Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Le TLR2 et le TLR9 sont membres de la famille des ±Toll-like receptors¿ (TLRs), récepteurs de l'immunité innée, pouvant reconnaître divers motifs de microorganismes. Il est connu que ces deux récepteurs peuvent lier différentes composantes de certains virus de la famille des Herpesviridae. Le TLR2, exprimé à la surface de la cellule, peut reconnaître l'herpès simplex, le cytomegalovirus et varicella zoster. Quant au TLR9, il est exprimé dans les vésicules intracellulaires et peut lier l'ADN double brin étranger présent notamment chez les virus herpétiques. Ces données nous ont poussés à vérifier si une telle interaction était observée entre ces récepteurs et le virus Epstein-Barr (EBV). Nous avons tout d'abord établi, dans un modèle in vitro de cellules HEK293 transfectées avec le TLR2 et un plasmide rapporteur NF[kabba]B-LUC, qu'EBV pouvait activer la voie NF-[kabba]B et ce, dépendamment du TLR2. En effet, l'initiation de la voie NF-[kabba]B par le virus peut être abolie par l'utilisation d'anticorps bloquant/neutralisant contre le TLR2 ou la glycoprotéine 350 (gp350) virale. De plus, nous avons aussi démontré que'EBV pouvait activer la sécrétion de MCP-1 par les monocytes primaires humains, un processus pouvant être inhibé par l'utilisation d'ARNs bloquants contre le TLR2 (SiRNA TLR2). Dans un deuxième temps, nous avons examiné si le génome d'EBV pouvait être reconnu par le TLR9. Les résultats indiquent clairement que les particules intactes d'EBV, ainsi son génome purifié, peuvent induire la sécrétion d'IL-8 par les monocytes humains. Cette induction par l'ADN viral semble de plus être dépendante de l'acidification des endosomes. Le traitement des cellules par un SiRNA TLR2, un ODN inhibiteur du TLR9 ou une combinaison des deux diminue la production d'IL-8, ceci indiquant une coopération probable de ces récepteurs lors de la détection d'EBV. Concernant les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs), qui expriment majoritairement le TLR7 et le TLR9, la stimulation avec EBV ou l'ADN viral purifié induit la production d'IFN-α. Une combinaison d'antagonistes du TLR7 et du TLR9 élimine complètement la sécrétion d'IFN-α, supportant ainsi notre hypothèse voulant que le TLR7 puisse aussi contribuer à cette réponse. En conclusion, les résultats présentés dans ce manuscrit démontrent que la famille des TLRs joue un rôle important dans le déclenchement d'une réponse pro-inflammatoire et antivirale suite à la reconnaissance d'EBV, et que l'activation de multiples TLRs par diverses composantes virales permet probablement de potentialiser l'efficacité de celle-ci.

Suite à un traumatisme cérébral, les microglies sont impliquées dans la réponse cellulaire inflammatoire. Le passage de la forme quiescente à la forme activée des microglies est associé à l’augmentation marquée du récepteur membranaire TLR2 (Toll-like receptor). Le rôle de ce récepteur sur la récupération fonctionnelle à court et à longs termes demeure incertain. C’est pourquoi cette thèse a pour but de clarifier la dynamique et le rôle de l’activation des microglies en utilisant le récepteur TLR2 comme marqueur suite à une ischémie cérébrale transitoire. Pour ce faire, nous avons entre autre utilisé un modèle murin généré dans le laboratoire, la souris TLR2-luc-GFP, pour étudier de façon longitudinale la réponse inflammatoire in-vivo. En premier lieu, l’activation microgliale, suite à la lésion, a été analysée chez une souris n’exprimant pas le récepteur TLR2. Les résultats de cette étude démontrent que l’absence du récepteur TLR2 retarde la réponse immunitaire et cause à long terme une augmentation du volume ischémique. De plus, la perte des récepteurs TLR2 corrèle avec la baisse des niveaux de IGF-1, un facteur anti-apoptotique et neurotrophique exprimé par les microglies dans la région ischémique. En deuxième lieu, nous avons évalué l’effet de l’environnement sur la réponse microgliale suite à une ischémie cérébrale induite par photothrombose. Une baisse d’activation microgliale fut mesurée chez les souris en milieu enrichi et cette diminution est accompagnée d’une meilleure récupération fonctionnelle. En troisième lieu, l’activation microgliale, en absence d’estrogène a été analysée chez une souris ErαKO à la suite d’une ischémie cérébrale transitoire. Les résultats de cette étude démontrent que l’absence du récepteur Erα diminue l’activation microgliale. De plus, la voie signalétique JAK/STAT, via la cytokine IL-6, serait préférentiellement utilisée chez ces souris au cours de la réponse inflammatoire. Finalement, cette thèse démontre l’importance de la microglie dans l’établissement de la réponse immunitaire ainsi que dans la récupération fonctionnelle suite à une ischémie cérébrale dans différents modèles. Grâce à une compréhension plus approfondie des mécanismes inflammatoires, la mise en place de stratégies thérapeutiques ne sera que plus efficace. / Cerebral ischemia is associated with a strong inflammatory response. Glial activation that ensues contributes to neuronal damage and/or provides trophic support to injured neurons. Activated microglia is one of the key components of the cellular response to CNS injuries and the passage from the quiescent to reactive microglia is associated with an upregulation of a membrane receptor called the toll-like receptor 2 (TLR2). Although upregulation of TLR2 his known to play a major role in the innate immune response, the functional significance and the dynamics of this response in a model of focal cerebral ischemia is still unclear. Therefore, to further clarify the role of TLR2 after a cerebral ischemia, we developed a model system for in vivo, non-invasive analysis of the TLR2 activation in the brain. This thesis is divided in three distinct chapters. In the first chapter the role of the TLR2 signaling and microglial activation in a TLR2KO mouse was investigated beyond 72 hours. This work clearly demonstrates that the lack of TLR2 affects the neuroinflammatory response causing a delayed exacerbation of the ischemic lesion. Furthermore, TLR2 deficient mice reduced levels of IGF-1, a neurotrophic and antiapoptotic factor express by microglial cells. In the second chapter, we evaluated the effect of environmental enrichement on the inflammatory response after phototrombotic stroke in our TLR2-luc-gfp mice. Study of microglial activation showed that multisensory stimulation attenuated TLR2-induced microglial activation, thus leading to a greater neurological outcome. In the third chapter, we crossed TLR2-luc-gfp mice with ErαKO mice to study the effect of a major oestrogen signalling pathway on microglial activation after cerebral ischemia. The lack of Erα receptor reduced microglial activation in normal female mice as well as oestrogen-deprived mice. Likewise a shift toward the JAK/STAT pathway was observed suggesting its implication in the inflammatory process. Finally this thesis illustrates the significant impact of the microglia on the immune response and the recovery after a cerebral ischemia in different mouse models. With this newly acquired knowledge on inflammatory process the establishment of better therapeutic strategy could only benefit from it.

Les virus herpétiques sont des pathogènes ubiquitaires caractérisés, entre autres, par la persistance de leur génome au sein de l'hôte. Parmi ceux-ci, le virus Epstein-Barr (EBV) est associé à la mononucléose infectieuse, au carcinome du nasopharynx et au lymphome de Burkitt. L'homologie génomique qui existe entre certains virus herpétiques, principalement entre le gammaherpèsvirus murin 68 (MHV-68) et EBV, est établie depuis plusieurs années. Cette homologie est d'autant plus importante que ces virus sont reconnus par le système immunitaire de manière similaire chez leurs hôtes respectifs. Ce système se décline en deux volets complémentaires, soit l'immunité innée et l'immunité acquise. Les "Toll-like receptors" (TLRs) composent l'une des principales familles de récepteurs impliquées dans l'immunité innée. C'est donc sur cet aspect que le projet s'est concentré, et plus précisément sur l'activation du récepteur membranaire TLR2 par le virus MHV-68. Dans un premier temps, nous avons démontré que l'activation du TLR2 par MHV-68 mène à une augmentation de l'activité NF-KB. À l'aide de cellules fibroblastiques embryonnaires (MEFs) provenant de souris C57BL6 TLR2⁻/⁻ ou MyD88⁻/⁻, nous avons prouvé que la synthèse d'IL-6 et d'IFN-α induit par MHV-68 est partiellement dépendante du TLR2 et entièrement dépendante de MyD88. L'induction du gène TLR2 par MHV-68 a pu être établie in vivo à l'aide de souris transgéniques exprimant le gène de la luciférase sous le contrôle du promoteur du TLR2. L'utilisation de MHV-68 irradiée aux UV a donné des résultats similaires suggérant que la transcription génique et la replication virale ne sont pas essentielles à l'activation ni à l'induction du TLR2. Nous avons par la suite mis en évidence par cytometric de flux que le TLR2 était induit à la suite d'une infection par MHV-68 chez les granulocytes, les monocytes circulants et les monocytes inflammatoires recrutés au poumon. Nous avons finalement observé une diminution de la sécrétion d'IFN-α, d'IFN-β et d'IL-6 dans les poumons et la rate des souris TLR2⁻/⁻ et MyD88⁻/⁻ infectées, comparativement aux témoins (WT), et ce, de façon concomitante avec une augmentation de la charge virale. 11 s'agit de la première étude qui prouve que le virus MHV-68 est reconnu par le récepteur membranaire TLR2 murin.

L’excitotoxicité est un processus pathologique responsable de la mort neuronale dans plusieurs désordres neurologiques. La mort des neurones par excitotoxicité libère dans le milieu extracellulaire des molécules capables d’activer les microglies adjacentes aux sites lésés. L’activation du système immunitaire suite à une blessure cérébrale est généralement vue comme nocive pour les neurones. Les récepteurs toll-like (TLR) font partie des principaux récepteurs responsables de la reconnaissance des dommages cérébraux après une lésion excitotoxique. Les résultats de ce mémoire démontrent qu’un préconditionnement induit par l’injection systémique d’un ligand TLR2 ou TLR4 permet d’augmenter la survie neuronale face à une lésion excitotoxique. La neuroprotection est dépendante de la signalisation MyD88 et est associée avec une activation microgliale bénéfique. Des souris chimériques pour les cellules de la moelle osseuse ont révélé que la signalisation MyD88 au niveau des cellules résidentes du système nerveux central joue un rôle favorable dans la survie neuronale contre l’excitotoxicité. / Excitotoxicity is a pathological process responsible for the death of neurons as observed in multiple neurological disorders. This process releases danger signals in the extracellular space that alert and activate surrounding microglial cells. Immune system activation following acute brain injury is often considered detrimental, contributing to further neuronal damage. Toll-like receptors (TLR) are among the main receptors that recognize cell damage and initiate an inflammatory response following cell damage. The study presented in this report shows that a systemic injection of a TLR2 or TLR4 agonist induces a state of preconditioning that increases neuron survival against acute excitotoxicity. The neuroprotective effects are associated with a beneficial activation of microglial cells and depend upon MyD88 signaling. Furthermore, bone marrow chimeric mice revealed that MyD88 signaling in cells of the central nervous system has a protective effect against excitotoxicity.

L’interaction entre les cellules souches neuronales et les cellules du système immunitaire lors d’une condition pathologique n’est pas bien caractérisée. D’ailleurs, la communauté scientifique s’interroge sur l’implication des cellules du système immunitaire inné sur la régénérescence du système nerveux central à la suite d’un accident aigu ou d’une maladie neurodégénérative. L’objectif de cette thèse est d’investiguer l’implication d’un récepteur de type Toll, plus précisément le récepteur TLR2, sur la modulation de la neurogenèse lors d’un accident aigu et dans le cadre d’une maladie neurodégénérative. Les récepteurs de type Toll font partie du groupe de récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires (PRR), activés à la suite d’une infection ou d’une blessure. D’ailleurs après une ischémie cérébrale, on peut observer par bioimagerie in-vivo une forte induction du récepteur TLR2. L’expression du récepteur de type TLR2 dans les neurones est principalement associée à deux régions : la région sous-ventriculaire du cerveau antérieur (SVZ) et la région sous-granulaire de l’hippocampe (SGZ). Nestin, une protéine impliquée dans la formation des filaments intermédiaires, est aussi fortement exprimée dans cette région par les cellules souches neuronales. C’est pourquoi nestin est utilisé comme marqueur de neurogenèse. Pour le premier chapitre de ma thèse, nous avons généré un nouveau modèle murin afin d’étudier la neurogenèse avec l’imagerie par bioluminescence. En effet, la souris Nestin-luc/GFP s’avère un excellent modèle qui permet de suivre l’expression de nestin dans les cellules progénitrices neuronales (NPCs) après une ischémie cérébrale en temps réelle. Une forte expression de nestin fut observée par imagerie à 1, 3 et 7 jours suivant l’ischémie cérébrale. Pour le deuxième chapitre de ma thèse, nous avons estimé la population des cellules progénitrices neuronales chez les souris TLR2 KO à la suite d’une ischémie cérébrale. Chez ces souris, nous avons pu observer par immunofluorescence une baisse significative du nombre de cellules progénitrices neuronales dans la région du SVZ et du SGZ. Ceci suggère que la présence du récepteur TLR2 est nécessaire afin de maintenir la survie des NPCs suite à une ischémie cérébrale. Pour le troisième chapitre de ma thèse, nous avons caractérisé un modèle murin de démence fronto-temporale (FTLD), la souris TDP-43A315T. Afin de mieux comprendre le rôle du récepteur TLR2 lors de la neurodégénérescence nous avons croisé la souris TLR2-luc/GFP à la souris TDP-43A315T. Dans ce modèle murin de FTLD, les symptômes cognitifs apparaissent vers l’âge de 7 à 8 mois et sont associés à une forte activation du récepteur TLR2. De plus, toujours grâce à l’imagerie in-vivo effectuée durant les 36 premiers mois de leur vie, on a pu observer des niveaux supérieurs d’activation du récepteur TLR2 durant la phase pré-symptomatique de la maladie comparée à la phase post-symptomatique. Par la suite, à l’aide de marqueurs de neurogenèse (Nestin, DCX et Ki-67) un nombre de NPCs plus élevé fut observé par immunofluorescence chez les souris plus jeunes ce qui suggère une corrélation entre le niveau d’activation du récepteur TLR2 et la neurogenèse. En se basant sur ces évidences, je peux conclure que ma thèse a démontré l’importance de la voie signalétique du récepteur TLR2 après un accident cérébrale aigu et lors de troubles neurodégénératifs. / Interaction between neural progenitors and immune cells under pathological conditions is not well understood. Still now researchers debate role of innate immune cells in the regeneration of central nervous system following acute injury and neurodegeneration. Our aim is to investigate the role of Toll-like receptors in the modulation of neurogenesis followed by acute and chronic neurodegeneration. Nestin, an intermediate filament protein, is expressed by neural stem and progenitor cells. Nestin is considered as a potential marker for neurogenesis. The two neurogenic niches of the brain, sub ventricular zone (SVZ) and sub granular zone (SGZ) produce neural stem cells throught the life. We have characterized transgenic mice to study neurogenesis by in vivo bioluminescence imaging. Our mouse model Nestin-luc/GFP mouse is an excellent tool to track the neural progenitors expression after stroke. In vivo bioluminescence imaging revealed that robust expression of nestin signal at 1 day, 3 days and 7 days following stroke. Toll like receptors are the member of pattern recognition receptors, they activated upon infection and injury. In recent years, expression of toll like receptors in neuronal cells is well established in the two neurogenic regions of the brain. Activation of TLR-2 signal has been observed previously by in vivo imaging followed by stroke. Stroke induced neurogenesis is well characterised in these two neurogenic regions. Secondly, we have studied the role of TLRs in the modulation of neurogenesis followed by ischemia. In the TLR2KO transgenic mice, following cerebral ischemia, neural progenitors population were declined in both neurogenic regions compared to the wild type mice indicating TLR2 is necessary for the survival of neural progenitors in the ischemic brain. TDP-43A315T is a transgenic mouse is valid mouse model of Fronto temporal dementia. The onset of symptom will start at the age of 7-8 months. In this mouse, we have seen the higher expression of TLR2 in comparison to the wild type mice. Regarding the pivotal role of TLR2 signalling in neurodegeneration, we have studied their impact on neurogenesis in the FTLD mouse model. In TLR-2 GFP/luc X TDP- 43A315T mice mouse model, TLR-2 expression was studied by in vivo imaging from 3months to 36 months. Longitudinal in vivo imaging showed an elevation of TLR2 signal in the pre-symptomatic phase of disease when compared to the post symptomatic transgenic mice. Next we have done an immunofluorescence analysis to estimate the NPGs population in the young and old mice. Up regulation of neurogenesis markers such as nestin, DCX and Ki-67 were observed in the young transgenic mice compared to the old mice which suggesting that TLR2 mediates the modulation of neurogenesis. In this thesis work first, we have developed a mouse model to study neurogenesis by in vivo imaging. Secondly we have showed the importance of TLR2 in the regulation of neurogenesis after ischemia induction. Finally, mediation of TLR2 in the neurodegeneration and neurogenesis was observed. Our results showed the importance of TLR2 signalling in the brain following acute and chronic neurodegenerative conditions.

La maladie d'Alzheimer (MA) est la forme de démence la plus commune. Cette maladie neurodegenerative reliée à l'âge est caractérisée par des pertes de mémoire ainsi qu'une diminution des facultés de planification et de pensée. À ce jour, aucun traitement efficace n'est disponible pour ralentir ou arrêter l'évolution de la maladie. Selon la théorie de la cascade amyloïde, cette maladie, d'apparition héréditaire ou spontanée, serait causée par une accumulation de protéines bêta-amyloïde (Aβ) dans le cerveau des patients. La présence d'oligomères Aβ solubles serait hautement associée à l'accumulation d'enchevêtrements neurofîbrillaires ainsi qu'à une réaction inflammatoire importante. Les microglies sont reconnues comme les cellules immunitaires du cerveau. Pendant la MA, ces cellules sont reconnues pour produire des cytokines pro-inflammatoires et des molécules nocives pour les neurones. Ces cellules seraient cependant très importantes pour l'élimination de l'Aβ par phagocytose et pourrait alors être bénéfiques en empêchant l'évolution de la MA. Une meilleure compréhension des molécules impliquées dans l'activation des cellules microgliales contre les protéines Ap pourrait permettre le développement de nouveaux traitements contre la MA. Nous avons donc démontré que les cellules microgliales exprimaient le Toll-like receptor 2 (TLR2) en réponse à l'Aβ. De plus, plusieurs évidences démontrent aussi que ces récepteurs seraient très importants pour l'élimination de l'Aβ. Nous avons ici utilisé un modèle murin de MA pour démontrer l'importance du récepteur TLR2 ainsi que de la voie de signalisation intracellulaire dépendante de la protéine adaptatrice MyD88 dans l'évolution de la MA. L'importance de l'expression de ces protéines dans les cellules microgliales infiltrant le cerveau chez l'adulte a aussi été démontrée par la production de souris chimériques et par les techniques de thérapie génique, c'est-à-dire par la transduction de cellules de la moelle osseuse par un vecteur lentiviral. Ces résultats ont été obtenus dans le but de connaître davantage l'activation microgliale et l'élimination de l'Aβ du cerveau. Dans un avenir rapproché, ces connaissances nous permettront de moduler le système immunitaire des patients atteints de cette maladie dans le but d'arrêter ou du moins de ralentir sa progression.

Les neutrophiles jouent un rôle important dans les défenses immunitaires contre l'invasion des bactéries et des virus. Cette fonction est facilitée par l'expression de divers récepteurs à la surface des neutrophiles dont les récepteurs Toll-like (TLR). Les TLR reconnaissent des motifs moléculaires associés à des pathogènes (PAMP) qui sont exprimés sur les agents infectieux, et leur activation induit la médiation de la production de cytokines nécessaires pour le réponse immunitaire efficace. Les neutrophiles expriment divers TLR comme par exemple le TLR1/2 qui est activé par les composants de bactéries Gram-positives comme les peptidoglycane et les lipopeptides, . En plus des TLRs, les neutrophiles expriment des récepteurs P2, qui sont activés par des nucléotides extracellulaires. Plusieurs évidences montrent que les récepteurs P2 régulent des réponses pro-inflammatoires importantes chez le neutrophile. De plus, l'adhérence des neutrophiles à l'endothélium est médiée par une classe de protéines membranaires appelé intégrines dont l’antigène Macrophage-1 (ou αMβ2 intégrine) qui est un récepteur du complément (« CR3 ») composé de CD11b (intégrine αM) et CD18 (intégrine β2). Mac-1 (CD11b/CD18) est l'une des molécules d'adhésion importantes qui régule l'adhérence des neutrophiles à l'endothélium. Des études antérieures ont montré que les récepteurs P2 sont impliqués dans la migration des neutrophiles via la stimulation de la libération de chimiokines. Dans cette maîtrise nous avons cherché à savoir si ces récepteurs sont impliqués dans ces réponses induites par l’activation du TLR1/2. En accord avec un rôle des récepteurs P2, l'induction de l’adhérence des neutrophiles stimulées par un agoniste du TLR1/2 était inhibées par les antagonistes des récepteurs de P2, la suramine et le réactif bleu 2 (RB-2). La participation des récepteurs P2Y4 P2Y1, P2Y6 et P2Y11 ont été exclus avec des antagonistes sélectifs. Comme il n'y a pas d'antagoniste spécifique du récepteur P2Y2, un agoniste spécifique non hydrolysable pour P2Y2 à savoir PSB1114 a été utilisé. PSB1114 a régulé à la hausse l'expression de Mac-1 à la surface des neutrophiles, indiquant que P2Y2 est impliqué dans cette régulation. En outre, UTP et l'ATP, les ligands naturels du P2Y2 ont potentialisés fortement cette réponse induite par un agoniste du TLR1/2 (Pam3CSK4) à faible concentration. Cependant l'ATP et UTP seul ont induit une réponse modéré sur l'adhésion des neutrophiles sur une plaque coaté avec du fibrinogène. Nos résultats suggèrent que le récepteur P2Y2 contrôlent l’induction de l’expression de Mac-1 induite par le TLR1/2 in vitro et nous avons aussi confirmé que tel que nous nous attendions le P2Y2 contrôlait aussi l’adhesion des neutrophiles. / Neutrophils play an important role in immune defences against invading bacteria and viruses. This function is facilitated by the expression of Toll-like receptor (TLR) family members by neutrophils. TLRs recognize pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) that are expressed on infectious agents, and mediate the production of cytokines necessary for the development of effective immunity. Neutrophils express various TLRs. For example TLR1/2 is activated by peptidoglycan and lipopeptide, components of Gram-positive bacteria. In addition to TLR, neutrophil express P2 receptors, those are activated by extracellular nucleotides. There is growing evidence indicating that P2 receptors mediate some important pro-inflammatory responses. Moreover, neutrophil adhesion to endothelium is mediated by a class of membrane proteins called integrins. Macrophage-1 antigen (or integrin αMβ2) is a complement receptor ("CR3") consisting of CD11b (integrin αM) and CD18 (integrin β2) Mac-1(CD11b/CD18 is one of the important adhesion molecules that mediate neutrophil adhesion to the endothelium. Previous studies showed that P2 receptors are involved in neutrophil migration via stimulation of chemokine release and by facilitating chemoattractant gradient sensing. Here, we have investigated whether these receptors are involved in TLR1/2-induced neutrophil activation and adhesion. In line with a role of P2 receptors, neutrophil activation and adhesion induced by a TLR1/2 agonist were inhibited by the P2 receptor antagonists, suramin and reactive blue 2 (RB-2). The involvement of P2Y4 was unlikely as this receptor is insensitive to suramin while P2Y1, P2Y6 and P2Y11 were excluded with selective antagonists. As there is no specific antagonist for P2Y2 receptor, a non-hydrolysable specific agonist for P2Y2 namely PSB1114 was used. PSB1114 up-regulates surface expression of Mac-1 a result that suggests that P2Y2 involved in the regulation of Mac-1. Moreover, UTP and ATP, the natural P2Y2 ligands, markedly potentiated TLR1/2 agonist-induced neutrophil adhesion. Interestingly, ATP and UTP without Pam3CSK4 stimulation have shown a moderate effect on neutrophil adhesion in fibrinogen adhesion assay. Our data suggest that P2Y2 receptors control the TLR1/2 agonist-induced neutrophil adhesion in vitro via up regulation of Mac-1.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2014-2015 / La maladie d’Alzheimer (MA) est la plus fréquente cause de démence mondialement et son incidence augmente en parallèle au vieillissement de la population. La pathogenèse de cette maladie neurodégénérative, actuellement sans traitement curatif, est associée à l’accumulation de bêta-amyloïde (Aβ) dans le parenchyme et la vasculature du cerveau en réponse à l’élimination déficiente de ce peptide neurotoxique. Des évidences épidémiologiques et expérimentales soulignent le rôle crucial du système immunitaire inné dans la MA. Plus précisément, plusieurs études suggèrent que les phagocytes mononucléaires (microglies, monocytes et macrophages cérébraux) constituent des cellules pivots pour combattre l’accumulation d’Aβ. Les études incluses dans cette thèse de doctorat avaient comme objectif d’accroitre les connaissances concernant le rôle des phagocytes mononucléaires dans la pathologie du modèle murin APP/PS1 de la MA. Un nombre croissant d’études indique que les Toll-like receptors (TLRs) seraient critiques pour la clairance d’Aβ par les phagocytes mononucléaires. Nous avons donc étudié le rôle de la protéine adaptatrice myeloid differentiation factor 88 (MyD88), qui permet la transduction du signal intracellulaire de la plupart des TLRs. Nous avons observé une augmentation des niveaux d’Aβ solubles et une aggravation des déficits cognitifs dans les souris APP/PS1 avec une signalisation MyD88 défectueuse, vraisemblablement suite à une réduction de la phagocytose des phagocytes mononucléaires et une coordination défaillante de la réponse immunitaire innée. La stimulation des TLRs pourrait ainsi avoir un grand potentiel thérapeutique pour la MA. Nous avons démontré que des injections systémiques répétées du ligand TLR4 monophosphoryl lipid A (MPL) dans les souris APP/PS1 ont mené à une réduction significative des niveaux d’Aβ et une amélioration des fonctions cognitives. Le MPL induit une forte réponse phagocytique des phagocytes mononucléaires tout en générant une réaction inflammatoire modérée. Finalement, en utilisant la microscopie intravitale biphotonique, nous avons dévoilé que les monocytes patrouilleurs en état basal sont attirés et rampent sur la face luminale de veines contenant de l’Aβ, capturent l’Aβ et ont la capacité de regagner à nouveau la circulation sanguine. L’ablation sélective des monocytes patrouilleurs dans les souris APP/PS1 a induit une augmentation significative des niveaux d’Aβ dans le cortex et l’hippocampe. Ensemble, ces données démontrent que les phagocytes mononucléaires sains et fonctionnels peuvent promouvoir l’élimination d’Aβ et constituent une cible thérapeutique prometteuse pour la MA. / Alzheimer’s disease (AD) is the most common cause of dementia worldwide and its incidence is rising in parallel with the aging population. The pathogenesis of this neurodegenerative disease, currently without curative treatment, is associated with the accumulation of amyloid-β (Aβ) in the brain parenchyma and cerebral vasculature in response to the impaired clearance of this neurotoxic peptide. Epidemiological and experimental evidence underline the crucial role of the innate immune system in AD. More precisely, several studies suggest that mononuclear phagocytes (microglia, monocytes and cerebral macrophages) constitute pivotal cells to fight the accumulation of Aβ. The studies enclosed in this doctoral thesis intended to better understand the role of mononuclear phagocytes on the pathology of the APP/PS1 mouse model of AD. Accumulating evidence indicates a critical role of Toll-like receptors (TLRs) in the clearance of Aβ by mononuclear phagocytes. We thus investigated the role of the myeloid differentiation factor 88 (MyD88), which is the adaptor protein for most of these innate immune receptors, transducing the intracellular signal from TLRs to the nucleus. We observed increased soluble levels of A oligomers and enhanced cognitive deficits in APP/PS1 mice with impaired MyD88 signalling, likely through reduced phagocytosis of mononuclear phagocytes and an impaired coordination of the innate immune response. Compounds that stimulate TLRs to clear Aβ may therefore have great therapeutic potential in AD patients. We demonstrated that repeated systemic injections of the TLR4 ligand monophosphoryl lipid A (MPL) in APP/PS1 mice led to a significant reduction in Aβ load and improved cognitive function. MPL induced a potent phagocytic response by mononuclear phagocytes while triggering a moderate inflammatory reaction. Finally, using live intravital two-photon microscopy, we discovered that patrolling monocytes in steady state are attracted and crawl onto the luminal walls of Aβ-positive veins, uptake Aβ and are able to circulate back into the bloodstream. Selective removal of patrolling monocytes in APP/PS1 mice induced a significant increase of Aβ load in the cortex and hippocampus. Overall, these studies demonstrate that healthy and functional mononuclear phagocytes can promote the elimination of Aβ and constitute a promising therapeutic target for AD.

Le virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), agent causal du syndrome d'immunodéficience humaine (SIDA), est rapidement devenu pandémique suite à son identification en 1981. Les données statistiques publiées par l'Organisation des Nations Unies pour le Syndrome d'Immunodéficience Acquise (ONUSIDA) démontrent que, parmi les 34,3 à 41,4 millions de cas d'infection recensés en 2014, près de 70 % d'entre eux ont été répertoriés en Afrique subsaharienne et environ 6,5 % en Europe et en Amérique du Nord. L'Agence de la santé publique du Canada estimait, quant à elle, à près de 75 500 le nombre de personnes vivant avec le VIH-1 sur son territoire en 2014, dont environ 18 000 résidant au Québec. Malgré l'avènement de trithérapies contrôlant l'infection, à ce jour, aucune médicamentation n'en permet la guérison. La complexité de la pathogenèse virale menant à l'établissement d'une infection latente et à des comorbidités associées à l'état d'inflammation chronique est si considérable qu'aucun traitement ne peut encore enrayer la maladie. La recherche fondamentale et translationnelle, permettant de mieux comprendre le fonctionnement du système immunitaire en réponse à l'infection et d'associer plus efficacement ces avancées faites en laboratoire à la pratique médicale, sont donc primordiales. Les résultats présentés dans cette thèse abondent dans ce sens, puisqu'ils mènent à une meilleure compréhension du rôle que peut avoir le microbiote sur la susceptibilité à l'infection au VIH-1 des lymphocytes T CD4+ primaires, ce qui pourrait inspirer l'élaboration de composés médicamenteux limitant le dialogue entre les bactéries et les cellules permissives au virus. En effet, l'infection au VIH-1 peut être associée à un désordre du tractus gastro-intestinal menant à une translocation de bactéries de la lumière intestinale vers les muqueuses avoisinantes. Cette migration bactérienne semble influencer la susceptibilité à l'infection des lymphocytes T CD4+, mais encore aujourd'hui, tous les mécanismes ne sont pas parfaitement connus. Les deux études présentées dans ce manuscrit contribuent donc à l'avancement des connaissances dans le domaine puisqu'elles démontrent que 1) l'engagement du TLR2 semble entraîner la production de virus par les lymphocytes T CD4+ activés en favorisant l'activité de NF-B et la réplication virale chez les cellules CCR6+ et que 2) la sécrétion d'acétate (petit acide gras produit par la fermentation de composés non digestibles par les bactéries du tractus gastro-intestinal) semble promouvoir l'activation cellulaire et la diminution de l'activité des HDAC de classe 1 et 2 de sorte à accentuer l'intégration de l'ADN proviral dans le génome des lymphocytes T CD4+.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Chaque année, 130 000 personnes subissent une lésion de la moelle épinière, entraînant une paralysie totale ou partielle de leurs membres. Le seul traitement approuvé, un glucocorticoïde, demeure controversé puisque le rôle de la réponse inflammatoire qui se développe à la suite d'une lésion est encore mal compris. Par l'étude d'un nerf périphérique pouvant régénérer de façon autonome, il est possible d'évaluer l'importance de l'inflammation dans le processus de régénérescence axonale. Notre étude porte sur le rôle des récepteurs Toll-like (TLRs) dans l'initiation de la réponse immunitaire, la dégénérescence Wallérienne et le recouvrement locomoteur suite à une lésion nerveuse périphérique. Les expériences furent effectuées en utilisant des animaux déficients en TLR2, TLR4 et MyD88, ou en employant des agonistes ou inhibiteurs des TLRs. Nos résultats suggèrent que les TLRs seraient activés par des molécules endogènes présentes ou relâchées lors d'une blessure physique et, par l'initiation d'une réponse immune, favoriseraient l'élimination des débris de myéline et la régénérescence nerveuse. / Each year, 130 000 people suffer a spinal cord injury, inducing a total or partial paralysis of their members. The only approved treatment, a glucocorticoid, is still controversial since the role of the inflammatory response that develops after injury is still poorly understood. With the study of a peripheral nerve that can regenerate in an autonomous manner, it is possible to evaluate the importance of inflammation in the process of axonal regeneration. Our study involves the role of the toll-like receptors (TLRs) in the initiation of the immune response, Wallerian degeneration and behavioural recovery after a peripheral nerve lesions. The experiments were performed using mice deficient for TLR2, TLR4 and MyD88, or by employing agonists or inhibitors of TLR signaling. Our results indicate that TLRs could be activated by endogenous molecules present or expressed following traumatic injury and, through initiation of immune responses, could permit the elimination of myelin debris and nerve regeneration.