La récente découverte de nouvelles classes de petits ARN a ouvert la voie permettant l’exploration de nouvelles régulations des évènements physiopathologiques. Nous avons récemment démontré que les petits ARN dérivés des RNY (s-RNY) forment une classe indépendante de biomarqueurs permettant la détection de lésions coronariennes et sont associés au fardeau athérosclérotique. Ici, nous étudions le rôle des s-RNY dans les monocytes/macrophages humains et murins et avons démontré que dans les monocytes/macrophages chargées en graisse l’expression des s-RNY est corrélée dans le temps avec l’activation de la mort cellulaire dirigée par les caspases et de l’inflammation via la voie NF-κB. Des expériences de gain ou de perte de fonction ont démontré que l’expression même des s-RNY active la caspase 3 et l’activation de NF-κB. Etant donné que, dans les maladies cardiovasculaires, les s-RNY sont associés à Ro60 et circulent dans le sang de patients, nous avons étudié la fonction extracellulaire du complexe Ro60/s-RNY. Nos données démontrent que ce complexe induit la mort cellulaire ainsi que l’inflammation, lorsqu’il est ajouté au milieu de culture de monocytes/macrophages. Enfin, nous démontrons aussi que la fonction des s-RNY se fait par l’intermédiaire du récepteur de type Toll, TLR7. En utilisant un inhibiteur spécifique des TLR7, nous avons bloqué les effets intracellulaires aussi bien que les effets extracellulaires des s-RNY. Ces résultats positionnent les s-RNY en tant que molécules significatives qui vont impacter la physiopathologie des macrophages, indiquant leur rôle potentiel en tant que médiateur des maladies inflammatoires comme l’athérosclérose / The recent discovery of new classes of small RNAs has opened unknown territories to explore new regulations of physiopathological events. We have recently demonstrated that RNY-derived small RNAs (referred to as s-RNYs) are an independent class of clinical biomarkers to detect coronary artery lesions and are associated to atherosclerosis burden. Here, we have studied the role of s-RNYs in human and mouse monocytes/macrophages and have shown that in lipid-laden monocytes/macrophages s-RNY expression is timely correlated to the activation of both NF-κB and caspase 3-dependent cell death pathways. Loss- or gain-of- function experiments demonstrated that s-RNYs activate caspase 3 and NF-κB signaling pathways ultimately promoting cell death and inflammatory responses. Since, in atherosclerosis, Ro60-associated s-RNYs generated by apoptotic macrophages are released in the blood of patients, we have investigated the extracellular function of the s-RNY/Ro60 complex. Our data demonstrated that s-RNY/Ro60 complex induces caspase 3-dependent cell death and NF-κB-dependent inflammation, when added to the medium of cultured monocytes/macrophages. Finally, we have shown that s-RNY function is mediated by Toll-like receptor 7 (TLR7). Indeed using chloroquine, which disrupts signaling of endosome-localized Toll-like receptors (TLRs) or a more specific TLR7 antagonist, we blocked the effect of either intracellular or extracellular s-RNYs. These results position s-RNYs as relevant novel functional molecules that impacts on macrophage physiopathology, indicating their potential role as mediators of inflammatory diseases, such as atherosclerosis

La myélopoïèse est finement régulée au niveau métabolique. Les cellules myéloïdes (monocytes et macrophages) sont au centre de nombreuses pathologies. Ma thèse étudie le rôle du métabolisme des cellules myéloïdes dans les pathologies inflammatoires. Je me suis intéressée au métabolisme du cholestérol dans la prolifération anarchique des monocytes (cancérisation) et j’ai étudié des mutations du transporteur ABCA1 (ATP-Binding Cassette A1) impliqué dans l’efflux de cholestérol, qui sont à l’origine d’une prolifération accrue des monocytes, soulignant l’impact du métabolisme lipidique dans la régulation de la prolifération cellulaire. Le métabolisme du glucose est lui aussi impliqué dans la régulation de la myélopoïèse. Nous avons étudié le rôle du transporteur au glucose, Glut-1, dans l’athérosclérose, qui est une pathologie inflammatoire chronique. Dans ce contexte, les CSH et les progéniteurs myéloïdes sur-expriment le transporteur Glut-1, induisant une monocytose, permettant l’accumulation de macrophages dans les lésions. La déficience en Glut-1 prévient la monocytose et le développement des plaques d’athérosclérose. Je me suis intéressée au rôle de la lipase acide lysosomale (LIPA) dans la phagocytose des cellules apoptotiques (efferocytose) par les macrophages, où une grande quantité de cholestérol ingérée doit être dégradée. LIPA en est un acteur central. L’inhibition de cette enzyme provoque un stress oxydatif mitochondrial, et active l’inflammasome NLRP3, contribuant à une inflammation chronique. Cela réduit aussi l’activation des Liver-X-Receptor et induit un défaut d’efferocytose des macrophages, ce qui participe à l’apparition d’une inflammatoire chronique. / Myeloid cells are produced by hematopoiesis, from hematopoietic stem cells (HSCs), a metabolically fine-tuned process. In chronic inflammatory diseases, an increased amount of monocytes is observed (monocytosis). My thesis focuses on the role of myeloid cells metabolism in chronic inflammatory diseases. We focused on the impact of cholesterol metabolism alterations into the anarchic proliferation of monocytes (carcinogenesis). Novel somatic mutations in the cholesterol efflux transporter ATP-Binding Cassette A1 induce carcinogenesis of monocytes, highlighting the impact of cholesterol efflux pathway in monocyte proliferation. I studied glycolysis in atherosclerosis, a chronic inflammatory disease. HSCs and myeloid progenitors exhibited higher Glut-1 expression in a murine model of atherosclerosis, with an enhanced accumulation of macrophages into lesions. A partial deletion of Glut-1 reduced HSCs and progenitors proliferation, limiting monocytosis and atherosclerotic plaques development. I studied the role of lysosomal acid lipase (LIPA) in the phagocytosis of apoptotic cells (efferocytosis). When a macrophage phagocytized an apoptotic cell, an important amount of cholesterol has to be degraded. LIPA is a key player in this process. When LIPA is inhibited, we observed a reduced production of 25- and 27-hydroxycholesterol, leading to an increased mitochondrial oxidative stress, which activated NLRP3 inflammasome activation and a reduced LXR activation. LIPA inhibition leads to a defective efferocytosis in vitro and in vivo. LIPA enzyme is essential to prevent metabolic inflammation by maintaining effective efferocytosis.

De par leurs propriétés, les nanoparticules suscitent des sentiments très contrastés. Elles sont considérées comme prometteuses dans de nombreux champs d’application, notamment dans le domaine médical. Beaucoup d’approches thérapeutiques utilisent aujourd’hui des nanoparticules comme par exemple, pour soigner les cancers. Cependant, les nanoparticules sont également vues comme une source potentielle de danger pour la santé humaine, en particulier lorsque l’on considère les crises sanitaires historiques liées à l’inhalation répétée de particules de silice cristalline ou de fibres d’amiante qui provoque de graves maladies telles que la silicose et l’asbestose. Les macrophages alvéolaires sont aujourd’hui connus pour jouer un rôle central dans l’évolution de ces deux maladies. Nous nous sommes donc intéressés aux aspects à la fois positifs et négatifs des nanoparticules. Dans un premier projet, afin de répondre à un problème de santé public, nous avons étudié l’effet de différents types de nanoparticules de silices amorphes sur la dérégulation des fonctionnalités principales des macrophages. Les principaux tests effectués ont montré un effet important sur les macrophages lorsque les nanoparticules de silice sont à des concentrations subtoxiques (dose létale 20), en revanche nous avons seulement observé un léger effet lorsque les macrophages sont exposés à des doses journalières équivalentes aux normes d’expositions imposées. Dans un deuxième projet, nous avons développé une stratégie de cheval de Troie dans laquelle des macrophages différenciés in vitro servent à véhiculer une grande quantité de nanoparticules d’oxyde de fer photoactivables au niveau des sites tumoraux. Cela afin d’améliorer les radiothérapies actuelles. Les premiers tests ont démontré que le Ferinject® était peu toxique pour les macrophages même à de fortes concentrations. Ensuite, les expérimentations pré-cliniques effectuées sur la souris ont validé notre concept puisque les macrophages injectés dans la circulation sanguine sont capables de migrer vers la tumeur. / Because of their properties, nanoparticles have generated opposed views. They are perceived as promising in many fields of application, particularly in medicine. Nanoparticles are currently used in many therapeutic approaches such as cancer therapy. However, in view of past health crises related to the repeated inhalation of crystalline silica particles and asbestos fibers, nanoparticles are also viewed as a source of potential risks for human health. Alveolar macrophages are now known to play a major role in the evolution of these two diseases. We thus chose to study both the positive and negative aspects of nanoparticles. In order to address a public health issue, our first project focused on the effect of different types of amorphous silica nanoparticles on the disruption of the main functionalities of macrophages. The main tests performed showed a significant effect on macrophages when amorphous silica nanoparticles were tested at subtoxic concentrations (lethal dose 20). However, we only observed minor effects when macrophages were exposed to a daily dose equivalent to the safety standards. For the second project we developed a Trojan horse strategy using macrophages to bring a significant quantity of photoactivatable nanoparticles to the tumor site so as to improve current radiotherapies. The first assays proved that Ferinject® was not toxic to macrophages even at high concentrations. Then, the pre-clinical experiments performed on mice validated our strategy because macrophages injected into the bloodstream were able to migrate toward the tumor.

L’obésité est responsable de diverses complications médicales, notamment respiratoires. Elle favorise l’apparition de maladies bronchiques chroniques (asthme, BPCO) et complique leur prise en charge. Elle s’accompagne de troubles respiratoires du sommeil et augmente la susceptibilité aux infections respiratoires.Le tissu adipocytaire est désormais reconnu comme un tissu hormonal, source de nombreux médiateurs dont font partie les adipokines, cytokines produites principalement par les adipocytes. Parmi celles-ci, l’adiponectine (APN) est une protéine de 30kDa qui peut s’associer en multimères de plus ou moins haut poids moléculaire. Ses taux circulants sont élevés mais sa concentration sérique diminue avec le gain de poids.L’adiponectine est impliquée dans les phénomènes d’immunorégulation associés aux modifications nutritionnelles et également dans le développement pulmonaire. Mais le rôle pro ou anti-inflammatoire de l’APN est toujours un sujet à débat. L’association entre les taux sériques d’APN et la survenue de maladies bronchiques n’est pas clairement démontrée chez l’homme.Nous nous sommes intéressés au rôle que joue l’APN au sein du système respiratoire, dans la régulation du fonctionnement des macrophages et cellules épithéliales bronchiques. Nous avons plus particulièrement étudié l’effet de l’APN sur la sécrétion de cytokines par ces deux types cellulaires.Nous disposons de pièces opératoires pulmonaires de patients opérés pour un cancer bronchique, à partir desquelles nous réalisons des cultures primaires d’explants de parenchyme, de macrophages pulmonaires ou de cellules épithéliales bronchiques et nous disséquons des anneaux bronchiques.Nous avons montré qu’il existait une production d’APN in situ par du tissu pulmonaire humain et que cette production était corrélée, à l’instar de la forme circulante, au poids du patient. Nous avons vérifié que les récepteurs à l’APN (AdipoR1 et AdipR2) étaient tous les deux exprimés par des macrophages pulmonaires, des explants de bronches et des cellules épithéliales bronchiques.Nous avons soumis les macrophages pulmonaires humains à un traitement par de l’APN à différentes concentrations (3-10-30 microg/ml) avant de les stimuler par du LPS (10 ng/ml ou Poly I:C 10 ng/ml) ou d’IL-4 (10 ng/ml). Nous avons montré que l’adiponectine diminuait la sécrétion des cytokines M1 induites par le LPS et le Poly I:C (IL6, CCL3, CCL4, CCL5, CXCL8, TNF). tout comme celles des cytokines M2 induites par l’IL-4 (CCL13, CCL18, CCL22). L'adipoRon, agoniste synthétique des récepteurs de l'adiponectine, a montré les mêmes effets que la protéine recombinante.Nous avons comparé avec l’effet d’autres adipokines : la leptine à sa plus grande concentration (1000 ng/ml) induisait la production de cytokines de type M1 (IL6, CCL3, CCL4, CCL5, TNFa) par des macrophages non stimulés alors que la visfatine et la chémérine n’avaient aucun effet sur la production de cytokines par les macrophages.Seule l’adiponectine a démontré un effet sur les cellules épithéliales bronchiques, en modulant de façon opposée la production de certaines cytokines : diminution de la sécrétion de CXCL1 et CCL2 en situation basale et après traitement par TNF (50 ng/ml) mais augmentation de celle d’IL6 et CXCL8 en situation basale.Nous avons complété ce travail par des expériences sur la régulation du tonus bronchique par les adipokines, en utilisant des anneaux bronchiques dans des cuves à organes isolées. Ces résultats ont fait l'objet d’un dépôt de brevet européen.Ces travaux sont les premiers à s’intéresser à l’effet de l’APN et de l’AdipoRon sur un modèle de culture primaire de macrophages et cellules épithéliales bronchiques humains. L’APN est capable de moduler la polarisation de ces cellules. Les adipokines régulent aussile tonus bronchique. Les adipokines sont essentielles à la compréhension du retentissement pulmonaire de l’obésité. / Obesity promotes the development of chronic bronchial diseases (asthma, COPD) and complicates their management, induces sleep breathing disorders and increases susceptibility to respiratory infections. Adipocytea are a source of mediator production including adipokines. Among these, adiponectin (APN) is a 30kDa protein that can associate in multimers of variable molecular weight. It circulates at high level but its serum concentration decreases with weight gain. APN is involved in immunoregulation and pulmonary development. But the pro or anti-inflammatory role of the APN is still a matter for debate. The association between serum levels of APN and the occurrence of bronchial diseases is not clearly demonstrated in humans. We explored the role of adipokines within the respiratory system. In particular, we studied the effect of the APN on the production of cytokines by pulmonary macrophages and bronchial epithelial cells. We obtained lung specimens from patients operated for carcinoma, from which we carried out primary cultures of parenchymal explants, pulmonary macrophages or bronchial epithelial cells and we also prepared bronchial rings for study in organ bath. We have revealed an in situ production of APN by human lung tissue, which is correlated with patient weight. We have verified that APN receptors (AdipoR1 and AdipR2) were both expressed by pulmonary macrophages, bronchial explants, and bronchial epithelial cells. We have treated human lung macrophages with APN (3-10-30 μg/ml) before stimulation with LPS (10 ng / ml) or Poly I: C (10 ng/ml) or IL-4 (10 ng/ml).We have shown that the APN decreased the production of M1 cytokines induced by LPS and Poly I: C (IL-6, CCL3, CCL4, CCL5, CXCL8, TNFa) as well as those of M2 cytokines induced by IL-4 (CCL13, CCL18, CCL22). AdipoRon, a synthetic adiponectin receptor agonist, exhibited the same effects as the recombinant protein. In comparison, leptin at its highest concentration (1000 ng/ml) induced the production of M1-type cytokines (IL-6, CCL3, CCL4, CCL5, TNF-α) by unstimulated macrophages whereas visfatin and chemerin did not reveal any effect on cytokine production by macrophages. Only APN demonstrated an effect on bronchial epithelial cells: decreasing the production of CXCL1 and CCL2 at basal state and after stimulationwith TNF (50 ng / ml) but increasing production of IL6, CCL20 and CXCL8 in the basal situation. We have completed this work by experiments on the regulation of bronchial tone by adipokines, using bronchial rings in isolated organ baths. These results have been the subject of a European patent application. This work is the first looking at the effect of APN and AdipoRon on primary human pulmonary macrophages and bronchial epithelial cells. APN is able to modulate the polarization of these cells. Adipokines are essential for understanding the respiratory burden of obesity.

Le virus du syndrome dysgénésique et respiratoire porcin (SDRPv) est un pathogène à l’origine de problèmes respiratoires et de reproduction. La réponse immunitaire face au SDRPv est caractérisée par une virémie persistante et un retard dans la mise en place des anticorps neutralisants. Les macrophages alvéolaires (AM) sont la cible principale du virus mais plusieurs études in vitro suggèrent une infection des cellules dendritiques (DC). Dans ce manuscrit, de nouvelles cibles cellulaires du virus ont été découvertes dans le poumon et dans les ganglions trachéo-bronchiques. Les cellules du parenchyme pulmonaire AM-like sont infectés in vivo par le SDRPv de Type 1 alors que les cDC1, cDC2 et moDC du poumon ne sont pas infectées. La souche Lena Type 1.3 se distingue des autres souches par sa capacité à induire une polarisation vers une réponse Th1 in vitro. Une expérience de transfert de lymphocytes T mémoires in vivo suggèrent une réponse cellulaire accrue et délétère lors de l’infection par la souche Lena. Trois populations de macrophages ont été identifiées dans les ganglions et nommées : macrophages périfolliculaires (PFMacro), macrophages des cordons lymphatiques (cordMacro) et macrophages efférents (effMacro). Les effMacro et les PFMacro sont infectés par les souches européennes. Quant à la réponse humorale, 5 stades de différenciation des LB dans les ganglions ont été identifiés et une étude de l’impact de l’infection sur la différenciation des lymphocytes B est en cours. / Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) is a single-stranded RNA virus that causes reproductive failure and respiratory problems in swine. Immune response against PRRSV is characterized by a persistent viremia and a delay in neutralizing antibodies’ production. Main targets of PRRSV are Alveolar Macrophages (AM) but in vitro studies suggest that PRRSV could replicate in dendritic cells (DC). In this manuscript, new cellular targets of PRRSV in the lung and the tracheo-bronchial lymph nodes have been depicted. This work revealed that pulmonary parenchymal AM-like are susceptible to PRRSV in vivo. Moreover, study of DC infection in the lung reveals that cDC1, cDC2 and moDC are not infected by Type 1 PRRSV. In tracheo-bronchial lymph nodes, 3 populations of pig macrophages (Macro) have been identified and called perifollicular macrophages (PFMacro), lymphatic cord macrophages (cordMacro) and efferent macrophages (effMacro). In vivo infection revealed that PFMacro and effMacro are susceptible to Type 1 PRRSV infection. In order to understand the delay in humoral response establishment, 5 populations of B cells have been identified in the lymph nodes. The interaction of SDRPv with these populations is under study.

L’asthme équin est une maladie obstructive récurrente des voies respiratoires. De nombreux facteurs étiologiques ontété déterminés comme pouvant initier ou maintenir l’asthme équin sévère (AES), cependant l’exposition au foin restele facteur de risque principal. L’utilisation de traitements à base de corticoïdes sont efficaces en cas de crise maisinefficaces en l’absence de mesures sanitaires. Ainsi, depuis quelques années un dispositif permettant de « purifier »le foin à la vapeur a été développé, afin de diminuer la teneur en poussières et les antigènes microbiologiques présentsdans le foin. La physiopathologie de l’AES est complexe. Parmi les principaux acteurs de cette réponse immunitaire,les macrophages alvéolaires ont un rôle prédominant dans l’initiation et l’orientation de la réponse immunitaire. Ainsiétudier le rôle des macrophages des chevaux AES permettrait de mieux comprendre l’initiation de la réponseimmunitaire dans l’AES. Dans ce contexte, nous nous sommes interrogés sur l’influence du foin « à la vapeur » surla réponse immunitaire des chevaux AES lors d’un challenge in vivo et lors de la stimulation in vitro des macrophagesalvéolaires. Ainsi nous avons d’abord étudié la réponse systémique et locale des chevaux soumis à un challenged’exposition in vivo à du foin sec ou « à la vapeur ». La première partie de ce travail nous a permis d’observer uneffet bénéfique du foin « à la vapeur » sur le score de mucus trachéal des chevaux CTL et AES cependant nousn’avons pas observé un effet bénéfique significatif du foin « à la vapeur » sur la réponse cytologique et immunitaire.La deuxième partie du travail a permis d’étudier la réponse au foin « à la vapeur » à l’échelle des macrophagesalvéolaires. La microscopie en temps réel a mis en évidence des différences dans le comportement des macrophagesen réponse (1) à différents stimuli, (2) entre les chevaux AES et CTL, (3) entre les HDS provenant de foin sec ou defoin « à la vapeur ». La concentration en IL-1β était significativement plus élevée et la concentration en IL-10significativement plus faible chez les MA des chevaux AES comparés aux chevaux CTL. Une concentration en TNF-α plus élevée après stimulation in vitro a été observée chez les MA des chevaux AES et CTL. Cet état des lieux surla réponse des macrophages alvéolaires stimulés in vivo et in vitro pourra servir de base aux études futures nécessairespour conclure sur le rôle des MA dans le cas de l’AES. Cette triple approche à l’échelle du cheval, du poumon et dela cellule permet une vision globale de la réponse à un challenge d’exposition à du foin sec ou « à la vapeur » etpermet tout de même d’avoir un regard optimiste sur l’utilisation du foin « à la vapeur » pour les chevaux atteintsd’AES. / Equine asthma is a recurrent obstructive disease of respiratory tract. Several aetiologic factors are known to induceor maintain the severe equine asthma (sEA), however the hay exposure is the main risk factor. The use of treatmentswith corticoids are effective in case of crisis, but ineffective in the absence of sanitary measures. So, since severalyears a device allowing to purify the hay with steam was developed, in order to decrease the dust content and themicrobiological antigens within the hay. The pathophysiology of sEA is complex. Among the main actors of thisimmune response, the alveolar macrophages have an important role in the intiatiation and orientation of the immuneresponse. So, investigating the role of the equine alveolar macrophages of sEA horses would allow to betterunderstand the initiation of the immune response in the sEA. In this context, we focused on the influence of steamedhay on the immune response of sEA horses during an in vivo challenge and an in vitro stimulation of the alveolarmacrophages. First, we studied the systematic and local responses of horses submitted to an in vivo challengeexposure to dry and steamed hay. The first part of this work allowed us to show a beneficial effect of the steamedhay on the mucus tracheal score of sEA horses, however we did not observe any beneficial effect of the steamed hayon the cytological and immune response. The second part of the study allowed us to investigate the response of thealveolar macrophages to steamed hay. The real time microscopy showed differences in the behavior of macrophagesin response (1) to various stimuli, (2) between sEA and CTL horses (3) between HDS resulting from dry hay or fromsteamed hay. Moreover, the protein quantification of IL-1β was signifantly higher and the concentration of IL-10significantly lower in AM supernatant of sEA horses compared to CTL. The TNF-α concentration was higher on AMafter in vitro stimulation in sEA and CTL horses. These results on the alveolar macrophages reponse after both invivo challenge and in vitro stimulation, can be used as a basis for future studies in order to further characterize therole of AM in case of sEA. This triple approach on the horse, the lung and the cell scale allows a global vision of theresponse to an exposure challenge to dry or steamed hay and allows having an optimistic preliminary look on the useof the steamed hay for sEA horses.

Les macrophages ont un rôle majeur dans la régulation de l’inflammation. Ils sont capables de répondre rapidement aux signaux extérieurs en passant d’un état pro- à anti-inflammatoire (respectivement nommés macrophages M1 et M2). Certaines sous populations de macrophages M2 ont des propriétés angiogéniques. Parmi les voies de signalisation permettant aux macrophages de répondre aux signaux extérieurs on trouve les voies Wnt/Frizzled (Fzd). Elles reposent sur 10 récepteurs Fzd et 19 ligands Wnt. Il a été établi que les couples Wnt3a/Fzd1 et Wnt5a/Fzd5 sont impliqués dans la réponse inflammatoire des macrophages. Récemment le rôle d’une voie Wnt/Flt1 a été mis en évidence dans la régulation de l’angiogenèse, par les macrophages, lors du développement rétinien. Notre objectif de recherche fut d’étudier le rôle de la signalisation induite par Fzd7 sur les propriétés angiogéniques des macrophages. Nous avons étudié l’angiogenèse pathologique par l’utilisation de plusieurs modèles murins d’inflammation (irritation cutané, ischémie du membre inférieur, infarctus du myocarde). Chez des souris déficientes en Fzd7 dans les macrophages, l’angiogenèse est plus importante durant la phase d’inflammation, comparées aux souris contrôles. Par immuno-histologie et cytométrie en flux nous avons démontré que cette augmentation du nombre de vaisseaux s’accompagne d’une population de macrophages M2 plus importante, sans modification du nombre total de macrophages. Ces résultats obtenus dans plusieurs contextes inflammatoires chez la souris suggèrent que Fzd7 serait impliqué dans le contrôle de l’angiogenèse via une régulation de la polarisation M1 versus M2 des macrophages. / Macrophages play a major role in regulating inflammation. They are able to respond quickly to external signals from a pro to anti-inflammatory state (respectively named M1 and M2 macrophages). Some subpopulations of M2 macrophages have angiogenic properties. The Wnt/Frizzled (Fzd) pathway is part of pathways allowing macrophages to respond to their environment. They are composed of 10 Fzd receptors and 19 Wnt ligands. It was established that Wnt3a/Fzd1 and Wnt5a/Fzd5 are involved in the inflammatory response of macrophages. Recently the role of a Wnt/Flt1 pathway has been highlighted in the regulation of angiogenesis, by macrophages, during retinal development. Our aim was to study the role of the Fzd7-induced signaling on macrophages angiogenic properties. We studied pathological angiogenesis by using several mouse models of inflammation (skin irritation, hindlimb ischemia, myocardial infarction). In mice with Fzd7-deleted macrophages, angiogenesis is greater during the inflammatory phase, compared with control mice. By immune-histochemistry and flow cytometry we demonstrated that the increase in the vessels number is associated with a greater M2 macrophages population, without change in the total number of macrophages. These results obtained in several inflammatory contexts in mice suggest that Fzd7 be involved in the control of angiogenesis through regulation of the M1 versus M2 polarization of macrophages.

Les carcinomes épidermoïdes cutanés (CEC) sont des cancers invasifs du kératinocyte qui se développent suite à la subversion du système immunitaire. Une reprogrammation de l’immunité antitumorale par stimulation locale des cellules dendritiques (DC) et des macrophages pourrait être bénéfique. Dans ce contexte, l’objectif de ma thèse a été de comprendre l’hétérogénéité ontogénique, phénotypique et fonctionnelle de ces cellules immunitaires au cours de la carcinogenèse cutanée afin de développer des approches thérapeutiques les stimulant. Nous avons, d’abord, caractérisé les macrophages de la peau de souris et infiltrant les CEC chez l’homme. Nous avons identifié par cytométrie en flux spectrale une population de macrophages matures, autofluorescents et résidents de la peau de souris. Ces macrophages résidents présentent une polarisation fonctionnelle d’homéostasie et de réparation tissulaire. Dans les CEC humains, les macrophages autofluorescents semblent avoir les mêmes caractéristiques que leurs équivalents dans la peau de souris. Dans une seconde étude, nous avons mis en évidence que les DC associées aux tumeurs sont dysfonctionnelles. Une immunothérapie locale composée d’un agoniste de TLR9 et d’un anticorps bloquant la signalisation sous le récepteur à l’IL-10 induit la régression de tumeurs cutanées. Cette approche permet la reprogrammation fonctionnelle des DC et la génération de lymphocytes T CD8+ producteurs d’IFNγ, de TNFα et d’IL-17. Ces résultats mettent en évidence l’hétérogénéité fonctionnelle des cellules myéloïdes dans la peau et les CEC. Leur reprogrammation fonctionnelle permettrait le développement de nouvelles thérapeutiques contre les CEC chez l’homme. / Skin Squamous cell carcinoma (sSCC) are invasive keratinocyte tumor that develop after immune system subversion. The reprogrammation of anti-tumoral immunity using local stimulation of dendritic cells (DC) and macrophages could be useful. In this line, the aim of my thesis was to understand ontogenic, phenotypic and functional heterogeneity of these cell subsets along skin carcinogenesis to develop new immunotherapies. First, we characterized skin macrophage subsets in mouse and those infiltrating sSCC in human. Using spectral flow cytometry, we identified matured autofluorescent tissue-resident macrophages. These macrophages are anti-inflammatory polarized. In human sSCC, autofluorescent macrophages seem to have same properties that their mouse counterparts. In second study, we identified tumor-infiltrating DC with altered functions. We used a local immunotherapy composed by a TLR9 agonist and blocking antibody against α-chain of IL-10 receptor. This combination induced tumor regression through DC reprogrammation and IFNγ+, TNFα+ IL17A+ T CD8+ lymphocyte generation. These results highlight functional myeloid heterogeneity in skin and sSCC. Their reprogrammation could promote the development of immunotherapies against sSCC in human.

It is submitted in this thesis that the degree of activation or inhibition of macrophage function may differ in N. asteroides and N. brasiliensis infections with respect to release of plasminogen activator and of lysozyme The pattern of secretion of plasminogen activator and lysozyme in N. asteroides infections appears to differ in N. brasiliensis infection; and there is possibly a difference in the amount of lysozyme released by 2 day N. asteroides-activated macrophages and 2 day N. brasiliensis -activated macrophages. Strains of Nocardia organism did not influence macrophage morphology or ultrastructure. The study also shows the biochemical characteristics of plasminogen activator and lysozyme release, but not macrophage morphology and ultrastructure, are modified in the first 21 days of experimental Nocardia infections. There are three apparent mechanisms by which virulent strains of N. asteroides manage to survive within macrophages: (i) an ability to inhibit phagosome-lysozome fusion: (ii) alteration in the intraphagosomal pH: and (iii) alteration in the activity of the lysozomal enzyme acid-phosphatase. This study attempted to elucidate further the mechanisms enabling Nocardia organisms to persist and grow within macrophages. Reduced lysozyme release reflects diminished functional status of the macrophages of mice inoculated with N. asteroides or N. brasiliensis at certain times during infection. Reduced intracellular lysozyme levels have been linked with defects in bactericidal function. Such a reduction in intracellular and consequently extracellular levels of lysozyme might explain the capacity of Nocardia to survive intracellularly and to proliferate in the macrophage host.

Au cours de ce travail de thèse nous avons proposé une stratégie de ciblage des macrophages alvéolaires afin d’y vectoriser des glucocorticoïdes. Une prodrogue de budésonide, le palmitate de budésonide (BP) a été synthétisée dans le but de prolonger sa demi-vie dans les poumons après inhalation. Des nanoparticules PEGylées de BP ont été développées et étudiées pour obtenir une formulation stable avec des caractéristiques physico-chimiques appropriées et un taux de charge élevé pour pénétrer dans les macrophages alvéolaires, cellules centrales dans l'inflammation pulmonaire. Des tests in vitro sur les macrophages RAW 264.7 ont confirmé l'activité anti-inflammatoire et l'absence de cytotoxicité des nanoparticules. Celles-ci ont ensuite été séchée au sein de microparticules Troyennes obtenues par atomisation-séchage afin de faciliter leur administration pulmonaire sous forme de poudres et libérer les nanoparticules à proximité des alvéoles pulmonaires. Les microparticulessphériques creuses contenant de 0 % à 20 % de nanoparticules de BP présentent des diamètres aérodynamiques et une fraction de particules fines appropriés pour la délivrance pulmonaire. Les études pharmacocinétiques in vivo montrent des concentrations élevées et prolongées de budésonide dans les poumons, avec de faibles concentrations plasmatiques. Dans la deuxième partie de cette thèse, une autre stratégie de ciblage des macrophages a été évaluée par la décoration de la surface des nanoparticules avec du mannose. Après la synthèse d'un lipide mannosylé, des nanoparticules ont été formulées et caractérisées, démontrant un taux de charge élevé et une bonne stabilité jusqu'à 30 jours. Des tests in vitro sur les macrophages RAW 264.7 ont montré que la présence du mannose à la surface augmente l'internalisation des nanoparticules d’un facteur 2 après 48 h d'incubation, par rapport aux nanoparticules PEGylées. / This work focuses on strategies to target glucocorticoids to alveolar macrophages. We have synthesized a budesonide prodrug, budesonide palmitate (BP), increasing its lipophilicity to extend drug half-life in the lungs. BP PEGylated nanoparticles were developed and studied to obtain a stable formulation with suitable physicochemical characteristics and high drug loading to enter alveolar macrophages, key players in lung inflammation. In vitro tests on RAW 264.7 macrophages confirmed the anti-inflammatory activity and absence of cytotoxicity of nanoparticles. These were then encapsulated into Trojan microparticles obtained by spray-drying to facilitate their delivery to the lung as dry powders and release nanoparticles directly to the pulmonary alveoli. Spherical hollow microparticles containing from 0 % to 20 % of BP nanoparticles presented suitable aerodynamic diameters and fine particle fraction for lung delivery. In vivo pharmacokinetic studies demonstrated high and extended budesonide concentrations in the lungs, with low plasma concentrations. In the second part of this thesis, another macrophage targeting strategy was assessed by decoration of nanoparticle surface with mannose. After synthesis of a mannosylated lipid, nanoparticles were formulated and characterized, demonstrating high drug loading and stability up to 30 days. In vitro tests on RAW 264.7 macrophages showed that the presence of mannose on the surface increases nanoparticles internalization 2 fold after 48 h incubation, as compared with PEGylated nanoparticles.