The mammalian pregnancy comprises a challenge to the maternal immune system since the fetus is semi-allogeneic and could thus be rejected. Pregnancy success is associated with the placenta that is not only essential for oxygen supply, nourishment and pregnancy hormones but also plays a role in the protection of the fetus against maternal immunologic attack. The aim of the current studies was to elucidate the role of human placenta as an immunomodulatory organ with a special focus on placental exosomes as vehicles for establishment of maternal tolerance to the fetus. We discovered that the syncytiotrophoblast in human normal pregnancy constitutively produces and secretes exosomes. Exosomes are 30-100 nanometer-sized membrane vesicles of endosomal origin that convey intercellular communication. Exosomes are produced and released through the endosomal compartment and reflect the type and the activation state of the cells that produce and secrete them. They carry cytosolic and membrane-bound proteins and nucleic acids and can influence and re-program recipient cells. Depending on their interactions with cells of the immune system they can be divided into immunostimulatory or immunosuppressive. We developed methods for isolation and culture of trophoblast and placental explants from human normal first trimester pregnancy and isolated exosomes from the culture supernatants.  These exosomes were characterized biochemically and functionally regarding mechanisms with potential importance in the establishment of maternal tolerance towards the fetus. The following aspects were studied: 1) exosomal modulation of the NKG2D receptor-ligand system, a major cytotoxic pathway for NK- and cytotoxic T cells and thus potentially dangerous to the fetus; 2) placental exosome-mediated apoptosis of activated immune effector cells; and 3) Foxp3-expressing T regulatory cells in human pregnant uterine mucosa, the decidua. Using immuno electron microscopy we show that human early syncytiotrophoblast constitutively expresses the stress-inducible NKG2D ligands MICA/B and ULBP1-5, and the apoptosis inducing molecules FasL and TRAIL. While MICA/B were expressed both on the cell surface and intracellularly on the limiting membrane of multivesicular bodies (MVB) and on exosomes, the ULBP1-5, FasL and TRAIL  were solely  processed through the MVB of the endosomal compartment and secreted on exosomes. The NKG2D ligand-expressing placental exosomes were able to internalize the cognate receptor from the cell surface of activated NK- and T cells thus down regulating their cytotoxic function. In our studies of apoptosis we found that placental exosomes carry the proapoptotic ligands FasL and TRAIL in their active form as a hexameric complex of two homotrimeric molecules, required for triggering of the apoptotic signaling pathways. This finding was supported by the ability of isolated placental FasL/TRAIL expressing exosomes to induce apoptosis in activated peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and Jurkat T cells. Additionally, we studied Foxp3-expressing T regulatory (Treg) cells in paired human decidual and blood samples from pregnant women compared to non-pregnant controls. The CD4+CD25+Foxp3+ Treg cells were 10 fold enriched in the decidual mucosa compared to peripheral blood of pregnant women and non-pregnant controls. We discovered a pool of Foxp3-expressing, CD4+CD25- cells in human decidua, a phenotype consistent with naïve/precursor Foxp3+ Treg cells. These results suggest local enrichment of Treg cells in decidua of normal pregnancy. Furthermore, we have results indicating that the exosomes, isolated from placental explant cultures, carry PD-L1 and TGFβ on their surface, molecules known to promote induction of Treg cells. Taken together, our results provide evidence that placental exosomes are immunosuppressive and underline their role in the maternal immune modulation during pregnancy. The constitutive production and secretion of immunosuppressive placental exosomes create a protective exosomal gradient in the blood surrounding the feto-placental unit. This “cloud of immunosuppressive exosomes” conveys immunologic privilege to the developing fetus and thus contributes to the solution of the immunological challenge of mammalian pregnancy.

<p>Diss. (sammanfattning) Umeå : Umeå universitet, 1996, härtill 6 uppsatser</p> / digitalisering@umu

There is a huge unmet clinical need to treat damaged articular cartilage such as that caused by osteoarthritis (OA) with an estimated 8.75 million people in the UK having sought treatment for OA (ARUK 2013). Embryonic stem cells (ESCs) offer a promising alternative therapeutic approach, potentially providing an unlimited source of chondrocytes capable of regenerating the damaged cartilage however this is limited by the efficiency of the chondrogenic differentiation protocol. An improved understanding of the posttranscriptional regulation of chondrogenesis by microRNAs (miRNAs) may enable us to improve hESC chondrogenesis. Also the recent discovery that miRNAs are selectively packaged into exosomes which can then be transferred to and be functionally active within neighbouring cells suggests they may have a role in cell-cell communication. This project investigated the regulation of miRNA expression in relation to the transcriptome during hESCs-directed chondrogenesis and the possible role for exosomes during differentiation and in stem cell maintenance of hESCs. Small RNA-seq and whole transcriptome sequencing was performed on distinct stages of hESC-directed chondrogenesis using the Directed Differentiation Protocol (DDP) developed in our lab. Also small RNA-seq was performed on exosomes isolated from hESCs and chondroprogenitors along with the donor cells that the exosomes originated from. This revealed significant changes in the expression of several miRNAs during hESC-directed chondrogenesis including: upregulation of miRNAs transcribed from the four Hox complexes, known cartilage associated miRNAs and the downregulation of pluripotency associated miRNAs. Overall miRome and transcriptome analysis revealed the two hESC lines exhibited slightly different miRome and transcriptome profiles during chondrogenesis, with Man7 displaying larger changes in miRNA and mRNA expression as it progressed through the DDP suggesting it may be more predisposed to undergo chondrogenesis. Integration of miRomes and transcriptomes generated during hESC-directed chondrogenesis identified four key functionally related clusters of co-expressed miRNAs and protein coding genes: pluripotency associated cluster, primitive streak cluster, limb development cluster and an extracellular matrix cluster. Further investigation of these gene/miRNA clusters allowed the identification of several potential novel regulators of hESC-directed chondrogenesis. In accordance with the reported literature the exosomal miRNAs from hESCs and hESC-chondroprogenitors were enriched with a guanine rich motif. Notably, several of these were enriched with targets associated with embryonic skeletal system development suggesting they may play a role in regulating differentiation. Preliminary functional experiments examining pluripotency-associated exosomes suggests they may have a role in regulating hESC stem cell maintenance. However the molecular mechanism by which this is achieved has not been investigated. This research identified main miRome and transcriptome changes during hESC-directed chondrogenesis leading to the identification of several potential novel regulators of chondrogenesis and pluripotency which can be further investigated. This project has also highlighted the potential of exosomal miRNAs to regulate hESC stem cell maintenance and differentiation.

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) induit une activation généralisée des réponses de l'hôte impliquant les lymphocytes T mais aussi les cellules du microenvironnement comme les cellules endothéliales. Les microvésicules (MV) sont des vésicules extracellulaires impliquées dans la communication intercellulaire décrites comme des vecteurs de microARNs (miARNs). Dans ce travail, nous avons émis l'hypothèse que l'infection par le VIH-1 induit l'expression de miARNs dans les lymphocytes T CD4 qui peuvent être vectorisés par les MV et transférés de manière paracrine aux CE. Ces MV joueraient un rôle important dans la pathogenèse de l’infection en contrôlant à distance l'homéostasie endothéliale. Nos résultats montrent que le miR-146-5p est uprégulé à la fois dans les lymphocytes T CD4 de patients infectés par le VIH-1, naïfs de traitement et dans les MV issues de ces lymphocytes. En utilisant un modèle de MV d’une lignée lymphocytaire T enrichie en miR-146-5p (miR-146b-MV), nous montrons que ces MV sont capables de : 1) de protéger leur contenu en miARNs de la dégradation par les RNases, 2) de transférer le miR-146b-5p mimic à des HUVEC et 3) réduire la réponse inflammatoire endothéliale in vitro et in vivo, dans les poumons de souris qui ont reçu une injection systémique de miR-146b-MV. Ce transfert est responsable d’une diminution de l’expression d’ICAM-1 et VCAM-1, à travers une down-régulation d’IRAK1 et de TRAF6. L’ensemble de ces résultats montre que le miR-146-5p transféré par des MV peut diminuer les réponses inflammatoires endothéliales et constituer ainsi un mécanisme de défense de l’hôte contre les altérations vasculaires induites par le VIH-1. / Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) promotes a generalized activation of host responses that involves CD4 T cells, but also cells of the micro-environnement that are not directly infected such as endothelial cells. Microvesicles (MV), implicated in cell-to-cell communication, have been recently described as vectors of microRNAs (miRNAs). We hypothesized that HIV-1 infection induce cellular miRNAs expression in CD4 T cells which may be vectorized by MV and transferred in a paracrine manner to endothelial cells to regulate vascular homeostasis. Using a miRNome quantitative RT-PCR analysis, we showed that HIV-1 infection leads to a dysregulation of several miRNAs and identified miR-146b-5p as upregulated in both CD4 T cells and CD4 T cells derived-MV from antiretroviral therapy (ART)-naive HIV-1 infected patients, compared to age- and sex-matched healthy subjects. Using a CEM T cell line transfected with miR-146b-5p mimic, we demonstrated that MV from CEM overexpressing miR-146b-5p mimic (miR-146b-MV): 1/ protect their miRNA cargo from RNase degradation, 2/ transfer miR-146b-5p mimic into HUVEC, and 3/ reduce endothelial inflammatory response in vitro and in vivo, in lungs from mice injected with miR-146b-MV. This paracrine control of endothelial inflammatory response mediated by MV involved a decreased expression of NF-κB responsive molecules ICAM-1 and VCAM-1, through down-regulation of IRAK1 and TRAF6. Collectively, these findings demonstrate that miR-146b-5p transferred by MV counteract IRAK1- and TRAF6-mediated endothelial inflammatory responses in HIV-1 infection and could be considered as a host defence mechanism against HIV-1-associated vascular alterations.

Les vésicules extracellulaires telles que les microvésicules et les exosomes sont libérées lors de l’apoptose ou de l’activation cellulaire. Ce sont des médiateurs importants dans la communication intercellulaire, suggérant que ces vésicules pourraient jouer un rôle physiopathologique, en particulier dans les maladies cardiovasculaires. L'athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique de la paroi artérielle qui résulte de l’interaction entre les lipoprotéines, les cellules inflammatoires, et les cellules vasculaires. L'infarctus du myocarde est une complication aiguë et grave de l'athérosclérose. La réaction inflammatoire post-infarctus joue un rôle central dans la formation de néovaisseaux sanguins et la cicatrisation. Cependant, les mécanismes de l’inflammation sont encore mal connus dans ces pathologies. Mon travail de thèse a porté sur les effets des vésicules extracellulaires isolées de tissus pathologiques sur les cellules inflammatoires. Nous avons montré dans un premier travail que les microvésicules s’accumulant dans les lésions d’athérosclérose humaines contribuent à la surcharge en cholestérol et en triglycérides des macrophages et facilitent la formation de cellules spumeuses. L’accumulation des lipides intracellulaires induite par ces microvésicules est contrebalancée par une augmentation de l’efflux du cholestérol associée à une activation d’ABCA1. Dans un deuxième travail, nous avons examiné les effets des vésicules produites dans le cœur post-infarctus sur la réponse inflammatoire. Nos résultats montrent : 1- une augmentation de la libération in situ des microvésicules majoritairement d’origine cardiomyocytaire et des exosomes 15 heures après infarctus ; 2- la stimulation de la production de VEGF monocytaire par les vésicules extracellulaires ; 3- l’incapacité en ce qui concerne les vésicules isolées de cœur diabétique infarci à reproduire cet effet sur les monocytes des souris contrôles. Afin de clarifier les déterminants de l’angiogenèse post-ischémique, nous avons également étudié les profils de miARNs des vésicules contrôles et diabétiques. Après infarctus du myocarde, l’expression de miR-126-3p et de miR-92a-3p est significativement diminuée dans les vésicules diabétiques en comparaison avec les vésicules contrôles. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation de miR-126-3p et de miR-92a-3p respectivement dans les microvésicules et les exosomes chez les souris contrôles post-infarctus. En conclusion, ce travail apporte des éléments nouveaux sur les fonctions des vésicules extracellulaires générées localement dans les tissus inflammatoires, en particulier leur capacité à promouvoir la transformation des macrophages en cellules spumeuses dans la plaque. Par ailleurs, les vésicules isolées du cœur ischémique pourraient favoriser l’angiogenèse post-infarctus en stimulant la production de VEGF monocytaire. La disparition de cet effet bénéfique dans le diabète pourrait être associée à des modifications d’adressage des miARNs dans les vésicules extracellulaires au cours de cette pathologie. / Extracellular vesicles, such as microvesicles and exosomes, are released during cell apoptosis or activation. They are important mediators of intercellular communication, suggesting that these vesicles could play a pathophysiological role, especially in cardiovascular diseases. Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the arterial wall which results from the interaction between lipoproteins, inflammatory cells, and vascular cells. Myocardial infarction is an acute and severe complication of atherosclerosis. The postinfarction inflammatory response plays a central role in the formation of new blood vessels and scarring. However, the mechanisms of inflammation are still poorly known in these pathologies. My thesis concerned the effects of extracellular vesicles isolated from pathological tissues on inflammatory cells. We showed in the first work that microvesicles accumulating in human atherosclerotic lesions contribute to cholesterol and triglyceride overload in macrophages and facilitate foam cell formation. The accumulation of the intracellular lipids induced by those microvesicles is offset by an increase in cholesterol efflux associated with activation of ABCA1. In the second study, we examined the effect of vesicles produced in the infarcted heart on the inflammatory response. Our results showed : 1- an increased release in situ of microvesicles mostly of cardiomyocyte origin and exosomes 15 hours after infarction ; 2- the stimulation of monocyte VEGF production by extracellular vesicles ; 3- the incapacity of diabetic vesicles isolated from infarcted heart to reproduce that effect on control mice monocytes. In order to clarify the determinants of postischemic angiogenesis, we also studied miRNA profiles of control and diabetic vesicles. After myocardial infarction, the expression level of miR-126-3p and miR-92a-3p was significantly decreased in diabetic vesicles compared to control vesicles. Furthermore, we observed an increased expression of miR-126-3p and miR-92a-3p respectively in the microvesicles and the exosomes isolated from control mice heart after myocardial infarction. In conclusion, this work provides new information on the functions of extracellular vesicles locally generated in inflamed tissues, particularly in promoting macrophage transformation into foam cells in the atherosclerotic plaque. Furthermore, vesicles isolated from ischemic heart could enhance postinfarction angiogenesis by stimulating monocyte VEGF production. The loss of this beneficial effect in diabetes may be associated with changes of miRNA cargo in extracellular vesicles in this pathology.

Les vésicules extracellulaires telles que les microvésicules et les exosomes sont libérées lors de l’apoptose ou de l’activation cellulaire. Ce sont des médiateurs importants dans la communication intercellulaire, suggérant que ces vésicules pourraient jouer un rôle physiopathologique, en particulier dans les maladies cardiovasculaires. L'athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique de la paroi artérielle qui résulte de l’interaction entre les lipoprotéines, les cellules inflammatoires, et les cellules vasculaires. L'infarctus du myocarde est une complication aiguë et grave de l'athérosclérose. La réaction inflammatoire post-infarctus joue un rôle central dans la formation de néovaisseaux sanguins et la cicatrisation. Cependant, les mécanismes de l’inflammation sont encore mal connus dans ces pathologies. Mon travail de thèse a porté sur les effets des vésicules extracellulaires isolées de tissus pathologiques sur les cellules inflammatoires. Nous avons montré dans un premier travail que les microvésicules s’accumulant dans les lésions d’athérosclérose humaines contribuent à la surcharge en cholestérol et en triglycérides des macrophages et facilitent la formation de cellules spumeuses. L’accumulation des lipides intracellulaires induite par ces microvésicules est contrebalancée par une augmentation de l’efflux du cholestérol associée à une activation d’ABCA1. Dans un deuxième travail, nous avons examiné les effets des vésicules produites dans le cœur post-infarctus sur la réponse inflammatoire. Nos résultats montrent : 1- une augmentation de la libération in situ des microvésicules majoritairement d’origine cardiomyocytaire et des exosomes 15 heures après infarctus ; 2- la stimulation de la production de VEGF monocytaire par les vésicules extracellulaires ; 3- l’incapacité en ce qui concerne les vésicules isolées de cœur diabétique infarci à reproduire cet effet sur les monocytes des souris contrôles. Afin de clarifier les déterminants de l’angiogenèse post-ischémique, nous avons également étudié les profils de miARNs des vésicules contrôles et diabétiques. Après infarctus du myocarde, l’expression de miR-126-3p et de miR-92a-3p est significativement diminuée dans les vésicules diabétiques en comparaison avec les vésicules contrôles. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation de miR-126-3p et de miR-92a-3p respectivement dans les microvésicules et les exosomes chez les souris contrôles post-infarctus. En conclusion, ce travail apporte des éléments nouveaux sur les fonctions des vésicules extracellulaires générées localement dans les tissus inflammatoires, en particulier leur capacité à promouvoir la transformation des macrophages en cellules spumeuses dans la plaque. Par ailleurs, les vésicules isolées du cœur ischémique pourraient favoriser l’angiogenèse post-infarctus en stimulant la production de VEGF monocytaire. La disparition de cet effet bénéfique dans le diabète pourrait être associée à des modifications d’adressage des miARNs dans les vésicules extracellulaires au cours de cette pathologie. / Extracellular vesicles, such as microvesicles and exosomes, are released during cell apoptosis or activation. They are important mediators of intercellular communication, suggesting that these vesicles could play a pathophysiological role, especially in cardiovascular diseases. Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the arterial wall which results from the interaction between lipoproteins, inflammatory cells, and vascular cells. Myocardial infarction is an acute and severe complication of atherosclerosis. The postinfarction inflammatory response plays a central role in the formation of new blood vessels and scarring. However, the mechanisms of inflammation are still poorly known in these pathologies. My thesis concerned the effects of extracellular vesicles isolated from pathological tissues on inflammatory cells. We showed in the first work that microvesicles accumulating in human atherosclerotic lesions contribute to cholesterol and triglyceride overload in macrophages and facilitate foam cell formation. The accumulation of the intracellular lipids induced by those microvesicles is offset by an increase in cholesterol efflux associated with activation of ABCA1. In the second study, we examined the effect of vesicles produced in the infarcted heart on the inflammatory response. Our results showed : 1- an increased release in situ of microvesicles mostly of cardiomyocyte origin and exosomes 15 hours after infarction ; 2- the stimulation of monocyte VEGF production by extracellular vesicles ; 3- the incapacity of diabetic vesicles isolated from infarcted heart to reproduce that effect on control mice monocytes. In order to clarify the determinants of postischemic angiogenesis, we also studied miRNA profiles of control and diabetic vesicles. After myocardial infarction, the expression level of miR-126-3p and miR-92a-3p was significantly decreased in diabetic vesicles compared to control vesicles. Furthermore, we observed an increased expression of miR-126-3p and miR-92a-3p respectively in the microvesicles and the exosomes isolated from control mice heart after myocardial infarction. In conclusion, this work provides new information on the functions of extracellular vesicles locally generated in inflamed tissues, particularly in promoting macrophage transformation into foam cells in the atherosclerotic plaque. Furthermore, vesicles isolated from ischemic heart could enhance postinfarction angiogenesis by stimulating monocyte VEGF production. The loss of this beneficial effect in diabetes may be associated with changes of miRNA cargo in extracellular vesicles in this pathology.

La surexpression du récepteur EGFR a un rôle majeur dans le développement des carcinomes des voies aérodigestives supérieures (VADS) et son inhibition par les anticorps anti-EGFR (cetuximab) induit un effet anti-tumoral mais pourrait également avoir un effet anti-angiogénique. Cependant, les effets de ces agents sur l'angiogenèse et les cellules endothéliales (CE) n'ont pas réellement été évalués. L'objectif de ce travail est d'étudier l'angiogenèse induite par les molécules libérées par les cellules tumorales des VADS (Cal27, FaDu) dans les milieux de culture en présence ou non de cetuximab, appelés milieux conditionnés (CM). Le cetuximab n'a pas d'effet direct significatif sur les CE. Il induit une diminution de la sécrétion de VEGF par les cellules tumorales mais paradoxalement, les CM obtenus induisent un effet pro-angiogénique. L'analyse de la composition des CM ne permet pas d'identifier de molécule clé responsable de cet effet, le cetuximab diminuant à la fois la sécrétion tumorale des facteurs pro- et anti-angiogéniques. Pour expliquer ce paradoxe et en accord avec la littérature, nous avons mis en évidence une libération de microvésicules par nos cellules tumorales (TMV), TMV exprimant EGFR et TF, et une régulation de cette libération et de leur contenu par le cetuximab. Ces TMV peuvent interagir avec les CE et le cetuximab favoriserait cette interaction. La caractérisation de ces TMV et leur rôle dans le processus angiogénique en réponse ou non au cetuximab permettront dans le futur de comprendre la réelle activité des anticorps anti-EGFR sur l'angiogenèse / Overexpression of EGFR has a major role in the development of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) and its inhibition by anti-EGFR antibodies (cetuximab) induced an anti-tumor effect but could also induce an anti-angiogenic effect. However, the effects of these agents onto angiogenesis and endothelial cells (EC) have not really been evaluated. The objective of this work is to study angiogenesis induced by mediators released by head and neck squamous carcinoma cells (Cal27, FaDu) in culture media with or without cetuximab exposure, known as conditioned media (CM). Cetuximab has no significant direct effect on EC. It induces a decrease in the secretion of VEGF by tumor cells but, paradoxically, the CM induces a pro-angiogenic effect. The analysis of the composition of the CM does not allow us to identify a key molecule responsible for this effect because cetuximab decreases the secretion of both pro- and anti-angiogenic factors by tumor cells. To explain this paradox and in agreement with the literature, we highlighted the release of microvesicles by our tumor cells (TMV), TMV which express EGFR and TF, and regulation of this release and the content of TMV after cetuximab exposure. These TMV may interact with the EC and cetuximab increases this interaction. Further characterization of TMV and studying their role in the angiogenic process in response to cetuximab will allow us in the future to understand the real activity of anti-EGFR antibodies onto angiogenesis

Les vésicules extracellulaires telles que les microvésicules et les exosomes sont libérées lors de l’apoptose ou de l’activation cellulaire. Ce sont des médiateurs importants dans la communication intercellulaire, suggérant que ces vésicules pourraient jouer un rôle physiopathologique, en particulier dans les maladies cardiovasculaires. L'athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique de la paroi artérielle qui résulte de l’interaction entre les lipoprotéines, les cellules inflammatoires, et les cellules vasculaires. L'infarctus du myocarde est une complication aiguë et grave de l'athérosclérose. La réaction inflammatoire post-infarctus joue un rôle central dans la formation de néovaisseaux sanguins et la cicatrisation. Cependant, les mécanismes de l’inflammation sont encore mal connus dans ces pathologies. Mon travail de thèse a porté sur les effets des vésicules extracellulaires isolées de tissus pathologiques sur les cellules inflammatoires. Nous avons montré dans un premier travail que les microvésicules s’accumulant dans les lésions d’athérosclérose humaines contribuent à la surcharge en cholestérol et en triglycérides des macrophages et facilitent la formation de cellules spumeuses. L’accumulation des lipides intracellulaires induite par ces microvésicules est contrebalancée par une augmentation de l’efflux du cholestérol associée à une activation d’ABCA1. Dans un deuxième travail, nous avons examiné les effets des vésicules produites dans le cœur post-infarctus sur la réponse inflammatoire. Nos résultats montrent : 1- une augmentation de la libération in situ des microvésicules majoritairement d’origine cardiomyocytaire et des exosomes 15 heures après infarctus ; 2- la stimulation de la production de VEGF monocytaire par les vésicules extracellulaires ; 3- l’incapacité en ce qui concerne les vésicules isolées de cœur diabétique infarci à reproduire cet effet sur les monocytes des souris contrôles. Afin de clarifier les déterminants de l’angiogenèse post-ischémique, nous avons également étudié les profils de miARNs des vésicules contrôles et diabétiques. Après infarctus du myocarde, l’expression de miR-126-3p et de miR-92a-3p est significativement diminuée dans les vésicules diabétiques en comparaison avec les vésicules contrôles. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation de miR-126-3p et de miR-92a-3p respectivement dans les microvésicules et les exosomes chez les souris contrôles post-infarctus. En conclusion, ce travail apporte des éléments nouveaux sur les fonctions des vésicules extracellulaires générées localement dans les tissus inflammatoires, en particulier leur capacité à promouvoir la transformation des macrophages en cellules spumeuses dans la plaque. Par ailleurs, les vésicules isolées du cœur ischémique pourraient favoriser l’angiogenèse post-infarctus en stimulant la production de VEGF monocytaire. La disparition de cet effet bénéfique dans le diabète pourrait être associée à des modifications d’adressage des miARNs dans les vésicules extracellulaires au cours de cette pathologie. / Extracellular vesicles, such as microvesicles and exosomes, are released during cell apoptosis or activation. They are important mediators of intercellular communication, suggesting that these vesicles could play a pathophysiological role, especially in cardiovascular diseases. Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the arterial wall which results from the interaction between lipoproteins, inflammatory cells, and vascular cells. Myocardial infarction is an acute and severe complication of atherosclerosis. The postinfarction inflammatory response plays a central role in the formation of new blood vessels and scarring. However, the mechanisms of inflammation are still poorly known in these pathologies. My thesis concerned the effects of extracellular vesicles isolated from pathological tissues on inflammatory cells. We showed in the first work that microvesicles accumulating in human atherosclerotic lesions contribute to cholesterol and triglyceride overload in macrophages and facilitate foam cell formation. The accumulation of the intracellular lipids induced by those microvesicles is offset by an increase in cholesterol efflux associated with activation of ABCA1. In the second study, we examined the effect of vesicles produced in the infarcted heart on the inflammatory response. Our results showed : 1- an increased release in situ of microvesicles mostly of cardiomyocyte origin and exosomes 15 hours after infarction ; 2- the stimulation of monocyte VEGF production by extracellular vesicles ; 3- the incapacity of diabetic vesicles isolated from infarcted heart to reproduce that effect on control mice monocytes. In order to clarify the determinants of postischemic angiogenesis, we also studied miRNA profiles of control and diabetic vesicles. After myocardial infarction, the expression level of miR-126-3p and miR-92a-3p was significantly decreased in diabetic vesicles compared to control vesicles. Furthermore, we observed an increased expression of miR-126-3p and miR-92a-3p respectively in the microvesicles and the exosomes isolated from control mice heart after myocardial infarction. In conclusion, this work provides new information on the functions of extracellular vesicles locally generated in inflamed tissues, particularly in promoting macrophage transformation into foam cells in the atherosclerotic plaque. Furthermore, vesicles isolated from ischemic heart could enhance postinfarction angiogenesis by stimulating monocyte VEGF production. The loss of this beneficial effect in diabetes may be associated with changes of miRNA cargo in extracellular vesicles in this pathology.

Les synoviocytes jouent un rôle crucial dans la pathogénèse des maladies articulaires chroniques, et particulièrement dans la phase de destruction ostéoarticulaire en devenant résistants à l’apoptose. Une première étude a mise en évidence une efficacité antiproliférative du cadmium minéral sur ces synoviocytes. Une preuve de concept d’un nouveau produit thérapeutique intra-articulaire à base de cadmium a été élaborée. Cette préparation pharmaceutique innovante, développée pour éviter la dissémination du cadmium minéral dans l’organisme, contenait des nanoparticules à base de cadmium, administrable sous forme liquide à température ambiante et se gélifiait à la température corporelle, en formant des micelles contenant des nanoparticules, ne traversant ainsi pas la cavité synoviale. Initialement, la reproductibilité de l’effet antiprolifératif du cadmium entre la forme minérale et les nanoparticules a été vérifiée dans un modèle in vitro de synoviocytes humains atteints de polyarthrites rhumatoïdes. Une captation différente des nanoparticules selon l’environnement inflammatoire ou pathologique des synoviocytes a été ensuite expliquée par la modification accrue de leurs morphologies. Similairement, l’effet de l’inflammation sur les propriétés physiques des vésicules, sécrétées par les synoviocytes, ont consolidé le choix des caractéristiques de la formulation. Les essais sur des modèles d’arthrite chez le rat ont permis de démontrer l’efficacité de cette nouvelle préparation originale, facilement injectable en intra-articulaire, en réduisant les scores cliniques avec une unique injection. Cette thérapie locale peut être une technique rapide et réalisable en ambulatoire / Synoviocytes play a crucial role in the pathogenesis of chronic joint diseases, particularly in the osteoarticular destruction phase by becoming resistant to apoptosis. A first study has demonstrated an antiproliferative efficacy of cadmium mineral on these synoviocytes. A proof of concept of a new intra-articular cadmium-based therapeutic product has been developed. This innovative pharmaceutical preparation, developed to prevent the spread of mineral cadmium in the body, contained cadmium-based nanoparticles, which can be administered in liquid form at room temperature and gelled at body temperature, forming micelles containing nanoparticles, thus crossing the synovial cavity. Initially, the reproducibility of the antiproliferative effect of cadmium between the mineral form and the nanoparticles was verified in an in vitro model of human synoviocytes with rheumatoid arthritis. A different uptake of nanoparticles according to the inflammatory or pathological environment of synoviocytes was then explained by the massive modification of their morphologies. Similarly, the effect of inflammation on the physical properties of the vesicles, secreted by synoviocytes, consolidated the choice of the characteristics of the formulation.Tests on arthritis models in rats have demonstrated the effectiveness of this new original preparation, easily injectable intra-articular, reducing clinical scores with a single injection. This local therapy can be a quick technique and achievable in outpatient

Chaque cadre doit contenir un résumé de 1700 caractères maximum, espaces compris. En cas de dépassement, la coupure sera automatique. Le doctorant adresse son texte sous forme électronique selon les recommandations de la bibliothèqueLes "Liver X receptors " (LXR) sont des récepteurs nucléaires impliqués dans Phoméostasie du cholestérol. Dans les macrophages, la stimulation de la voie LXR accroît la clairance des corps apoptotiques et réprime la réponse inflammatoire. Les LXR inhibent également la prolifération et la survie de cellules malignes.L'activation des LXR dans les cellules dendritiques plasmocytoïdes (PDG) augmentent la clairance des microparticules (MP), via l'induction du récepteur au phosphatidylsérines BAIL L'internalisation des MP active la voie NF-KB ou la voie LXR pour des MP dérivées respectivement, de cellules endothéliales (EMP) ou plaquettaires (PMP). Ces deux voies de signalisation se réprimaient mutuellement, déterminant la réponse inflammatoire des PDG.La contrepartie leucémique des PDC (LPDC) est à l'origine d'une leucémie aiguë agressive, la BPDCN. Nous avons observé une dérégulation de Phoméostasie du cholestérol dans ces cellules. L'activation de la voie LXR entraine un efflux du cholestérol associé à un effet cytotoxique et antiprolifératif. Ils peuvent impliquer : la répression de NF-KB ; ainsi que l'inhibition de la signalisation induite par le facteur de survie IL-3 (incluant STAT5 et Akt). L'utilisation d'un modèle xénogénique murin de BPDCN traitée par agoniste LXR montre une diminution de la cytopénie induite par les LPDC et des infiltrats spléniques et médullaires.Ces travaux démontrent la fonctionnalité de la voie LXR dans les PDC et LPDC, ainsi qu'une régulation croisée avec NF-KB. L'activation de cette voie a démontré son implication dans la clairance des MP et la régulation de la réponse inflammatoire des PDC, ainsi qu'un effet anti-leucémique sur les LPDC. / Nuclear Liver X Receptors (LXR) are involved in cholesterol homeostasis. In macrophages, LXR promote apoptotic body/cell clearance and repress inflammatory responses. LXR are also shown to inhibit proliferation and survival of malignant cells.In plasmacytoid dendritic cells (PDC), LXR stimulation increases microparticle (MP) engulfment via the increased expression of the PS receptor, BAIL MP engulfment induced NF-icB or LXR activation, depending on the endothelial (EMP) or platelet (PMP) origin of MP, respectively. Overall, we show a crosstalk involving LXR and NF-KB, which dictates the inflammatory fate of PDC engulfing MP.The leukemic PDC counterpart (LPDC) is responsible of an aggressive hematologic malignancy, called blastic plasmacytoid dendritic cell neoplasm (BPDCN). In contrast to healthy PDC and other acute leukemias (including lymphoid and myeloid acute leukemias), we report here a specific downregulation of cholesterol homeostasis-related genes in LPDC. LXR pathway activation increases cholesterol efflux and inhibits cell proliferation and survival. This may involve: inhibition of NF-KB signaling pathway and of signaling pathways induced by the survival factor IL-3 (involving Akt and STAT5). Using a xenogeneic mouse model of BPDCN, LXR agonist treatment reduces BPDCN-induced cytopenia as well as bone marrow and spleen LPDC infiltration.Overall, we demonstrate that LXR receptors are functional in PDC and LPDC and are involved in a cross-regulation mechanism with NF-KB. LXR receptors promote MP clearance and control inflammatory responses in PDC, as well as exert an anti-leukemic therapeutic effect in BPDCN via several mechanisms, including cholesterol efflux.