Clostridium difficile est un pathogène entérique pouvant causer des diarrhées allant de modérées à sévères, des colites pseudomembraneuses et même la mort. Les traitements actuels contre la bactérie ont des taux de rechutes élevés. De plus, il n'existe pas à ce jour de vaccin permettant de prévenir l'infection. Cette étude épidémiologique porte sur la protection contre la colonisation et/ou la maladie conférée par la présence d'anticorps sériques naturels spécifiques aux antigènes de la bactérie. Nous avons développé un test ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) pour la détection des anticorps contre les toxines A et B de C. difficile et contre les protéines du flagelle (flagellines) dans des échantillons de sérum. Notre test ELISA servant à détecter les anticorps dirigés contre la toxine B a été calibré de façon à obtenir la meilleure corrélation possible avec le test de neutralisation de la cytotoxicité de la toxine B. Les paramètres du test ELISA ainsi mis au point ont été appliqués aux autres antigènes (toxine A et flagellines), pour lesquels un test de référence n'existe pas. Par la suite, nous avons tenté de définir le rôle de la réponse immunitaire humorale de l'hôte en corrélant les résultats de l'analyse des sérums de deux groupes de patients hospitalisés avec les informations sur le suivi des symptômes et la recherche de la présence de la bactérie dans les selles. Le premier groupe de patients nous a permis d'étudier la relation entre la survenue de la colonisation ou de l'infection par C. difficile et la production d'anticorps. Nos résultats montrent que les anticorps sériques ne semblent pas protéger le patient de l'implantation de la bactérie au tube digestif mais que suite à l'infection, une réponse humorale est mise en place contre les toxines du pathogène. Les patients du deuxième groupe, des patients hospitalisés infectés par C. difficile, ont été surveillés pour la survenue de symptômes sévères, du décès ou de rechutes suite à un épisode de maladie. Nous avons observé une plus grande prévalence d'anticorps sériques dirigés contre la toxine B et contre certaines flagellines chez les patients ayant eu une infection simple, sans complications ni rechutes. Les résultats de nos travaux indiquent donc que certains patients développent une réponse humorale contre les antigènes de C. difficile et que les anticorps produits, particulièrement ceux dirigés contre la toxine B, semblent impliqués dans la défense du patient contre la survenue de complications et de rechutes. Nos données laissent toutefois sous-entendre que d'autres caractéristiques de l'hôte contribuent de façon importante à la défense contre la colonisation et l'infection par C. difficile. Des travaux supplémentaires sont nécessaires afin de définir les paramètres qui permettront d'élaborer un protocole de vaccination optimal contre C. difficile.

L’autophagie est un processus catabolique lié aux lysosomes. L’autophagie joue un rôle dans la biologie des lymphocytes et dans la réponse immunitaire en générale. Nous avons montré une dérégulation de l’autophagie dans les lymphocytes provenant de souris développant un lupus et de patients atteints d’un lupus érythémateux disséminé. Nous avons ensuite cherché à définir le rôle potentiel de l’autophagie des lymphocytes dans l’activation et le maintien des réponses humorales normales et pathologiques. Ainsi, nous avons généré des souris déficientes en autophagie spécifiquement dans les lymphocytes B. Ces modèles de souris nous ont permis de montrer que l’autophagie ne jouait pas de rôle majeur dans la mise en place de la réponse immunitaire humorale à court terme. Cependant, l’étude du même modèle murin sur fond génétique prédisposant à une auto-immunité systémique a démontré un rôle de l’autophagie dans la production d’auto-anticorps anti-nucléaires et dans le maintien d’un fort nombre de plasmocytes. L’autophagie est donc importante pour l’initiation de l’activation des lymphocytes B et leur survie en contexte d’auto-immunité à long terme. Ce modèle nous a également permis de montrer que l’absence d’autophagie lors de la stimulation du BCR compromet sa polarisation, conjointe à celle des molécules complexe majeur d’histocompatibilité de classe II et des lysosomes. Ce phénomène est important dans la mise en place de la synapse immunologique, structure qui permet la dégradation et l’internalisation d’antigène particulaires. Nous avons pu mettre en évidence que l’inhibition de l’autophagie impacte effectivement la présentation d’antigènes particulaires internalisés via le BCR aux lymphocytes T. Ainsi, la modulation de l’autophagie dans les lymphocytes pourrait permettre à plusieurs niveaux de limiter l’activation et la survie des lymphocytes autoréactifs dans le contexte de maladies auto-immunes. / Macroautophagy, called autophagy, is a catabolic lysosomal process. Macroautophagy was recently shown to regulate the immune response especially by regulating lymphocyte biology. We demonstrated that autophagy is deregulated in T cells from lupus mouse models and patients suffering from systemic lupus erythematosus. We suggest that autophagy could regulate the survival of autoreactive lymphocytes during lupus. We then wanted to better understand the role of autophagy in normal and pathologic humoral responses. We have generated mouse models conditionally deficient for ATG5 in B cells. In accordance with previous studies, we show that autophagy is dispensable for B cell survival and activation under short-term B cell receptor (BCR) activation. We then investigated long-term immunity on a spontaneous model of autoimmunity. In autoimmune-prone mice deficient for autophagy in B cells, we demonstrate that autophagy is important to maintain high levels of anti-nuclear auto-antibodies, and high number of long-lived plasma cells in the bone marrow. With these same mouse models, we show that autophagy contributes to the polarization of internalized BCR after stimulation, together with the recruitment of lysosomes and MHCMII molecules-containing compartments. The polarization of B cells is particularly important for the acquisition of particulate antigens for B cells. We postulate that ATG5 and possibly the autophagic machinery could facilitate the formation of the immune synapse. We indeed demonstrate that presentation of immobilized antigens to T cells is compromised in the absence of ATG5 in B cells. Thus, modulating autophagy in lymphocytes, could limit at several levels the activation and/or survival of autoreactive lymphocytes during autoimmunity.

L’aide fournie aux lymphocytes B par les lymphocytes T CD4+ est cruciale pour une réponse humorale de qualité. Les lymphocytes T helper folliculaires (Tfh) jouent un rôle majeur dans l’aide apportée aux lymphocytes B au sein des centres germinatifs et peu de choses sont connues sur la capacité d’aide des autres populations de cellules T CD4+. Le but de notre étude est d’évaluer la capacité d’aide aux lymphocytes B des lymphocytes T helper de type 2 (Th2), une population considérée, à l’origine, comme responsable de l’aide apportée aux lymphocytes B in vivo ainsi que d’analyser le rôle de l’axe IL6 / STAT3 dans la différenciation des lymphocytes Tfh et leur plasticité phénotypique. Nous montrons que les lymphocytes Th2 co-expriment des formes actives des facteurs de transcription STAT6 et STAT3 et que l’expression de STAT3 est requise pour la fonction d’aide aux lymphocytes B des lymphocytes Th2. Nous avons également pu montrer que la voie de signalisation IL-6 / STAT3 durant le développement des lymphocytes Tfh s’oppose à l’expression des gènes associés au programme de différenciation Th2. / Option Biologie moléculaire du Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La réponse humorale aux antigènes (Ag) thymo-indépendants (TI) tels que les polysaccharides (PS) bactériens ne nécessite pas l’intervention des lymphocytes T mais requiert un dialogue entre lymphocytes B et cellules présentatrices d’Ag (APC). La singularité des Ag TI est qu’ils peuvent générer une réponse anticorps (Ac) in vivo en l’absence de signal danger exogène. Nous avons postulé que les PS bactériens sont capables d’induire un état de compétence des APC leur permettant d’exercer leur fonction auxiliaire vis à vis de la différenciation des lymphocytes B induite par les Ag TI. Notre travail a consisté, d’une part, à identifier la nature de l’APC et à documenter l’état de compétence des APC induit par un PS capsulaire d’une souche de pneumocoque (PS3). Nos résultats montrent que les macrophages et les cellules dendritiques peuvent tous deux exercer une fonction auxiliaire vis-à-vis de la réponse Ac aux Ag TI via la sécrétion de deux cytokines, BAFF et APRIL. Nos données montrent également que ce PS bactérien inhibe différentes réponses impliquant les cellules T (réponse humorale à un Ag thymo-dépendant, hypersensibilité retardée induite par un haptène fort). L’analyse phénotypique et fonctionnelle de cellules dendritiques exposées au PS3 nous conduit à proposer que le PS induit la différenciation des cellules dendritiques en cellules tolérogènes. L’ensemble de nos données suggèrent que l’état de compétence des APCs liée à leur fonction auxiliaire dans la réponse Ac aux Ag TI est équivalent à la fonction tolérogène, déjà documentée dans la littérature. Cette dualité des APCs induite par le PS (stimulatrices vis à vis de la réponse Ac, tolérogènes vis à vis des réponses cellulaires) pourrait jouer un rôle physiologique important au niveau de la muqueuse intestinale. / The humoral immune response against thymus-independent (TI) antigens (Ag) such as bacterial capsular polysaccharides (PS) does not require the help from T lymphocytes but needs a dialog between B cells and antigen presenting cells (APC). The particularity of TI Ag is their ability to generate an antibody response in vivo in the absence of exogenous danger signals. We have postulated that bacterial PS induce a competence status of the APC enabling them to act as auxiliary cells towards the B cells differentiation induced by TI Ag. In the present study, we have indentified the nature of the APC and explored the competence status induced by a capsular PS from S. pneumoniae (PS3). Our results show that both macrophages and dendritic cells (DC) can exert an auxiliary function towards the humoral response to TI Ag by secreting two major cytokines, BAFF and APRIL. We have also shown that bacterial PS suppress different responses involving T cells as humoral response to a thymus-dependent Ag and delayed hyper-sensitivity induced by a potent hapten. The phenotypical and functional analysis of DC exposed to PS3 led us to postulate that PS induces the differentiation of DC into tolerogenic cells. Altogether our findings suggest that the APC’s competence status enabling them to provide help to B cells against TI Ag is their tolerogenic function. This double function of the APC induced by PS (stimulatory towards antibody response and tolerogenic towards cellular responses) could be important in the intestinal mucosal sites.

Les lymphocytes B (LB) et les plasmocytes (PC) émergent comme des cellules importantes dans la surveillance immunitaire des tumeurs, même si leur rôle pro- ou anti-tumoral reste activement débattu. Nous avons émis l’hypothèse que cette dualité fonctionnelle de la réponse B pourrait être dictée par l'identité des sous-populations de LB infiltrant la tumeur et/ou par la nature des anticorps (Ac) qu’ils produisent. Dans ce contexte, nous avons montré que les tumeurs du sein et de l’ovaire sont souvent infiltrées par des LB mémoires et des PC exprimant/produisant principalement des IgG ou des IgA. Les IgA sont fortement enrichis dans les tumeurs mammaires in situ, plus précoces, et dans 15-20% des tumeurs invasives, suggérant un rôle différentiel des IgG et des IgA dans la progression tumorale. Les IgA, pouvant être monomériques ou dimériques dans les tumeurs, ciblent en général des antigènes (Ags) différents de ceux des IgG. Nous montrons de plus que les Ags ciblés par les IgA et les IgG sont souvent impliqués dans des fonctions de développement des tissus et d’interaction avec l’ADN, et sont parfois partagés entre patients et entre les types de tumeurs, suggérant leur importance dans la réponse anti-tumorale. En parallèle, grâce à l’étude des tumeurs de patientes souffrant d’un syndrome neurologique paranéoplasique, nous avons pu montrer que l’induction concomitante de PC à IgG et de LT CD8+ cytotoxiques dans la tumeur était liée à des amplifications et/ou des mutations dans les gènes des Ags tumoraux. Ces résultats mettent en évidence l’important des LB et des Ig dans la réponse anti-tumoral, et ouvre des pistes pour rechercher des cibles thérapeutiques en immunothérapie / B and plasma cells are rising as crucial cells in the immune surveillance of tumors, even though their pro- or anti-tumor role is still debated. We argue that this dual functionality of B cells could depend on the identity of tumor-infiltrating B cell subsets and/or by the nature of the antibodies they produce. With that knowledge, we showed that breast and ovarian tumors are usually infiltrated by memory B cells and plasma cells that express and/or produce mainly IgG or IgA. This last class of Ig in highly enriched in in situ carcinomas of the breast, corresponding to earlier tumors, and in 15-20% of invasive tumors, suggesting a differential role of IgG and IgA in tumor progression. IgA, that can be monomeric or dimeric in tumors, often target antigens that differ from those targeted by IgG. We also show that antigens targeted by IgA and IgG in the tumor are often involved in functions related to the development of tissues and DNA interactions, and can be share amongst patients and between breast and ovarian tumors, suggesting their importance in the anti-tumor immune response. In parallel, using tumors from patients suffering from a paraneoplastic neurological syndrome, we established that the concomitant induction of IgG PC and CD8+ cytotoxic T cells in the tumor is associated wth amplifications and/or mutations in the genes of tumor antigens. These results highlight the importance of B cells and Ig in the anti-tumor immune response and give leads to look for new targets in immunotherapy

En période néonatale, la muqueuse intestinale est immature et particulièrement perméable, notamment aux facteurs environnementaux comme les toxiques, les infections mais aussi les événements stressants. De la bonne maturation de la barrière intestinale va dépendre la mise en place de l'homéostasie intestinale et donc la tolérance vis-à-vis des antigènes luminaux. La survenu d’évènements stressants durant la petite enfance est associée au déclenchement et/ou l’entretien de pathologies gastro-intestinales fonctionnelles comme le Syndrome de l’Intestin Irritable (SII) mais aussi organiques comme les Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI). De plus, ces pathologies malgré leurs différences dans la sévérité et les signes cliniques, partagent un certain nombre de caractéristiques physiopathologiques communes, comme la rupture de l’intégrité de la barrière intestinale associée à une rupture de tolérance vis-à-vis des antigènes luminaux et plus particulièrement contre le microbiote intestinal. L’objectif de ce travail a été d’évaluer les effets d’un Stress de Séparation Maternelle (SSM) sur l’homéostasie intestinale et la réponse immunitaire vis-à-vis du microbiote commensal chez la souris jeune adulte. Nos résultats ont mis en évidence un dimorphisme sexuel dans ce modèle. Chez les souris mâles jeunes adultes, le SSM diminue les fonctions de la barrière intestinale associé à une altération de la réponse humorale et cellulaire au niveau systémique vis-à-vis du microbiote commensal, ainsi qu’à un défaut des cellules présentatrices d’antigènes, conduisant à une inflammation de bas grade malgré un profil proinflammatoire des lymphocytes T. Chez les souris femelles jeunes adultes, le SSM altère la fonctionnalité des cellules de Paneth associée à surpopulation bactérienne intestinale, responsable de la sensibilité viscérale en réponse à une distension colorectale et une réponse humorale systémique dirigée contre le microbiote commensal. Nous avons mis en évidence une empreinte du SSM chez le jeune adulte, capable d'induire des modifications profondes de l’homéostasie intestinale ainsi que de la réponse immunitaire systémique contre le microbiote intestinal. Le SSM altère l'homéostasie intestinale et reproduit des caractéristiques communes aux pathologies digestives à savoir une rupture de barrière associée à une réponse immunitaire contre le microbiote sans symptômes majeurs. Ce travail a permis d'identifier la survenue d'événements stressants pendant la petite enfance comme un facteur environnemental important capable d'altérer l'homéostasie intestinale chez des individus sains et qui pourrait contribuer au déclenchement de pathologies intestinales chez des individus génétiquement prédisposés. / Perinatal period is characterized by an immature intestinal barrier particularly permeable to luminal antigens and as such highly vulnerable to environmental factors like toxins, infections or stressful events. The appropriate maturation of intestinal barrier leads to intestinal homeostasis and tolerance toward luminal contents. Early life stressful events are associated with the development and/or maintenance of functional gastrointestinal disorders like Irritable Bowel Syndrome (IBS) or organic one like Inflammatory Bowel Diseases (IBD). These pathologies are highly different in term of etiology and clinical severity however they share common features like alteration in intestinal barrier associated with an abnormal immune response toward luminal contents especially commensal microbiota. Our aim was to evaluate the consequences of maternal separation (MS) on intestinal homeostasis, host-microbiota relationship and the humoral and cellular response at adulthood. Due to sexual dimorphism in this model, the results are presented separately for male and female. In young adult male mice, MS decreases intestinal barrier functions associated with an alteration of systemic humoral and cellular response toward commensal microbiota. Moreover, a defect of antigen presenting cells in spleen leads to systemic low grade inflammation despite a pro-inflammatory profile of T cell. In young adult female mice, MS alters the functionality of Paneth cells associated with an intestinal bacterial overgrowth, leading to visceral sensitivity and systemic humoral response toward commensal microbiota. We highlighted that MS has long lasting adverse effects on intestinal homeostasis and systemic immune response toward commensal microbiota in young adult. MS impairs intestinal homeostasis in healthy individuals and might contribute to trigger intestinal pathologies in susceptible persons.

Le streptocoque du groupe B (GBS) est un agent causant des septicémies et des méningites chez les nouveaux nés et chez les adultes. Une réaction sérologique dirigée contre la capsule polysaccharidique (CPS) permet de différencier les 10 sérotypes de GBS, dont le sérotype III qui est le plus fréquemment isolé en cas de méningite. Actuellement l’efficacité de l’unique traitement disponible, l’antibioprophylaxie intrapartum, est controversée. Dans l’optique d’élargir les options de prévention, cette étude vise à mieux comprendre les interactions entre GBS III et le développement de la réponse adaptative, sujet qui est peu documenté. Cette étude a évalué, par cytométrie en flux (FACS), les sous-populations des lymphocytes B (LB) spléniques impliquées suite à l’infection systémique de GBS III dans un modèle in vivo. De plus, la réponse humorale contre GBS III et contre la CPS III purifiée ainsi que la formation des centres germinatifs (GCs) spléniques dans un contexte de multiples infections par GBS ont été évalués. Les résultats suggèrent que la première infection stimule la production d’anticorps contre GBS III mais peu contre sa CPS. De plus, GBS III activerait la différenciation des LB et induirait la formation des GCs liée au déclenchement d’une réponse mémoire permettant un meilleur contrôle lors des infections subséquentes. Malgré sa faible immunogénicité, la CPS ne semblerait pas interférer avec le développement de l’immunité adaptative humorale contre la bactérie. La production d’anticorps contre GBS III qui implique la commutation de classe serait principalement produite contre des épitopes différents de ceux composant la CPS III. / Group B Streptococcus (GBS) is an agent of septicemia and meningitis in newborns but also in adults. A serological reaction directed against the polysaccharide capsule (CPS) allows to differentiate 10 GBS serotypes, including serotype III which is the most frequently isolated in cases of meningitis. Currently the effectiveness of the only available treatment, intrapartum antibiotic prophylaxis, is controversial. To improve prevention strategies, this study aims to better understand the interactions between GBS and the development of the adaptive response, a subject that is poorly documented. This study evaluated, by flow cytometry (FACS), the splenic subpopulations of B lymphocytes (LB) involved following systemic GBS infection in an in vivo model. This study also evaluated the serum anti-GBS antibody response and against its purified capsule as well as the formation of splenic germinal centers (GCs) in the context of multiple GBS infections. Results suggest that the first infection stimulates the production of antibodies against GBS III but little against its capsule. Furthermore, results suggest that GBS activates B cell differentiation by inducing the production of GCs, which are linked to triggering a memory response allowing better control in subsequent infections. Despite its low immunogenicity, the CPS does not appear to interfere with the development of adaptive humoral immunity against the bacteria. Therefore, the production of antibodies against GBS III, involving class switching, would recognize different epitopes from those found on its capsule.

La réponse immunitaire de type humorale se déclenche suivant certaines infections virales et bactériennes de même que suivant une immunisation. Au niveau cellulaire, ce type de réponse favorise la formation de petites structures, nommées centres germinatifs (CG), qui se développeront dans les organes lymphoïdes secondaires (OLS) tels que la rate et les ganglions. Ces CG sont orchestrés par la présentation des antigènes étrangers par les cellules dendritiques et les cellules dendritiques folliculaires (FDC), aux cellules T et B respectivement, ainsi que par des interactions complexes survenant entre ces lymphocytes T et B. Suivant ce processus, les lymphocytes B quittant les CG se différencieront soient en plasmocytes sécréteurs d’anticorps de fortes affinités ou en cellules B mémoires qui assureront une protection lors d’une seconde exposition face à un antigène étranger ayant précédemment été rencontré. Plusieurs évidences suggèrent que la qualité de la réponse humorale est influencée par des variants génétiques. Par exemple, des études quantifiant les titres d’anticorps suivant la vaccination ont observé que ces titres variaient en fonction de différents groupes ethniques. Toutefois, malgré ces évidences, la contribution de la génétique quant à la variation des aspects cellulaires de la réponse humorale demeure incomplète. En utilisant douze lignées de souris génétiquement éloignées, nous avons donc évalué l'impact de la variabilité génétique sur les aspects cellulaires de cette réponse humorale, et ce, à l'état d'équilibre et suivant l’immunisation avec un antigène étranger. Pour ces deux conditions, nous avons quantifié, par cytométrie en flux, le nombre ainsi que la composition cellulaire (cellules B, plasmocytes et cellules T auxiliaires folliculaires) des CG contenus dans plusieurs OLS ainsi que dans la moelle osseuse des différentes lignées de souris. Après immunisation, le positionnement cellulaire au sein des CG de la rate a également été évalué par immunofluorescence. Nos résultats indiquent que le nombre et la taille des CG après immunisation ainsi que la composition cellulaire de ces CG à l’état d’équilibre et suivant l’immunisation varient entre les différentes lignées de souris à l’étude. Comme les douze lignées de souris ont été soumises aux mêmes conditions, ces résultats suggèrent que les variants génétiques, étant différents d’une lignée de souris à une autre, sont responsables des variations que nous avons observées au niveau des aspects cellulaires de la réponse humorale. Ce projet permettant de mieux comprendre l’impact de la variabilité génétique sur certains aspects de la réponse humorale pourrait ultimement mener à une amélioration des approches vaccinales chez les individus répondant moins bien à un certain type de vaccination. / The humoral immune response is triggered following certain viral and bacterial infections as well as following immunization. At the cellular level, this type of response promotes the formation of small structures, called germinal centers (GC), which develop into secondary lymphoid organs such as the spleen and lymph nodes. These GC are orchestrated by the presentation of foreign antigens by dendritic cells and follicular dendritic cells (FDC), to T and B cells respectively, and by subsequent interactions between these T and B lymphocytes. Following this process, B cells leaving the GC will differentiate into high-affinity antibody-secreting plasma cells or memory B cells that will provide protection upon a second exposure to a previously encountered foreign antigen. There is some evidence to suggest that the quality of the humoral response is influenced by genetic variants. For example, studies quantifying antibody titers following vaccination have observed that these titers vary across different ethnic groups. However, despite this evidence, the contribution of genetics to the variation of the cellular aspects of the humoral responses remains incomplete. Using twelve genetically divergent mouse strains, we therefore evaluated the impact of genetic variability on the cellular aspects of this humoral response at steady state and following immunization with a foreign antigen. For these two conditions, we quantified, by flow cytometry, the number as well as the cellular composition (B cells, plasma cells and T follicular helper cells) of the GC contained in several SLO and in the bone marrow of the different mouse strains. After immunization, cell positioning within the GC of the spleen was also assessed by immunofluorescence. Our results indicate that the number and size of GC after immunization as well as the cellular composition of these GC at steady state and following immunization vary between the different mouse strains studied. As the twelve mouse strains were subjected to the same conditions, these results suggest that the genetic variants, being different from one mouse strain to another, are responsible for the variations that we observed in the cellular aspects of the humoral response. This project, which allows us to better understand the impact of genetic variability on some aspects of the humoral response, could ultimately lead to an improvement in vaccine approaches in individuals who respond less well to a certain type of vaccination.