Les récepteurs nucléaires LXRs sont associés aux métabolismes des lipides, du cholestérol et des hydrates de carbone. Ses agonistes naturels seraient des dérivés oxydés du cholestérol connus sous le nom d’oxystérols. Le cholestérol et les oxystérols sont associés au développement de l’athérosclérose une maladie cardiovasculaire qui a des graves conséquences sur les sociétés modernes. L’un des facteurs de risque majeurs de l’athérosclérose est le diabète de type II. Dans cette étude, qui essaye de faire un lien entre athérosclérose et diabètes, nous avons étudié les effets des LXRs sur le transport du glucose en conditions d’hyperglycémie et d’hyperglycémie/hyperinsulinémie qui sont des caractéristiques du diabète de type II. Nous avons mis en évidence que les transporteurs des hydrates de carbone Glut1, Glut3, Glut5 et Glut9 sont exprimés dans le macrophage humain THP1. Glut5 est connu comme étant un transporteur de fructose et Glut9 comme un transporteur d’urée. Nous avons démontré que Glut1 est impliqué dans le transport glucose des macrophages humain THP-1 et que ce transport est sensible à l’insuline. Tant l’activation spécifique que l’activation non spécifique de LXRs augmentent le transport de glucose dans les conditions étudiées, mais d’une manière différente. Cette étude nous a permis de démontrer qu’il pouvait y avoir un lien entre l’activation des récepteurs nucléaires LXRs sensibles aux oxystérols et une amélioration du transport du glucose dans les macrophages humains. / LXRs are nuclear receptors involved in lipids, cholesterol and carbohydrates metabolism. Their natural agonists are believed to be oxidized derivatives of cholesterol known as oxysterols. Cholesterol and oxysterols are associated with the development of atherosclerosis a cardiovascular disease having devastating consequences in modern societies. One of the major risk factors for atherosclerosis is type II diabetes. In this report, trying to make a link between atherosclerosis and diabetes, we attempt to demonstrate that LXRs may have an effect on glucose transport in conditions of hyperglycemia or hyperglycemia/hyperinsulinemia, two specific characteristics of type II diabetes. We found that in the THP1 human macrophage Glut1, Glut3, Glut5 and Glut9 are expressed. Glut5 is known as a fructose transporter and Glut9 as a urea transporter. We unveil that Glut1 was involved in glucose transport in human THP1 macrophages, and it was sensible to induction with insulin. Both specific and less specific activation of LXR increased glucose transport in hyperglycemic and hyperglycemic/hyperinsulinemic conditions but in a different way. This study demonstrated that activation of LXRs nuclear receptors that are sensible to oxysterols have benefic effects on glucose transport in human macrophages.

Les cellules monocytaires et les macrophages sont des cibles du virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) et du virus de l’immunodéficience simienne (VIS). D’une part, il a été proposé que les monocytes sanguins sont essentiels dans la réponse immune intestinale. D’autre part, les cellules monocytaires circulants reconstituent et repeuplent la région intestinale, qui est la première cible du VIH-1 et du VIS. Par conséquent, les cellules monocytaires intestinales pourraient contribuer à la dissémination virale dans l’organisme mais aussi représenter un réservoir viral sous thérapie antirétrovirale (TAR). Dans ce contexte, nous avons abordé la contribution des monocytes intestinaux dans le maintien des réservoirs viraux (VRs) chez le macaque rhésus (MR) infecté par la souche SIVmac251. Nos résultats montrent que la TAR précoce contrôle efficacement l’infection virale des cellules monocytaires, aussi bien dans le sang que dans l’intestin. Parallèlement au rebond viral après l'interruption du traitement, nous avons observé l'infection précoce des monocytes, qui présentent non seulement de l'ADN viral, mais également de l'ARN viral. Ces résultats indiquent que les sous-ensembles de cellules monocytes ne peuvent pas être considérés comme des VRs majeurs sous TAR, mais peuvent contribuer à la production virale et à la dissémination du virus une fois que celui-ci est interrompu. / Monocytic cells and macrophages are targets of human immunodeficiency virus (HIV-1) and simian immunodeficiency virus (SIV). On the one hand, it has been proposed that blood monocytes are essential in the intestinal immune response. On the other hand, circulating monocytic cells reconstitute and repopulate the intestinal tract, which is the primary target of HIV-1 and SIV. Therefore, intestinal monocytic cells could contribute to the viral dissemination but also represent a viral reservoir under antiretroviral therapy (ART). In this context, we discussed the contribution of intestinal monocytes in the maintenance of viral reservoirs (VRs) in rhesus macaque (RM) infected with SIVmac251. Our results show that early ART effectively controls the viral infection of monocytic cells, both in the blood and in the intestine. Along with viral rebound after treatment interruption, we have observed early infection of monocytes, which not only display viral DNA, but also viral RNA. These results indicate that subsets of monocyte cells cannot be considered as major VRs under ART, but may contribute to viral production and viral dissemination once treatment is interrupted.

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de l'Université Laval comme exigence partielle du programme de maîtrise en médecine expérimentale-génétique des populations humaines offerts à l'Université du Québec à Chicoutimi en vertu d'un protocole d'entente avec l'Université Laval pour l'obtention du grade ès sciences (M.Sc.)" / L’asthme est une affection respiratoire chronique caractérisée par des processus inflammatoires. Ceux-ci sont provoqués par l’interaction de différentes cellules effectrices avec la muqueuse bronchique, ce qui engendre un remodelage des tissus. Le macrophage, étant donné sont implication dans l’autorégulation du processus inflammatoire dans l’asthme, s’est avéré une cible intéressante pour mieux comprendre les bases moléculaires de ce trait. Dans un premier temps, la technologie des puces d’ADN a été utilisée lors de ce projet de recherche pour identifier des biomarqueurs relatifs au rôle du macrophage alvéolaire dans l’asthme, dans le but de mieux documenter le phénotype de cette cellule dans le contexte de l’asthme allergique. D’ailleurs, une famille de gène ayant une implication probable dans la pathologie de l’asthme, les HSP, plus précisément le HSP60, a pu être mis en évidence. Dans un deuxième temps, le potentiel anti-inflammatoire d’un composé isolé d’origine naturelle, la querciméritrine, a pu être testé en utilisant le macrophage comme modèle cellulaire, dans le but de développer de nouvelles approches thérapeutiques. En effet, les recherches ayant pour cible le macrophage ou ses médiateurs pourraient permettre de mieux comprendre sont rôle dans l’asthme et mener au développement de nouvelles thérapies pour le contrôle des maladies inflammatoires.

Leishmania est un parasite intracellulaire reconnu pour sa capacité à inhiber sa cellule hôte, le macrophage, et ainsi favoriser sa survie. Il parvient principalement à altérer des fonctions impliquées dans l’action microbicide du phagocyte (dont le monoxyde d’azote (NO)) ou dans la réponse immunitaire. On a associé ce phénomène à l’altération de plusieurs voies de signalisation de la cellule telles celles dépendantes du Ca2+, de la PKC, de JAK2/STAT1α et de ERK1/2. Il a précédemment été démontré que le parasite pouvait, en outre, induire l’activité des phosphotyrosines phosphatases (PTP) et plus spécialement celle de la PTP SHP-1. On reconnaît cette dernière comme un puissant inhibiteur de la signalisation cellulaire dépendante des tyrosines kinases. De plus, l’usage d’inhibiteurs de PTP a démontré l’importance de ces dernières dans la survie du parasite in vivo et in vitro. C’est pourquoi l’objectif de la présente thèse était de vérifier le rôle de la SHP-1 dans la survie du parasite in vivo et in vitro mais également dans l’inactivation du macrophage provoquée par l’infection. Pour ce faire, des souris déficientes en SHP-1, les viable motheaten, et des macrophages dérivés de celles-ci ont été infectés par Leishmania. In vivo, l’infection et l’inflammation chez les souris déficientes en SHP-1 étaient quasi inexistantes, grâce à l’action des cellules inflammatoires, surtout les neutrophiles, et à l’augmentation de la production de NO. Ce recrutement inflammatoire accru était causé par l’élévation des taux de cytokines pro-inflammatoires et de chimiokines. In vitro, l’absence de la SHP-1 empêchait la survie du parasite selon des mécanismes dépendants et indépendants de la production de NO. Le rôle de la SHP-1 dans l’inhibition de cette production se situait au niveau de l’inactivation des kinases JAK2 et ERK1/2 et des facteurs de transcription NF-κB et AP-1. Par contre, l’inactivation spécifique du facteur de transcription STAT1α ne dépendait pas de l’activité de la SHP-1 mais plutôt de celle des protéasomes cellulaires. En définitive, cette thèse démontre que l’activation de la SHP-1 est essentielle à la survie de Leishmania et à sa propagation, mais qu’il parvient également à inactiver le macrophage en favorisant la dégradation de STAT1α par les protéasomes. / The intracellular protozoan parasite Leishmania has been known for its ability to evade its host immune response principally by inhibiting phagocyte functions. Indeed, infected macrophages show a loss of microbicidal (NO, oxygen intermediates) and immunological activities (IL-1, IL-12, MHC). This allows for its replication and invasion of the host. These dysfunctions are correlated by alterations in signalling cascades depending on Ca2+, PKC, JAK2/STAT1α and MAPK ERK1/2. It has also been reported that Leishmania infection could induce the macrophage phosphotyrosine phosphatase (PTP) activity and more specifically that of PTP SHP-1, a strong negative regulator of tyrosine kinase-dependent pathways. Moreover, the use of PTP inhibitors showed their essential role in parasite survival both in vivo and in vitro. These results suggested a potential role for SHP-1 in parasite survival and in the inhibition of macrophages. To address this issue, SHP-1-deficient mice, the viable motheaten mice, and their bone marrow-derived macrophages were infected with Leishmania. Results show that footpad inflammation was virtually absent in SHP-1-deficient mice and depended on inducible nitric oxide synthase increased activity as well as inflammatory cells recruitment, especially neutrophils. This recruitment seemed to be due to increases in pro-inflammatory cytokines expression and secretion and in chemokine gene expression. SHP-1-deficient mice had both more inflammatory cells numbers and a higher ratio of neutrophils, recognized for their microbicidal action against Leishmania. In vitro, SHP-1 activity seemed essential for parasite survival by allowing the attenuation of NO-dependent and -independent mechanisms. Furthermore, its alteration of NO generation in infected cells was due to the dephosphorylation of JAK2 and ERK1/2 as well as inhibition of transcription factors NF-κB and AP-1. However, SHP-1 was not responsible for the inhibition of transcription factor STAT1α seen in infected macrophages. This phenomenon seemed due to specific proteasomal degradation of the protein. Overall, the present thesis demonstrates that Leishmania is a versatile parasite able to use several strategies to alter its host responsiveness, two of them being the essential activation of SHP-1 and the targeting of STAT1α to the proteasomal degradation pathway.

L’immunité pulmonaire est en constant équilibre entre le maintien de l’homéostasie et le développement d’une réponse inflammatoire. Plusieurs acteurs sont impliqués dans cette fine régulation, mais peu d’informations sont disponibles sur les mécanismes qui régulent l’activation de l’un ou l’autre de ces mécanismes. Différentes populations de cellules dendritiques sont activées lors de certaines réponses immunitaires, tandis que les macrophages alvéolaires sont davantage associés au maintien de l’homéostasie. De plus, lorsque l’homéostasie pulmonaire est dérégulée, une réponse inflammatoire exagérée se développe, comme dans le cas de l’asthme allergique. Cette thèse a pour objectif de mettre en lumière des mécanismes impliqués dans l’homéostasie pulmonaire et, plus particulièrement, d’identifier lesquels sont dérégulés dans l’asthme allergique. Nous avons étudié l’activation des différentes populations de cellules dendritiques pulmonaires lors d’une réponse tolérogène et asthmatique. Lors d’une réponse tolérogène, nous avons observé l’activation spécifique des cellules dendritiques myéloïdes de type 2, tandis que la réponse asthmatique est accompagnée d’une augmentation de la maturation des cellules dendritiques myéloïdes de type 1. Par la suite, nous avons investigué l’interaction entre les macrophages alvéolaires et les cellules dendritiques dans l’immunité pulmonaire. Dans cette étude, nous avons démontré que les macrophages alvéolaires naïfs contrôlent la capture de l’allergène par les cellules dendritiques, ce qui contribue au maintien de l’homéostasie pulmonaire. Finalement, nous avons déterminé que l’expression du CD200 (une protéine membranaire immunomodulatrice) présente sur les macrophages alvéolaires est dérégulée dans l’asthme et qu’il est possible d’inhiber certaines étapes de la cascade asthmatique en administrant de CD200 recombinant. À cet effet, l’administration de CD200 interfère avec le développement de l’hyperréactivité bronchique et réduit l’accumulation des cellules dendritiques myéloïdes et des lymphocytes Th2 dans le poumon. En conclusion, cette thèse a fait la lumière sur des mécanismes immunologiques importants pour le maintien de l’homéostasie pulmonaire, en particulier que les macrophages alvéolaires et la voie du CD200 régulent l’activation des cellules dendritiques. / Lung immunity is an ongoing equilibrium between homeostasis and inflammation. Many immune cells are involved in lung homeostasis, but little information is available on the mechanisms that regulate the development of either responses. Studies suggest that subsets of dendritic cells are differentially activated during a tolerogenic and asthmatic response, whereas alveolar macrophages are associated with the preservation of homeostasis. On the other hand, allergic asthma pathogenesis is triggered by the dysregulation of lung immunity. Thus, this thesis aim was to identify mechanisms responsible to maintain lung homeostasis and which ones are dysregulated in asthmatic response. Hence, we investigated the activation of the multiple dendritic cell subsets in a tolerogenic and asthmatic response. The activation of the myeloid dendritic cell subset 2 was associated with tolerance, whereas the asthmatic response was associated with an increased maturation of myeloid dendritic cell subset 1. We subsequently studied the interaction between alveolar macrophages and dendritic cell subsets in lung immunity. This study demonstrated that naïve alveolar macrophages inhibit dendritic cell capture of allergens and migration to the draining lymph nodes, which contributed to the restoration of lung homeostasis. Furthermore, we showed that asthmatic alveolar macrophages expressed less CD200, an immunomodulatory membrane protein, than naïve cells. The administration of a recombinant CD200 protein to asthmatic rats inhibited the development of airway hyperresponsiveness and reduced the accumulation of myeloid dendritic cells and inflammatory Th2 cells in the lungs. In summary, this thesis identified multiple mechanisms that are crucial for lung homeostasis and show that alveolar macrophages and the administration of CD200 inhibit dendritic cell activation.

L’artériopathie oblitérante des membres inférieurs conduit progressivement au rétrécissement des artères qui assurent la vascularisation des membres inférieurs. Il en résulte une ischémie des tissus irrigués par ces artères et à terme, en cas d’occlusion artérielle, une ischémie critique conduisant à une amputation du membre. De nouvelles stratégies de thérapie cellulaire basées sur l’injection de cellules progénitrices capables d’induire une angiogenèse thérapeutique se sont développées ces dernières années. Cependant le faible taux d’incorporation des cellules transplantées dans le tissu ischémique limite le développement de ces nouvelles approches. Dans ce contexte, mon travail de thèse a consisté à étudier deux approches thérapeutiques distinctes pouvant améliorer les thérapies pro-angiogènes. La première étude porte sur le fucoïdane, polysaccharide sulfaté d’origine naturelle, antithrombotique favorisant la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans le modèle murin d’ischémie du membre inférieur. Nous avons montré qu’il induisait le recrutement de monocytes en améliorant leur adhésion à l’endothélium activé en condition dynamique, ainsi que leur adhésion à la matrice et leur transmigration in vitro. Cette action est médiée par l’activation des voies de signalisation ERK et p38 et la sécrétion de métalloprotéinases 9. De plus, le fucoïdane entraine une polarisation des macrophages de type pro-angiogènes in vitro. Il augmente leur recrutement dans le muscle ischémié permettant de réduire ainsi la phase inflammatoire post-ischémique, la nécrose et de favoriser le processus de cicatrisation. La deuxième étude porte sur le rôle des neuropilines (NRP), co-récepteurs du VEGF (facteur de croissance pro-angiogène) exprimés à la surface des ECFC, afin de comprendre leur implication au niveau moléculaire dans le mécanisme d’action pro-angiogène des ECFCs et optimiser l’efficacité de la thérapie cellulaire. A l’aide du système d’extinction par ARN interférent, nous avons découvert un mécanisme de compensation jamais étudié auparavant puisque l’inhibition de NRP1 entraine une augmentation de celle de NRP2 et une diminution de la prolifération et de la migration des ECFCs. En revanche, l’extinction de NRP2 n’a pas d’effet sur l’expression de NRP1, mais induit une augmentation de l’adhésion des ECFCs à la matrice extracellulaire associée à une augmentation de la phosphorylation des ERK1/2. / Vascular diseases such as Peripheral Arterial Disease may evolve towards critical limb ischemia, requiring revascularization or amputation. New strategies of cell therapy based on the injection of progenitor cells able to induce therapeutic angiogenesis have been recently developed. However the low level of incorporation of transplanted cells in the ischemic tissue limits the development of these new approaches. In this context, my thesis was to study two different therapeutic approaches that can improve the pro-angiogenic therapies. The first focuses on fucoidan, a marine sulphated polysaccharide with antithrombotic properties. We have previously shown promising angiogenic properties of fucoidan in vivo. We found that fucoidan increases monocyte recruitment and improves their adhesion to activated endothelium under dynamic condition. It also increases in vitro transmigration. This action is mediated by the activation of ERK and p38 signaling pathways and metalloproteinase 9 secretion. Further, fucoidan can lead macrophage polarization to the pro-angiogenic type in vitro. It increases macrophage recruitment in ischemic muscle that could reduce post-ischemic inflammatory phase and necrosis leading to healing process. The second study focuses on the role of neuropilin (NRP), co-receptors of VEGF (pro-angiogenic growth factor). The aim of this part was to understand their involvement in the pro-angiogenic properties of ECFC at molecular level and optimize the efficiency of cell therapy. Using siRNA, we found a compensation mechanism never studied before. The NRP1 inhibition leads to an increase in the NRP2 expression and a decrease of ECFC proliferation and migration. The NRP2 silencing has no impact on NRP1, but induces ECFC adhesion to the extracellular matrix correlated with an increased level of ERK1 / 2 phosphorylation.

Les IFN-I (interférons de type I), principalement IFN et , constituent un mécanisme de défense primordial de l’hôte contre les pathogènes. Pourtant, dans le cas du VIH-1 (virus de l’immunodéficience humaine), la relation entre les IFN-I et la réplication virale apparaît plus complexe. En effet, si les IFN-I inhibent la réplication du VIH-1 ex vivo, un état d’hyperactivation permanent de la réponse IFN-I a été récemment associé à la progression vers le SIDA ainsi qu’à une forte virémie chez les patients infectés par le VIH-1. De même, la dérégulation de la réponse IFN-I est un critère déterminant dans l’issue pathogénique de certains modèles d’infection virale chez le singe. Si l’hypothèse du rôle pathogénique des IFN-I s’avère correcte, le VIH-1 pourrait avoir évolué afin de se répliquer même en présence d’une telle réponse, qui semble être au final, plus délétère pour l’hôte que pour le virus. L’objectif de ce travail a été d’évaluer la résistance du VIH-1 aux IFN. Dans ce contexte, le VIH-1 a été comparé au VIH-2 et au SIVmac (virus de l’immunodéficience simienne), virus phylogénétiquement proches mais peu ou pas pathogènes pour l’homme, lors de l’infection de plusieurs types cellulaires tels que des lymphocytes, des macrophages et des cellules dendritiques. En accord avec l’hypothèse initiale de travail, les expériences réalisées ont montré que le VIH-1 est capable de se répliquer dans les cellules primaires prétraitées avec des doses d’IFN comparables à celles mesurées in vivo, alors que la réplication des virus VIH-2/SIVmac est complètement bloquée, même à des concentrations très faibles d’IFN. Ce travail a permis de démontrer que le blocage induit par l’IFN s’exerce au niveau des phases précoces de l’infection et plus précisément à l’étape de la transcription inverse. En effet, les données obtenues suggèrent que l’IFN induit l’expression d’un effecteur cellulaire qui affecte différentiellement la stabilité des complexes viraux, ce qui se traduit par un défaut d’accumulation de l’ADN viral plus important pour le VIH-2 et le SIVmac, que pour le VIH-1. La différence de susceptibilité des lentivirus de primates aux IFN-I pourrait ainsi expliquer en partie, les différents niveaux de réplication de ces virus, associés à leurs degrés de pathogénicité in vivo. / Type I Interferons (IFN-α/β, herein IFNs) provide an important mechanism of defense against pathogens and regulate in a paracrine and autocrine manner both intrinsic and adaptive immune responses. In the case of HIV-1 however, the relationship between IFNs and viral replication appears more complex. Indeed, if IFNs have been described to interfere with HIV-1 at basically all phases of its life cycle ex vivo, an IFN-induced state is linked to AIDS progression and to high viral loads in HIV-1 infected individuals. Similarly, a deregulated and prolonged IFN production/state seems one of the main distinguishing features between pathogenic and non-pathogenic SIV infection in primate animal models, suggesting that a deregulated IFN-state may be more detrimental to the host than to the virus itself in vivo.If this hypothesis is correct and if HIV-1 plays an active role in the perpetration of this antiviral state, it is possible that HIV-1 may have overall evolved to cope with this environment, remaining able to replicate despite it.To determine whether HIV-1 was better armed to replicate in the presence of an IFN-state environment than other primate lentiviruses, we compared HIV-1 to SIVmac and more importantly to HIV-2 that albeit capable of inducing AIDS in humans does so in a much less aggressive manner. In agreement with the initial hypothesis, our results indicate that HIV-1 is better fit to replicate in primary cells in the presence of amounts of IFN comparable to the ones measured in vivo, while the replication of HIV-2/SIVmac viruses is completely blocked even in the presence of low levels of IFN. By decorticating the effects of IFNs on the early and late phases of the viral life cycle in primary macrophages, we show here that the main target of the differential action of IFNs are the early phases of infection. More specifically, with time kinetics that we determine herein, IFNs induce cellular factor/s that differentially affect the stability of pre-reverse transcription complexes of HIV-2, but not of HIV-1. Our results could underlie a different evolutionary adaptation of primate lentiviruses to interferons that might be responsible for their different pathogenicity in vivo.

A travers l'évolution, les agents pathogènes ont développé des stratégies leur permettant de survivre au sein de leur hôte en interférant avec la biogénèse des phagolysosomes. Comme C. burnetii vit dans un phagosome acide incapable de fusionner avec les lysosomes et que sa virulence est associée à l'expression de son LPS, nous avons étudié le rôle du LPS de C. burnetii dans le détournement de la conversion phagosomale. En effet, nous avons montré que C. burnetii virulent ainsi que son LPS se localisent dans des compartiments Lamp-1+ qui n'acquièrent pas la CathepsineD et Rab7 n'est pas recruté à leur surface. Contrairement au LPS du variant avirulent de C. burnetii, qui est localisé dans les lysosomes, le LPS de C. burnetii virulent (vLPS) n'induit pas l'activation de la MAPKinase p38, empêche le recrutement de Rab7 à la surface des compartiments en déstabilisant le complexe HOPS. Finalement, nous avons démontré que la bactérie virulente exprimant le vLPS détourne la conversion phagosomale pour survivre et pour se multiplier dans les macrophages en évitant l'activation de l'axe MAPK-p38/Vps41-HOPS. Nous avons également étudié les mécanismes permettant à Tropheryma whipplei, l'agent de la maladie de Whipple, de se répliquer dans les macrophages puisque les macrophages sont la cible in vivo de cette bactérie. Nous avons montré que T. whipplei bloque la conversion de son phagosome. / Through evolution, pathogens have developed strategies to survive within their host by interfering with the biogenesis of phagolysosomes. As it is known that C. burnetii lives in acidic phagosome which is unable to fuse with the lysosomes and that its virulence is associated with the expression of LPS, we studied the role of C. burnetii LPS in hijacking of phagosomal conversion. Indeed, we showed that the virulent C. burnetii and its LPS are located in Lamp-1+ compartments which do not acquire CathepsineD and Rab7 is not recruited to their surface. Contrary to LPS of avirulent C. burnetii, which is located in the lysosomes, the LPS of virulent C. burnetii (vLPS) does not induce activation of the p38 MAPKinase and it prevents the recruitment of Rab7 to the surface of compartments by destabilizing the HOPS complex. Finally, we demonstrated that virulent bacteria expressing virulent LPS hijack phagosomal conversion to survive and multiply in macrophages by preventing activation of p38-MAPK/Vps41HOPS axis. We also studied the mechanisms by which Tropheryma whipplei, the agent of Whipple's disease, replicates in macrophages, which are its target in vivo. We have shown that T. whipplei blocks the conversion of its phagosome. Indeed, after purification of phagosomes containing-T. whipplei, we observed by Western blot and confocal microscopy that T. whipplei survives in an immature phagosome with characteristics of both early and late phagosomes (presence of Rab5 and Rab7) making it unable to fuse with lysosomes. As the IL-16 is known to induce replication of T. whipplei, we studied the effect of this cytokine on the phagosome biogenesis of T. whipplei.

L’artériopathie oblitérante des membres inférieurs conduit progressivement au rétrécissement des artères qui assurent la vascularisation des membres inférieurs. Il en résulte une ischémie des tissus irrigués par ces artères et à terme, en cas d’occlusion artérielle, une ischémie critique conduisant à une amputation du membre. De nouvelles stratégies de thérapie cellulaire basées sur l’injection de cellules progénitrices capables d’induire une angiogenèse thérapeutique se sont développées ces dernières années. Cependant le faible taux d’incorporation des cellules transplantées dans le tissu ischémique limite le développement de ces nouvelles approches. Dans ce contexte, mon travail de thèse a consisté à étudier deux approches thérapeutiques distinctes pouvant améliorer les thérapies pro-angiogènes. La première étude porte sur le fucoïdane, polysaccharide sulfaté d’origine naturelle, antithrombotique favorisant la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans le modèle murin d’ischémie du membre inférieur. Nous avons montré qu’il induisait le recrutement de monocytes en améliorant leur adhésion à l’endothélium activé en condition dynamique, ainsi que leur adhésion à la matrice et leur transmigration in vitro. Cette action est médiée par l’activation des voies de signalisation ERK et p38 et la sécrétion de métalloprotéinases 9. De plus, le fucoïdane entraine une polarisation des macrophages de type pro-angiogènes in vitro. Il augmente leur recrutement dans le muscle ischémié permettant de réduire ainsi la phase inflammatoire post-ischémique, la nécrose et de favoriser le processus de cicatrisation. La deuxième étude porte sur le rôle des neuropilines (NRP), co-récepteurs du VEGF (facteur de croissance pro-angiogène) exprimés à la surface des ECFC, afin de comprendre leur implication au niveau moléculaire dans le mécanisme d’action pro-angiogène des ECFCs et optimiser l’efficacité de la thérapie cellulaire. A l’aide du système d’extinction par ARN interférent, nous avons découvert un mécanisme de compensation jamais étudié auparavant puisque l’inhibition de NRP1 entraine une augmentation de celle de NRP2 et une diminution de la prolifération et de la migration des ECFCs. En revanche, l’extinction de NRP2 n’a pas d’effet sur l’expression de NRP1, mais induit une augmentation de l’adhésion des ECFCs à la matrice extracellulaire associée à une augmentation de la phosphorylation des ERK1/2. / Vascular diseases such as Peripheral Arterial Disease may evolve towards critical limb ischemia, requiring revascularization or amputation. New strategies of cell therapy based on the injection of progenitor cells able to induce therapeutic angiogenesis have been recently developed. However the low level of incorporation of transplanted cells in the ischemic tissue limits the development of these new approaches. In this context, my thesis was to study two different therapeutic approaches that can improve the pro-angiogenic therapies. The first focuses on fucoidan, a marine sulphated polysaccharide with antithrombotic properties. We have previously shown promising angiogenic properties of fucoidan in vivo. We found that fucoidan increases monocyte recruitment and improves their adhesion to activated endothelium under dynamic condition. It also increases in vitro transmigration. This action is mediated by the activation of ERK and p38 signaling pathways and metalloproteinase 9 secretion. Further, fucoidan can lead macrophage polarization to the pro-angiogenic type in vitro. It increases macrophage recruitment in ischemic muscle that could reduce post-ischemic inflammatory phase and necrosis leading to healing process. The second study focuses on the role of neuropilin (NRP), co-receptors of VEGF (pro-angiogenic growth factor). The aim of this part was to understand their involvement in the pro-angiogenic properties of ECFC at molecular level and optimize the efficiency of cell therapy. Using siRNA, we found a compensation mechanism never studied before. The NRP1 inhibition leads to an increase in the NRP2 expression and a decrease of ECFC proliferation and migration. The NRP2 silencing has no impact on NRP1, but induces ECFC adhesion to the extracellular matrix correlated with an increased level of ERK1 / 2 phosphorylation.

Nous avons montré, aussi bien in vitro que in vivo, l’impossibilité de la reprogrammation directe des macrophages en cellules béta, et ce en en utilisant les facteurs publiés dans la littérature actuelle comme étant déterminants et importants pour la différenciation en cellules béta du pancréas. Les macrophages préalablement transduits par des virus, ont été cultivés dans des conditions spécifiques visant à mimer le microenvironnement pancréatique, ou injectés dans le pancréas des souris afin de faciliter la reprogrammation. De plus, l’échec dans la reprogrammation des lignages, la culture des macrophages en présence de composés régulant la différentiation des cellules béta induit la formation d’organoïdes. Ces “clusters” de cellules montrent une forte inhibition du potentiel prolifératif comme a été démontré par l’arrêt du cycle cellulaire. Le criblage de différents composés a permis l’identification de la nicotinamide (vitamine B3) comme étant la molécule responsable de l’inhibition de la progression du cycle cellulaire. Les analyses transcriptomiques ont montré l’augmentation de l’expression des inhibiteurs du cycle cellulaire ainsi que la réduction des niveaux d’expression des régulateurs positifs, confirmant que la nicotinamide régule négativement le cycle cellulaire. De manière intéressante, nous avons montré que ce phénomène est réversible, étant donné que le retrait de la nicotinamide résulte en un réengagement dans le cycle cellulaire et la formation de colonies. Ces résultats indiquent le possible rôle de la nicotinamide dans la régulation du potentiel prolifératif des macrophages Maf-DKO. / We have shown here that direct reprogramming of macrophages into beta cells was not possible, both in vitro and in vivo, using pancreatic fate determinants already reported in current literature. Transduced macrophages were cultured in specific conditions or injected into the murine pancreas, aiming to mimic the pancreatic microenvironment as a reprogramming inducer. Besides this failure in lineage reprogramming, culturing macrophages with compounds regulating beta cell differentiation induced the formation of organoids. These cell clusters showed strong inhibition of the proliferative potential, as demonstrated by the arrest of their cell cycle. Screening of the different compounds, allowed the identification of nicotinamide as the responsible molecule for the inhibition of cell cycle progression. Transcriptomic analysis depicted an increased expression of cell cycle inhibitors along with reduced levels of positive regulators, confirming the nicotinamide-induced negative regulation of cell cycle. Most importantly, we have demonstrated that this phenomenon was a reversible proliferation inhibition, since withdrawal of nicotinamide resulted in cell cycle re-entry and rescue of the colony formation phenotype. Together these results indicate a possible role of nicotinamide (Vitamin B3) in the regulation the Maf-DKO macrophages proliferative ability. Further investigations are needed to assess a role for Nicotinamide in controlling the biology of wild-type macrophages, and determine the molecular pathways controlling this transient phenomenon.