronic inflammatory bowel disease (IBD) whose pathophysiology results from an abnormal interaction between the gut microbiota and the host's immune system under the influence of genetic and environmental factors. . Within this microbiota, adherent and invasive E. coli (AIEC) colonize the ileal mucosa of patients with CD and are able to survive and multiply within macrophages. Moreover, the therapeutic objectives of CD, and especially endoscopic mucosal healing, require repeated endoscopies, which are not acceptable from the patients' point of view. Among alternative means, fecal calprotectin is the fecal marker of reference even if its performance seems to be diminished in certain situations like pure ileal disease. The primary objective of this work was to compare the ability of monocyte-derived macrophages (MDM) from patients with CD, ulcerative colitis (UC) or healthy subjects to control AIEC infection and to identify associated with this multiplication of AIEC and in particular the role of genetic polymorphisms associated with CD in connection with autophagy. AIEC multiplied more than non-pathogenic strain K12 in macrophages irrespective of their origin. The entry of the AIEC (1h post-infection) did not vary according to the origin of the macrophages. The survival of AIEC was increased in MDM from MC patients compared to those from HCR or control subjects. In multivariate analysis, this survival was positively correlated with the secretion of IL1β but was decreased in the presence of the variants at risk for ULK1 (p = 0.046) and XBP1 (p = 0.014). MDM from MC patients were unable to control the multiplication of AIEC, unlike those from HCR or control subjects, especially in the presence of the variant at risk for IRGM (p = 0.045). Infection of MDM from MC patients by AIEC bacteria induces a pro-inflammatory cytokine secretion pattern. The second part of this work aimed to compare the performance of faecal chitinase 3-like 1 (CHI3L1), a host protein interacting with AIEC virulence factor, and matrix metalloprotease 9 (MMP-9). to detect the endoscopic inflammatory activity of MC in comparison with the standard fecal marker, calprotectin. Fecal CHI3L1, MMP-9 and calprotectin levels were correlated with Crohn's Disease Endoscopic Index of Severity (CDEIS) and were significantly increased in the presence of endoscopic ulcerations. In case of pure ileal involvement, fecal CHI3L1 seemed better correlated with CDEIS than fecal calprotectin. The fecal CHI3L1 threshold of 15 ng / g showed better performance than faecal calprotectin in detecting the presence of endoscopic ulcerations. MMP-9 was a powerful marker for detecting the presence of endoscopic lesions in IBD. In conclusion, we have shown that there is a macrophage defect to control infection by AIEC bacteria in patients with CD related to atopic risk variants involved in autophagy leading to a pro-inflammatory macrophage phenotype . Fecal CHI3L1, known as a host protein interacting with AIEC virulence factor, as well as MMP-9 appear to be good markers of endoscopic activity in IBD.

Lors de l’obésité un état inflammatoire chronique de bas grade se développe dans le tissu adipeux et contribue à son dysfonctionnement participant ainsi au développement de l’insulino-résistance. Cette inflammation est due à une infiltration et une activation de différentes cellules immunitaires dans le tissu adipeux, dont des macrophages. Les acides gras saturés et le LPS participent à l’activation des cellules immunitaires conduisant ainsi à la production de cytokines inflammatoires, tous ces facteurs étant impliqués dans le dysfonctionnement du tissu adipeux et dans l’insulino-résistance. La kinase inflammatoire Tpl2 activée par le LPS et les cytokines, a récemment été identifiée comme une nouvelle kinase dont l’expression est augmentée dans le tissu d’obèses. Son rôle dans l’inflammation de ce tissu et dans la résistance à l’insuline est donc un axe de recherche majeur dans la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de l’obésité et des complications métaboliques qui lui sont associées. Nos résultats impliquent Tpl2 dans les effets délétères des macrophages activés par les acides gras ou le LPS sur la biologie des adipocytes. De même, l’inhibition pharmacologique de Tpl2 ou l’utilisation d’ARN interfèrent altère le potentiel chimiotactique du sécrétome d’adipocytes vis-à-vis des macrophages. Nos résultats indiquent que la kinase Tpl2 est activée par l’hypoxie dans les adipocytes et les macrophages, et que son inhibition entraîne une réduction de l’expression et de la production de facteurs inflammatoires. Ces études permettent de proposer Tpl2 comme cible thérapeutique potentielle dans le traitement de l’obésité et du diabète. / During obesity a chronic low grade inflammation is developed in adipose tissue and contributes to its malfunction and participating in the development of insulin resistance. This inflammation is due to the infiltration and activation of various immune cells in adipose tissue, such as macrophages. Saturated fatty acids and LPS are involved in immune cell activation and leading to the production of inflammatory cytokines, all of which are involved in the malfunction of adipose tissue and insulin resistance. The inflammatory TPL2 kinase activated by LPS and cytokines, has recently been identified as a novel kinase, whose expression is increased in obese tissue. Its role in the inflammation of this tissue and in the insulin resistance is a major area of research in the search for new therapeutic targets for the treatment of obesity and metabolic complications associated. Our results suggested that TPL2 is involved in the deleterious effects of macrophages activated by fatty acids or LPS on the biology of adipocytes. Similarly, the pharmacological inhibition of TPL2 or use of interfering RNA impairs chemotactic potential secretome of adipocytes versus the macrophages. Our results indicate that the TPL2 kinase is activated by hypoxia in adipocytes and macrophages, and its inhibition leads to a reduction of the expression and production of inflammatory factors. These studies suggested thatTPL2 is a potential therapeutic target in the treatment of obesity and diabetes.

Macrophages are cells of the innate immune system that can be found in large quantities in cancer tumors and affect cancer progression by regulating growth and invasiveness of cancer cells. There are two main phenotypes of macrophages denoted M1 and M2. In this thesis, the M1 and M2 phenotype of human macrophages were characterized, and effects of the macrophages on the growth and invasiveness of colon and lung cancer cells were studied. Macrophages of the M1 phenotype, but not the M2 phenotype, inhibited growth of both colon and lung cancer cells, and the inhibition for some of the cancer cell lines was induced by cell cycle arrest in the G1/G0 and/or G2/M cell cycle phases. In the colon cancer cell line, the macrophage induced cell cycle arrest was found to attenuate the cytotoxic effect of the chemotherapeutic drug 5-FU. Macrophages were also shown to express high levels of proteases (matrix metalloproteinase-2 and 9) and high levels of proteins of the urokinase-type plasminogen activator (uPA) system, in comparison to the lung cancer cell lines studied. Expression of these has been found to predict poor outcome in lung cancer, and the results suggest macrophages to be important contributors of these in lung tumors. Furthermore, the M1 phenotype was found to express higher levels of the uPA receptor than the M2 phenotype. Prostaglandin E2 (PGE2) is a potent inflammatory molecule expressed by e.g. macrophages and monocytes, and inhibition of its expression has been shown to reduce the risk of colon cancer. Green tea and black tea was found to be potent inhibitors of PGE2 formation in human monocytes, and the inhibitory effects of green tea was likely due to its content of the polyphenol epigallocatechin gallate. Rooibos tea also inhibited PGE2 formation, but was less potent than green and black tea. The primary mechanism for the inhibition was via inhibition of expression of enzymes in the PGE2 formation pathway, and primarily microsomal prostaglandin synthase-1. / Macrophages are cells of the immune system often found in large numbers in cancer tumors. They affect multiple aspects of cancer progression, including growth and spread of cancer cells, and the efficacy of treatments. There are two major macrophage phenotypes denoted M1 and M2, that have mainly pro- and anti-inflammatory properties, respectively. In this thesis, M1 and M2 macrophages were characterized and effects of them on different aspects of cancer progression were studied using culture of colon, and lung cancer cells. The M1 phenotype inhibited proliferation of cancer cells from both colon and lung. The growth inhibition was for some cell lines accompanied by cell cycle arrest. The macrophage induced cell cycle arrest was found to protect colon cancer cells from the cytostatic drug 5-fluorouracil. Prostaglandin E2 (PGE2) contributes to colon cancer development and treatment of monocytes with tea extracts inhibited PGE2 formation via inhibition of expression of microsomal prostaglandin E synthase-1. Proteases can degrade the extracellular matrix of a tumor to facilitate cancer cell invasion and metastasis. The M1 and M2 phenotypes of macrophages expressed several protease activity related genes to a greater extent than lung cancer cells, and M1 more so than the M2 phenotype.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2006. / Härtill 3 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2007. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 113-128).

Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) é um dos principais agentes etiológicos da diarreia infantil tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Esta bactéria possui dois fatores de virulência comprovadamente envolvidos na patogênese, intimina e bundle-forming pilus (BFP). Este patotipo está dividido em EPEC típica e EPEC atípica, ambos apresentam uma ilha de patogenicidade cromossomal denominada locus of enterocyte effacement (região LEE) onde está localizado o gene eae (E. coli attachment effacement), que codifica a intimina, uma proteína de membrana externa que medeia a adesão íntima da bactéria ao enterócito. Diferente da EPEC típica, as cepas de EPEC atípica não possuem o plasmídeo EAF (EPEC adherence factor) no qual encontra-se o operon bfp (bundle forming pilus) constituído por 14 genes incluindo bfpA o qual codifica a bundlina (BfpA), principal subunidade da fímbria Bfp, que possibilita a agregação bacteriana. Na infecção por EPEC ocorre grave disfunção da barreira epitelial, e uma das conseqüências é a inflamação. Na literatura, é bem descrito a interação entre as proteínas efetoras de EPEC com as células epiteliais e os processos iniciais da interação bactéria à célula hospedeira. Entretanto, poucos são os estudos que analisam a produção de citocinas em infecções por EPEC ou suas moléculas efetoras com relação a ativação de macrófagos, fundamentais para o controle do processo inflamatório e geração da resposta imune durante esta infecção. A análise das citocinas produzidas constitui uma parte importante da resposta imune e representa a tentativa do hospedeiro em lidar com um determinado microrganismo. Em função disto analisou-se o papel da intimina e do BfpA na capacidade de ativar a resposta inata mediada por macrófagos in vitro, onde avaliou-se a produção de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1, IL-6 e IL-12), citocina antiinflamatória (IL-10) e quimiocina (MCP-1). Os resultados demonstraram que as proteínas recombinantes intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos, de forma dose dependente, produzindo TNF-α, IL-12 e IL-6, IL-10 e MCP-1, mas não IL-1β. Neste estudo não foi observado efeito sinérgico na produção de citocinas pró-inflamatórias ao associar intimina e BfpA, entretanto em dose mais elevada potenciou a produção de IL-10, um mediador antiinflamatório. O efeito imune obtido foi atribuído majoritariamente a estas proteínas uma vez que o tratamento destas com polimixina B não alterou a produção de TNF-α. Conclui-se que intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos durante a resposta inata podendo colaborar para o controle do processo inflamatório durante a infecção por EPEC. / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a common cause of childhood diarrhea in developed countries as well as developing countries. This bacterium has two proven virulence factors involved in pathogenesis, intimin and bundle-forming pilus (BFP). This pathotype EPEC is divided into typical and atypical EPEC, both having a chromosomal pathogenicity island called locus of enterocyte effacernent (LEE region) which contains the gene eae (E. coli attachment effacement). eae encodes intimin, an outer membrane protein that mediates the intimate adherence of bacteria to the enterocyte. Unlike typical EPEC, atypical EPEC strains do not possess the plasmid EAF (EPEC adherence factor) which is in the operon bfp (bundle forming pilus) consisting of 14 genes including bfpA, which encodes bundlin (BfpA), the main subunit of BFP allowing bacterial aggregation. EPEC infection occurs in severe dysfunction of the epithelial barrier, and one consequence is inflammation. In the literature, the interaction between effector proteins of EPEC and epithelial cells and the initial processes of bacterial interaction with the host cell are well described. However, there are few studies that have examined cytokine production in EPEC infections or their effector molecules with respect to macrophage activation, essential for controlling inflammation and immune response during this infection. The production of cytokines is an important part of the immune response and represents the host\'s attempt to deal with a particular microorganism. Therefore, we examined in vitro the role of intimin and BfpA in the ability to activate the innate response mediated by macrophages, where we analyzed the production of the proinflammatory cytokines TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-12, and the antiinflammatory cytokine IL-10 and chemokine MCP-1. The results show that recombinant intimin and BfpA are potent activators of macrophages in a dose-dependent manner, where the stimulated cells produce TNF-α, IL-12 and IL-6, IL-10 and MCP-1, but not IL-1β. In this study, no synergistic effect was observed in the production of proinflammatory cytokines by combining BfpA and intimin, although production of IL-10, an antiinflammatory mediator, was potentiated at a higher dose. The effect obtained was largely attributed to these proteins, as the treatment of proteins with polymyxin B did not alter the production of TNF-α. We conclude that intimin and BfpA are potent activators of macrophages during the innate response and may contribute to the control of inflammation during infection with EPEC.

Les macrophages et les lymphocytes T sont les deux cibles cellulaires du VIH-1 in vivo. Les macrophages sont des cellules à vie longue, résistantes à l'effet cytopathique du VIH-1. Les macrophages sont présents dans de nombreux tissus où ils semblent être relativement résistants aux médicaments antiviraux. Le cycle viral se déroule plus lentement dans les macrophages que dans les lymphocytes T et abouti à l’accumulation de stocks intracellulaires de virions. L'infection des macrophages est considérée comme un élément important pour le développement de la pathogenèse associée à l’infection par le VIH-1 et pour la mise en place d'un réservoir viral. Dans les macrophages les particules virales s’assemblent dans des compartiments intracellulaires méconnus appelés Virus Containing Compartments (VCCs). Pendant mon doctorat, j'ai caractérisé les phases tardives du cycle viral du VIH-1 dans les macrophages infectés. J'ai montré que le scavenger receptor CD36 est un composant des VCCs nécessaire à la réplication du VIH-1 dans les macrophages. Des compartiments avec des caractéristiques similaires à celles des VCCs et contenants CD36+ sont présents à la fois dans les macrophages infectés et non-infectés. En outre, j'ai montré que le VIH-1 pouvait directement bourgeonner dans des compartiments préexistants CD36+. L'exposition des macrophages infectés par le VIH-1 à des anticorps spécifiques de CD36 provoque l’accumulation intracellulaire de particules virales au niveau des VCCs. L’effet antiviral de l’anticorps anti-CD36 apparait très spécifique, puissant, rapide et durable. De façon intéressante, les anticorps anti-CD36 provoquent une diminution frappante à la fois de la libération virale et de la transmission du VIH à partir des macrophages infectés aux cellules T. Par ailleurs, étant donné que l’incorporation de la protéine Env dans les particules virales est essentielle pour l'infectivité du virus, je me suis intéressé au transport de la protéine Env dans les macrophages primaires. Mes résultats suggèrent que l'interaction entre Gag et la queue cytoplasmique de la Gp41 est importante pour le transport de la protéine Env vers les VCCs et pour la formation de virus infectieux. Ce travail introduit de nouveaux concepts sur l’assemblage du VIH-1 dans les macrophages et suggère un rôle important pour les VCCs dans le cycle de vie du VIH. Nos résultats pourraient être d'intérêt pour le développement de nouvelles stratégies antivirales / Macrophages and T cells are the two cellular targets of HIV-1 in vivo. Macrophages are long-lived cells resistant to the cytopathic effect of HIV-1, and are present in many tissues where they appear to be relatively resistant to antiviral drugs. This is in sharp contrast to HIV-1-infected T cells that rapidly produce new virions before dying. Infection of macrophages is considered an important feature for the development of HIV-1-associated pathogenesis and for the establishment of a viral reservoir. In macrophages, the virus is assembled and accumulated into poorly characterized intracellular compartments called Virus-Containing Compartments (VCCs). During my PhD, I characterized the late phase of the HIV-1 life cycle in infected macrophages. I describe the Scavenger Receptor CD36 as a new component of the VCC required for HIV-1 replication in macrophages. VCC-like CD36+ compartments were observed in both HIV-1-infected and uninfected macrophages. Furthermore, I show that, in some cases, HIV-1 could directly bud into pre-existing CD36+ compartments. Exposure of HIV-1-infected macrophages to CD36-specific antibodies caused the intracellular retention of viral particles within VCCs. The effect of the anti-CD36 antibody was highly specific, potent, rapid and long lasting and, caused a striking reduction both of viral release and of HIV-transmission from macrophages to T cells. In addition, since the incorporation of the Envelope protein (Env) into viral particles is crucial for virus infectivity, I investigated the Env trafficking in primary macrophages. My results suggest that the interaction between Gag and the Gp41 cytoplasmic tail is critical for Env localization to the VCC and for the formation of infectious virions. This work introduces new concepts in the field of HIV-1 assembly in macrophages and suggests an important role for VCC in the HIV life cycle. Our results also unravel novel targets for the development of new antiviral strategies

L’anévrisme de l’aorte abdominale (AAA) représente un problème majeur de santé publique et est associé à des taux extrêmement élevés de mortalité en cas de rupture aortique. Il est classiquement associé à l’athérosclérose et aux facteurs de risque cardiovasculaires, à l’exception du diabète qui jouerait un rôle protecteur dans la maladie. Bien que certaines études aient montré une infiltration de macrophages et une modification de l’expression des micro-ARNs dans la paroi anévrismale, leurs rôles respectifs dans le développement de l’AAA ne sont pas encore totalement élucidés. Même si les modèles expérimentaux classiques sont utiles pour adresser cette question, ils ne miment pas parfaitement la physiopathologie humaine. Nous avons développé un nouveau modèle d’AAA associant application topique d’élastase et neutralisation systémique du TGFβ permettant de reproduire les principales caractéristiques de l’AAA humain et induisant une rupture aortique. Les objectifs de ce travail étaient de: -1/ Caractériser le phénotype des monocytes/ macrophages dans ce modèle murin d’AAA. -2/ D’étudier l’expression des micro-ARNs dans ce modèle. -3 / Les mécanismes impliqués dans la relation négative entre diabète et AAA étant à ce jour peu connus, le 3ème objectif était de mettre en place une étude clinique afin d’étudier l’expression des micro-ARNs chez des patients diabétiques ayant un AAA.L’application d’élastase associée à la neutralisation du TGFβ chez des souris C57/Bl6j entrainait une augmentation significative de la densité de macrophages infiltrés dans le tissu aortique anévrismal. L’analyse des tissus aortiques a montré des modifications significatives des marqueurs des macrophages pro-inflammatoires dits « M1 » et des marqueurs des macrophages impliqués dans la réparation tissulaire, dits « M2 ». Afin de mieux comprendre le rôle des macrophages dans ce modèle murin, des injections de clodronate ont été réalisées pour dépléter ces cellules. L’injection de clodronate diminuait de façon significative la dilatation anévrismale et prévenait la rupture. Ceci était associé à une préservation de la matrice extracellulaire et une modification de l’expression de certains marqueurs des macrophages, dont l’arginase-1 (ARG1), molécule impliquée dans la réparation tissulaire. La proportion de macrophages exprimant l’ARG1 augmentait en fonction de la sévérité de l’AAA. Enfin, la neutralisation du TGFβ induisait une diminution significative d’un type particulier de monocytes dits « Sat-Mono», impliqués dans la fibrose. Cette étude a ainsi montré le rôle des macrophages dans le développement et la rupture anévrismale avec une modification de leur phénotype. 752 micro-ARNs ont ensuite été analysés dans le tissu aortique, ce qui a permis d’identifier les micro-ARNs dont l’expression était modifiée dans ce modèle par rapport au groupe contrôle. Enfin, l’expression des micro-ARNs a été recherché chez l’homme en mettant en place une étude clinique. Bien que l’AAA chez l’homme soit classiquement associé à l’athérosclérose et aux facteurs de risque cardiovasculaire, il est paradoxalement négativement associé au diabète. Les mécanismes en cause sont encore peu connus. Nous avons comparé l’expression des micro-ARNs entre des patients diabétiques et non-diabétiques présentant un AAA. Cette étude pilote a permis d’identifier des cibles potentielles impliquées dans l’association négative entre diabète et AAA. / Abdominal aortic aneurysm (AAA) is a major public health concern and is associated with extremely high rates of mortality in case of aortic rupture. AAA is most often associated with atherosclerosis and cardiovascular risk factors, except diabetes that may rather play a protective role in the disease. Even though several studies have highlighted an infiltration of macrophages and changes of the expression of micro-RNAs in the aneurysmal wall, their role in AAA is still not fully understood. While experimental animal models are very useful to address this question, none of them perfectly mimics human pathophysiology. We recently created a new murine model of AAA based on topic application of elastase on the aorta associated with systemic TGFβ neutralization which reproduces the main human features of AAA and leads to fatal aortic rupture. The aims of this study were: -1/ Characterize the phenotype of monocytes/ macrophages in this murine model of AAA. -2/ Study the expression of micro-RNAs in this model. -3/ As the mechanisms involved in the negative association between diabetes and AAA are still poorly known, the third goal was to mount a clinical study to compare the expression of micro-RNAs between diabetic and non-diabetic patients with AAA. Topic application of elastase associated with systemic TGFβ neutralization in C57/Bl6j male mice led to a significant increase of macrophage infiltration in the aneurysmal tissue. This was associated with changes of the gene expression of the markers of the pro-inflammatory macrophages, called “M1” and of the macrophages involved in wound healing, called “M2”. To investigate the role of macrophages in this model, we used liposomes containing clodronate injections to deplete these cells. This led to significant decrease of the aortic dilatation and prevented rupture. This was associated with a better preservation of the extracellular matrix and significant changes in the gene expression of the markers of macrophages including arginase-1 (ARG1), a molecule involved in would healing. The proportion of macrophages expressing ARG1 increased with the severity of the AAA. At last, TGFβ neutralization led to a significant decrease of a population of macrophages involved in fibrosis, called “Sat-Mono”. This study highlighted the role and the phenotypic changes of macrophages during AAA development. We then analyzed the expression of 752 micro-RNAs in the aneurysmal aortic tissue which allowed identifying the micro-RNAs whose expression varied in the murine model. At last, the expression of micro-RNAs was investigated in patients with AAA. We compared the expression of micro-RNAs between diabetic and non-diabetic patients with AAA. This pilot study led to the identification of micro-RNAs that could potentially represent new targets involved in the negative association between diabetes and AAA.