Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les cyclophilines appartiennent à une famille de protéines initialement caractérisées par leur activité peptidyl-prolyl cis/trans isomérase et leur capacité à fixer la cyclosporine A. Les formes sécrétées des cyclophilines A (CyPA) et B (CyPB) induisent la migration de sous-populations leucocytaires, via un mécanisme dépendant de l’interaction avec un récepteur cellulaire commun, le CD147. Des données récentes ont également montré que la CyPA induit la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires, telles que le TNF-α, ce qui suggère un rôle des cyclophilines sécrétées dans la régulation de la réponse inflammatoire. Dans ce contexte, l’objectif de mes travaux de thèse a consisté à étudier le rôle de la CyPB dans la modulation des réponses inflammatoires du macrophage. Contrairement à la CyPA, la CyPB n’induit pas la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires. A l’inverse, la pré-incubation des cellules en présence de CyPB réduit leur production en réponse au LPS. L’analyse des réponses induites par la CyPB nous a permis de mettre en évidence l’expression de Bcl-3, un régulateur négatif de l’activité du facteur de transcription NF-κB. Nous avons alors montré que la CyPB inhibe la production de TNF-α induite par le LPS en bloquant l’activation transcriptionnelle du gène codant pour cette cytokine. En complément, nous avons mis en évidence un mécanisme de régulation post-transcriptionnelle qui pourrait faire intervenir MKP-1, une phosphatase impliquée dans l’inactivation des MAPKs et dans la déstabilisation de l’ARNm du TNF-α. Dans leur ensemble, ces travaux démontrent que la CyPB pourrait agir comme une protéine régulatrice de la réponse inflammatoire. / Cyclophilins are members of a family of proteins initially characterised for their peptidyl-prolyl cis/trans isomerase activity and their ability to interact with cyclosporine A. Secreted forms of cyclophilin A (CyPA) and B (CyPB) induce the migration of leukocyte subsets by a mechanism dependent on the interaction with a common cellular receptor, CD147. Recently published data have also shown that CyPA induced the expression of pro-inflammatory cytokines, such as TNF-α, suggesting a role for secreted cyclophilins in the regulation of inflammatory responses. In this context, the aim of my thesis was to study the implication of CyPB in the modulation of inflammatory responses of macrophages. Unlike CyPA, CyPB did not induce the secretion of pro-inflammatory cytokines. Conversely, pre-treatment with CyPB reduced the production of cytokines from LPS-stimulated macrophages. Analysis of the responses induced by CyPB has highlighted the expression of Bcl-3, a negative regulator of the transcriptional factor NF-κB. Then, we showed that CyPB inhibited LPS-induced production of TNF-α by blocking the transcriptional activation of the gene coding for this cytokine. In addition, we characterized a mechanism of post-transcriptional regulation that could bring into play MKP-1, a phosphatase involved in down-regulation of MAPKs and destabilization of TNF-α mRNA. Altogether, these findings indicate that CyPB could act as a regulatory protein in the inflammatory responses.

Dans tous les organismes animaux la réponse immunitaire est divisée en deux composantes : la réponse humorale, qui consiste en la production d'un grand nombre de molécules toxiques pour le pathogène, et la réponse cellulaire, qui met en jeu des cellules immunitaires produites lors de l'hématopoïèse. Chez les mammifères adultes, l'hématopoïèse se déroule dans la moelle osseuse, où un microenvironnement particulier appelé " niche hématopoïétique " contrôle l'auto-renouvèlement, la prolifération et la différenciation des Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH) à l'origine de l'ensemble des cellules sanguines/immunitaires. Suite à une infection par un pathogène, l'homéostasie du système hématopoïétique est modifiée, afin de permettre la mise en place d'une réponse immunitaire cellulaire adaptée. Le rôle de la niche hématopoïétique dans le contrôle de l'hématopoïèse suite à une infection reste à ce jour mal connu. La drosophile est utilisée comme système modèle pour étudier in vivo l'hématopoïèse et la réponse immunitaire. L'hématopoïèse a lieu chez la drosophile au stade larvaire dans un organe spécialisé appelé Glande Lymphatique (GL). Au sein de cet organe, un petit groupe de cellules, le Centre de Signalisation Postérieur (PSC), contrôle l'équilibre entre progéniteurs hématopoïétiques et cellules immunitaires différenciées, et a donc un rôle équivalent à celui de la niche hématopoïétique des mammifères. Suite à un stress immun, tel que le parasitisme par des guêpes, une différenciation massive de cellules immunitaires spécifiques, les lamellocytes, a lieu dans la GL; puis la dispersion de la GL permet la libération des lamellocytes dans la circulation lymphatique. Lors du parasitisme, la guêpe pond un œuf dans le corps de la larve de drosophile. En absence de réponse immunitaire cellulaire, l'œuf de guêpe se développe au dépend de son hôte, entraînant sa mort. En formant une capsule autour de l'œuf de guêpe, les lamellocytes neutralisent son développement et permettent la survie de l'hôte. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à la réponse immunitaire cellulaire de la larve de drosophile au parasitisme par des guêpes. Je me suis plus particulièrement intéressée au rôle de la " niche hématopoïétique " dans cette réponse. Pour cela, j'ai initié une approche transcriptomique ayant pour but d'identifier les gènes spécifiquement exprimés dans le PSC en réponse au parasitisme. En parallèle, j'ai caractérisé le rôle de la voie de signalisation Toll/NF?B dans la GL lors de la réponse au parasitisme. La voie Toll/NF?B joue un rôle essentiel dans la réponse immunitaire humorale et son rôle dans la réponse immunitaire cellulaire reste à définir. Mes travaux indiquent que la voie Toll/NF?B est activée dans le PSC suite au parasitisme. Son activation est médiée par le facteur de transcription NF?B "Dorsal-related Immunity Factor" (Dif), qui est requis dans le PSC pour permettre la différenciation rapide et massive de lamellocytes et la dispersion des cellules de la GL. De plus, j'ai établi un réseau génique, impliquant les deux voies de signalisation Toll/NF?B et EGFR ainsi que les espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans le contrôle de la réponse au parasitisme. Une augmentation du niveau de ROS dans le PSC et l'activation de la voie EGFR dans les cellules immunitaires ont été décrits comme nécessaires à l'encapsulation des œufs de guêpe après parasitisme. Mes données établissent qu'ils sont en plus requis respectivement dans les cellules du PSC et dans les progéniteurs hématopoïétiques pour permettre la dispersion de la GL après parasitisme. Basé sur la forte conservation des voies de signalisation et processus moléculaires contrôlant l'hématopoïèse entre les mammifères et la drosophile, mes résultats posent la question de la conservation du réseau génique établi chez la drosophile et du rôle de la voie NF?B dans la niche hématopoïétique des mammifères lors d'une réponse à une infection. / In all organisms, the immune response is divided into two parts: the humoral response, which consists of producing a large number of molecules to combat the pathogen, and the cellular response, which relies on immune cells produced during hematopoiesis. In adult mammals, hematopoiesis occurs in the bone marrow, where a particular microenvironment called the "hematopoietic niche" controls self-renewal, proliferation and differentiation of Hematopoietic Stem Cells (HSCs), which give rise to all blood cell types. Following a pathogenic infection, the hematopoietic system's homeostasis is modified in order to obtain an adapted cellular immune response. The role that the hematopoietic niche plays during an immune response remains unclear. Drosophila is used as a model system to study in vivo hematopoiesis and the immune response. In drosophila, hematopoiesis occurs at the larval stage in a specialized organ called the Lymph Gland (LG). Within this organ, a small group of cells termed the Posterior Signalling Center (PSC), controls the balance between hematopoietic progenitors and differentiated immune/blood cells, a role similar to the mammalian hematopoietic niche. Following an immune challenge, especially in response to wasp parasitism, a massive differentiation of specific immune cells called lamellocytes occurs in the LG. The LG subsequently disperses to release lamellocytes into the hemolymph. During parasitism, the wasp lays an egg in the drosophila larva. In the absence of a cellular immune response, the wasp egg will develop and kill its host. By forming a capsule around the wasp egg, lamellocytes impede the pathogen's development and permit the host's survival. During my PhD, I studied the drosophila larva cellular immune response to wasp parasitism. I focused my research on the role of the "hematopoietic niche". I therefore initiated a transcriptomic study, in order to identify genes expressed by the PSC in response to parasitism. In parallel, I characterized the role of the Toll/NF?B signalling pathway in the LG during parasitism. The Toll/NF?B pathway plays a key role in the humoral response both in drosophila and mammals; however its role in the cellular immune response remains unknown. My results indicate that the Toll/NF?B pathway is activated in the PSC following parasitism. Its activation is mediated by the NF?B transcription factor " Dorsal-related Immunity Factor " (Dif), which is required in the PSC for rapid lamellocyte production and LG dispersion. Furthermore, I established the existence of a genetic network comprising the Toll/NFkB and EGFR signalling pathways and Reactive Oxygen Species (ROS), in order to control the immune response to parasitism. An increase in ROS levels in the PSC and EGFR pathway activation in the immune cells, have been described as required for wasp egg encapsulation. My data suggest that the ROS and the EGFR pathway are also required for LG dispersion following wasp parasitism, in PSC cells and in hematopoietic progenitors, respectively. Based on the high conservation of signalling pathways and molecular processes controlling hematopoiesis, my results raise the question of whether such a network is conserved in the mammalian hematopoietic niche in response to pathogenic infections.

La paratuberculose bovine, ou maladie de Johne, est une maladie inflammatoire intestinale chronique provoquant d’importantes pertes économiques chez les producteurs de ruminants du monde entier. Que ce soit chez la vache laitière ou de boucherie, ces pertes sont causées majoritairement par une diminution de la capacité de reproduction, la baisse de production laitière et l’amaigrissement des vaches qui perdent ainsi beaucoup de valeur à l’abattage, en plus d’être sujettes à une réforme précoce. Outre les pertes économiques, le potentiel de transmission à l’humain est un facteur non négligeable en plus d’un risque de contamination de la chaîne alimentaire. Cette maladie est causée par une bactérie intracellulaire obligatoire nommée Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP). II n’existe actuellement aucune stratégie efficace pour combattre l’infection chez les animaux atteints. L’évolution lente de la maladie fait en sorte que les signes cliniques apparaissent tardivement, soit plusieurs années (4 à 7 ans) après l’infection initiale. Au cours de cette progression, les animaux infectés commencent à excréter le pathogène dans leur environnement. Les animaux atteints deviennent infectieux et peuvent contaminer d’autres congénères, ainsi que leur propre veau. Afin de permettre aux producteurs d’éliminer les vaches atteintes avant qu’elles n’atteignent ce stade, il s’avère important d’établir un diagnostic précoce. Actuellement, ce n’est qu’en phase sous-clinique avancée que les tests diagnostiques sont plus sensibles, soit 2 à 3 ans après le début des excrétions fécales chez les animaux infectés. L'incompréhension du manque de sensibilité des tests de dépistage et de l'évolution de cette maladie justifient les efforts de recherche dans ce domaine en vue de mieux comprendre les réponses immunitaires impliquées dans cette maladie. En effet, une meilleure connaissance des processus d’inflammation chronique pourrait aider à développer des outils diagnostiques complémentaires. Nos résultats suggèrent une dérégulation de la réponse immunitaire. Ainsi, en étudiant les composantes et caractéristiques du sang provenant de vaches infectées, il nous a été possible d’observer que les niveaux de cytokines plasmatiques telles l’interleukine 17 et l'ostéopontine se trouvent sécrétées à différents niveaux chez les vaches atteintes de paratuberculose bovine. De plus, l'analyse de la capacité de leur sérum à soutenir efficacement la prolifération des cellules mononucléées du sang périphérique révèle que le sérum de vaches infectées interfère pour atténuer la prolifération cellulaire. II semble qu’un constituant du sérum provoque une diminution de la réponse immunitaire chez les vaches malades. Les résultats offrnt une appréciation des dérèglements immunitaires provoqués par la paratuberculose bovine.

La complexité de la prise en charge des hépatites B chroniques est en partie liée à la persistance virale. La clairance du virus est compliquée du fait du mode de réplication du virus et de l'interaction de HBV avec les acteurs de la réponse immunitaire innée. On distingue plusieurs stades d'infection chronique à HBV, qui se caractérisent par un équilibre variable entre réplication virale et réponse immunitaire de l'hôte. La définition clinique de ces différentes phases est insuffisante pour discriminer le risque évolutif des patients. Des études de cohorte sont nécessaires pour mieux appréhender les relations entre réplication virale et immunité lors des infections chroniques à HBV. Le premier travail est une étude de cohorte rétrospective s'intéressant aux relations entre marqueurs virologiques sériques et intrahépatiques et expression intrahépatique des gènes de l'immunité innée. Les gènes de l'immunité innée étudiés sont moins exprimés au cours des hépatites B chroniques en comparaison à des contrôles sains, sans influence de la réplication virale. Le taux d'AgHBs sérique pourrait refléter l'importance de la réponse immunitaire innée intrahépatique, notamment la réponse IFN de type I pour les patients négatifs pour l'AgHBe. Le deuxième travail est une étude de cohorte prospective, qui ne retrouve pas de bénéfice à l'addition d'un traitement par PEG-IFN chez des patients co-infectés HBV/HIV et répondant au traitement par NUCS. Cette étude souligne de façon intéressante que le taux d'AgHBs à l'initiation du traitement pourrait être prédictif de la réponse au traitement, des taux plus faibles d'AgHBs étant favorables. L'ensemble de ces résultats démontre l'importance de la relation entre réponse immunitaire et réplication virale pour expliquer les différentes phases de l'hépatite B chronique. Ces résultats pourraient se révéler intéressants pour le développement de nouvelles prises en charge thérapeutiques de patients infectés chroniquement par HBV / Chronic HBV infections (CHB) are difficult to treat diseases because of viral persistence. It’s explained by the particular replication of Hepatitis B Virus (HBV) and its interplays with host immunity. CHB is characterized by different stages, which reflect a balance between viral replication and immune response. However, our knowledge regarding the natural history of CHB is insufficient to allow us to predict patients’ prognosis. Further clinical studies are needed to improve our understanding of interplays between HBV replication and host immunity. The first study is a retrospective one about interplays between serological and intrahepatic viral markers and intrahepatic innate immunity genes expression. Immunity genes seem to be down-regulated during CHB in comparison to healthy controls, without impact of the level of viral replication. HBsAg levels in blood may reflect the intrahepatic innate immune response and especially the type I IFN response for HBeAg negative patients. The second part is a prospective study which shows any relevance of adding PEG-IFN to HIV/HBV co-infected responders to NUCS therapy patients. The results highlight the potential interest of baseline HBsAg level to predict PEG-IFN response (low HBsAg levels being more favorable). Finally, these results highlight the role of interplays between HBV replication and innate immune response during the natural history of CHB. They may be interesting in the context of the development of new antiviral strategies

L’infection chronique est à l’origine de 15-20% des cancers dans le monde. Dans la plupart des cas, les infections sont éliminées par le système immunitaire, sans incidence importante sur les hôtes infectés. Toutefois, les oncovirus peuvent échapper au système immunitaire et induire une transformation cellulaire, ce qui constitue deux éléments clés de la cancérogenèse associée aux virus. L’EBV est un herpesvirus ubiquitaire à ADN double brin qui infecte plus de 90% de la population, avec un tropisme spécifique pour les cellules B. Après primo-infection, le virus persiste dans l’hôte pour toujours. L’EBV est responsable de la mononucléose infectieuse bénigne et est associé à plusieurs tumeurs malignes telles que le lymphome de Burkitt, le lymphome de Hodgkin et certaines formes de cancers gastriques. Les récepteurs Toll-like (TLRs) mammaires jouent un rôle important dans la défense de l’hôte lors de l’infection pathogène en régulant et reliant les réponses immunitaires innées et adaptatives. Dans cette étude, nous avons montré que l’EBV pouvait altérer la régulation et l’expression de TLR9, une des molécules effectrices majeures de la réponse immunitaire innée. L’infection par l’EBV des lymphocytes B primaires humains a entraîné l’inhibition de la fonctionnalité de TLR9. Nous avons observé que l’EBV exerçait sa fonction inhibitrice en diminuant les niveaux d’ARNm et de la protéine du récepteur TLR9. De plus, nous avons établi que LMP1, oncoprotéine majeure de l’EBV, inhibait fortement la transcription de TLR9. La sur-expression de LMP1 par transfection transitoire ou transduction des cellules B réduit l’activité du promoteur de TLR9, l’ARNm et les niveaux protéiques. Bloquer la voie de signalisation de NF-κB induite par la signalisation de LMP1 permet de récupérer l’activité du promoteur de TLR9 et l’expression de la protéine. L’ensemble de nos résultats mettent en évidence un nouveau mécanisme utilisé par l’EBV pour supprimer la réponse immunitaire de l’hôte en dérégulant la transcription de TLR9 via l’activation de NF-κB par LMP1 / Chronic infection causes about 15-20% of cancer worldwide. In most cases, infections are cleared by the immune system with no dramatic consequence for the infected hosts. However, oncoviruses can escape the immune system and induce cellular transformation, two key events in cancer mediated by viruses. EBV is a ubiquitous double-stranded DNA herpesvirus, which infects more than 90% of the population with a specific tropism to B-cells. Upon primo-infection the virus persists in the host for lifetime. EBV is responsible of the benign infectious mononucleosis and is associated to several malignancies such as the Burkitt lymphoma, Hodgkin’s lymphoma and some forms of gastric cancers. Mammalian Toll-like receptors (TLRs) play a key role in host defense during pathogen infection by regulating and linking the innate and adaptive immune responses. TLRs belong to a family of receptors that recognize pathogen-associated molecular patterns and are expressed on immune and non-immune cells, endowing them with the capacity to sense pathogen-derived products and to alert the immune system . In this study we show that EBV can alter the regulation and expression of TLR9, one of the key effector molecules of the innate immune response. EBV infection of human primary B cells resulted in the inhibition of TLR9 functionality. Stimulation of TLR9 on primary B cells led to the production of IL-6, TNFα and IgG, which was inhibited in cells infected with EBV. We observed that EBV exerts its inhibitory function by decreasing TLR9 mRNA and protein levels. This event was observed twelve hours post EBV infection of primary cells as well as in an immortalized B cell line, demonstrating the specific role of the virus to turn down TLR9 levels. In addition, we determined that the EBV oncoprotein LMP1 is a strong inhibitor of TLR9 transcription. Over expression of LMP1 by transient transfection or transduction of B cells, reduced TLR9 promoter activity, mRNA and protein levels. Blocking the NF-κB pathway induced by LMP1 signaling, recovered TLR9 promoter activity and protein expression. Moreover LMP1 mutants deficient in activating the NF-κB pathway inversely restored TLR9 transcription. Taken together, our study reveals a novel mechanism used by EBV to suppress the host immune response by deregulating the TLR9 transcript through LMP1-mediated NF-κB activation

Les deux principaux objectifs de ce travail sont de proposer des outils pour la selection d'animaux résistants aux strongles gastro-intestinaux, parasites du tube digestif, et de faire progresser la compréhension des mécanismes de résistance chez la chèvre créole. La variabilité génétique du caractère de résistance au parasitisme digestif a été étudiée afin de vérifier quels critères décrivant le mieux la résistance, peuvent être utilisés pour la sélection. L'ensemble des résultats obtenus suggèrent que le critère d'excrétion d'oeufs et le critère d'éosinophilie sont les plus adaptés pour un schéma de sélection puisqu'ils possèdent une héritabillté moyenne et représentent le mieux la résistance. De plus, ils ne semblent pas en opposition avec le poids, principal critère de production. Le déterminisme génétique de la résistance aux strongles gastro-intestinaux a été étudié et a permis de mettre en évidence l'existence d'un gène majeur pour la résistance chez la population de chèvre créole. De plus, la primo-détection de qtl a permis d'identifier 13 régions du génome ayant un effet sur les critères de résistance. Les mécanismes responsables de la résistance aux strongles gastro-intestinaux ont également été à l'étude. L'ensemble des résultats met en évidence le rôle des éosinophiles dans la mise en place de la résistance aux strongles gastro-intestinaux. L'activité des immunogobulines e semblent dirigés vers les larves l3 d'haemonchus contortus et suggère la mise en place d'une réaction protectrice. Chez la chèvre créole. Ces deux mécanismes semblent donc jouer un rôle important dans la mise en place de la résistance aux strongles gastro-intestinaux / The two main objectives of this work are to propose tools for the selection of resistant animals to gastrointestinal nematodes and advance knowledge on mechanisms of resistance of creole goats. this work has analysed the genetic variability of resistance to digestive parasitism in order to determine which criteria best describes the resistance and can be use for selection. the overall results suggest that the egg excretion and the eosinophilia are the criteria most suitable for a breeding scheme because they have moderate heritability estimates and best represent the resistance. moreover, they do not seem in conflict with the weight, the main criterion of production. the genetic determinism of resistance to gastrointestinal parasites has been studied and has highlighted the existence of a major gene for resistance in creole goats. in addition, the primodetection of qtl identified 13 genomic regions that affect the resistance. the mechanisms behind the resistance to gastrointestinal parasites were also studied and first hypothesis regarding the involvment of the immune response in resistance have been made in goats. the overall results highlighted the role of eosinophils in the development of resistance to gastrointestinal nematodes. the activity of immunoglobulin e seems directed toward l3 larvae of haemonchus contortus and may be imply in the establishment of a protective response agasint nematode parasites. in creole goats, these two mechanisms seem to play an important role in the development of resistance to gastrointestinal nematode infections