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L’objectif de cette thèse est de conceptualiser, à partir de l’exploitation des données de remboursement de soins de l’Assurance Maladie, les différentes trajectoires de recours aux soins relatives à la prise en charge d’une pathologie chronique (asthme), et d’étudier les déterminants de ces trajectoires du point de vue du profil et du comportement subséquent du prescripteur de soins. L’étude de la relation entre le comportement prescriptif et la trajectoire de soins est appréhendée par des techniques de modélisation et d’analyses multivariées. L’objectif sous-jacent est d’évaluer, d’un point de vue médico-économique, l’impact de la typologie des prescripteurs (caractéristiques des offreurs de soins) sur les différentes trajectoires de soins suivies par les patients atteints de la pathologie définie supra. Les caractéristiques susceptibles d’identifier une typologie de prescripteur correspondent aux variables influant sur le comportement prescriptif, au sens large, du médecin (âge, sexe, durée d’exercice, type d’exercice, etc.). La question principale de la thèse est celle de l’effet régulateur de l’incitation économique, instaurée par le parcours de soins coordonnés (réforme de l’Assurance Maladie, août 2004), sur les trajectoires de soins, réellement observées, de patients atteints de pathologies chroniques. Les corollaires sont : Le déremboursement des actes hors parcours de soins coordonnés peut-il avoir un impact significatif sur la trajectoire empirique de prise en charge du patient ? Le profil du prescripteur d’actes médicaux a-t-il, toutes choses égales par ailleurs, un effet sur le respect ou non de la trajectoire de soins référentielle admise par le parcours de soins coordonnés ? Quels sont les déterminants principaux du non respect de cette trajectoire référentielle, du point de vue de l’analyse des caractéristiques des couples « médecin – patient» ? / The objective of this thesis is to conceptualize, starting from the exploitation of the refunding data of cares from the Sickness insurance, the various trajectories of cares recourses introduced by chronic diseases as asthma, and to study their determinants by analysing the profile and the subsequent behavior of the general practitioner. The study of the relation between the prescriptive behavior and the trajectory of cares is carried out by different multivariate analyses. The other objective is to evaluate, from a pharmacoeconomic point of view, the impact of the general practitioner characteristics on the various trajectories of cares followed by the patients with chronic diseases. The characteristics likely to identify a typology of practitioners correspond to the variables influencing the prescriptive behavior (age, sex, duration of exercise, type of exercise, etc). The principal question of the thesis is that of the regulating effect of the economic incentive, rested on the coordinated care pathway (reform of the Sickness insurance, August 2004), on the trajectories of cares, really observed by the chronic patients. The corollaries are: Does the no-reimbursement of some medical acts, not considered in the coordinated care pathway, have a significant impact on the empirical recourse of the patient? Does the profile of the general practitioner have an effect on the respect or not of the allowed trajectory of cares classified by the French reform? Which are the principal determinants of disregarding this referential trajectory, by notably analysing the “practitioner - patient” characteristics?

Les techniques de biologie moléculaire ont pris au cours des 20 dernières années une place importante dans le diagnostic direct des pathogènes viraux. Notre travail a porté sur la mise en place et le développement d’une plate-forme de biologie moléculaire, au sein du laboratoire de virologie de l’hôpital de la Timone, pour répondre aux demandes et contraintes du diagnostic en milieu hospitalier. L’organisation de cette plate-forme a nécessité plusieurs étapes : la prévention des risques de contamination, l’aliquotage et le stockage des réactifs, l’automatisation des techniques d’extraction des acides nucléiques, la mise au point de témoins positifs synthétiques et de témoins internes et l’optimisation des protocoles de PCR. Cette approche optimisée du diagnostic moléculaire des infections virales a été appliqué notamment à la détection de la grippe pandémique A/H1N1v dans les laboratoires de routine hospitalière et d’urgence « Point Of Care ». La mise en place de cette plate-forme a fait progresser de manière considérable le diagnostic moléculaire du laboratoire. Elle nous permet actuellement de détecter un grand nombre de pathogènes (>80) et de réaliser des tests dans un format à haut débit (≈40 000 tests/an). Au total, cette plateforme est au coeur de la capacité du laboratoire pour réagir de manière rapide aux évènements d'émergence en mettant en place rapidement des procédures diagnostiques standardisées. Ces techniques ont été transférées à de nombreux autres laboratoires de virologie partenaires nationaux et internationaux. Nous envisageons maintenant son utilisation dans une approche syndromique avec notamment, le développement du diagnostic des virus respiratoires. / Molecular biology techniques have taken an important role in the direct diagnosis of viral pathogens over the last 20 years. Our work focused on establishing and developing a platform for molecular diagnosis in the laboratory of Virology (Timone Hospital) to meet the demands and constraints of diagnosis in hospitals. The organization of this platform required several steps: prevention of contamination risks, aliquoting and storage of reagents, automation techniques of nucleic acid extraction, development of synthetic positive controls and internal controls and optimization of PCR protocols. This optimized approach of the molecular diagnosis of viral infections has particularly been applied to the detection of pandemic influenza A/H1N1v in hospital laboratories for routine and emergency "Point Of Care." The implementation of this platform has significantly improved molecular diagnosis in our laboratory. It currently allows us to detect a large number of pathogens (> 80) and perform tests in a high-throughput (≈ 40,000 tests per year). In total, this platform is at the heart of the laboratory capacity to react quickly to emerging events by rapidly implementing standardized procedures. These techniques have been transferred to many other partners’ laboratories nationally and internationally. We are now considering its use in a syndromic approach including the development of the diagnosis of respiratory viruses.

Poor athletic performance of racehorses is a major and significant problem in the racing industry. Determining the definitive reason for poor-performance is however a real diagnostic challenge since many of the causative conditions are multifactorial and may only be manifested during exercise. A retrospective study, including various breeds of horses, confirmed musculoskeletal, cardiovascular and upper respiratory tract clinical problems to be the most frequently implicated in reducing athletic performance. Evaluation of the lower respiratory tract was though not performed in this study. The aim of the first part of this work were thus to determine the prevalence of different sub-clinical diseases in a population of poorly-performing Standardbred trotters, and to evaluate the sportive repercussions by comparing their physiological response to exercise with control horses. Fifty horses underwent thorough clinical and ancillary examinations, including haematological et biochemical evaluation, Doppler echocardiography, standardised exercise tests on treadmill et racetrack, treadmill video-endoscopy et collection of respiratory fluids. Most of the poorly-performing horses exhibited many concomitant diseases. The most frequently diagnosed sub-clinical problems involved the lower and upper respiratory tract. Poor-performers also exhibited higher values of blood lactate and heart rate, as well as lower values of haematological parameters and anti-oxidants, compared to control horses. Inflammatory airway disease being mostly present in poorly-performing horses, the second part of this work will mainly focus on this syndrome. The negative impact of inflammatory airway disease, as diagnosed by cytological evaluation of bronchoalveolar lavage fluid, has previously been described on respiratory function using either forced expiration or forced oscillations techniques. Sedation or bronchoprovocation were however usually required. On the other hand, the clinical significance of tracheal inflammation remains currently controversial. The aim was therefore to exhibit and define the respiratory dysfunctions present in horses subclinically suffering from inflammatory airway disease. Respiratory function was evaluated at rest by IOS in 34 Standardbred trotters, whereas tracheal mucus score, and both tracheal and bronchoalveolar lavages were performed 60 min post-exercise. According to the cytology of bronchoalveolar lavage fluid, the inflammatory group included 19 horses and 15 horses were used as control. A significant correlation was found between both cytological evaluations concerning neutrophil counts, whereas no association was found between tracheal mucus and any cytology. A significant increase of respiratory resistance at the lower frequencies (1 10 Hz) as well as a significant decrease of respiratory reactance beyond 5 Hz was observed in inflammatory compared to control horses. Both parameters were also significantly different between inspiration and expiration in the inflammatory group only. Both eosinophil and mast cell counts of the bronchoalveolar lavage fluid were significantly correlated with respectively respiratory resistance and reactance. The present work involved intensive clinical and functional evaluation of control and asymptomatic poorly-performing horses. The different studies allowed establishing the prevalence of medical subclinical diseases in these latter and evaluating its sportive impact considering the associated physiological responses to exercise. The presence of respiratory dysfunctions in horses with lower airway inflammation, the major trouble associated with disappointing performance, were also exhibited by impulse oscillometry./ La contre-performance est un problème majeur dans lindustrie des courses. En déterminer la cause exacte reste néanmoins un défi diagnostic puisque la plupart des affections présentes sont souvent subcliniques, multifactorielles et peuvent ne se manifester que pendant lexercice. Une étude rétrospective, incluant des chevaux de différentes races et disciplines, a ainsi confirmé les affections cliniques des voies respiratoires supérieures, musculo-squelettiques et cardiovasculaires comme étant les plus fréquemment impliquées dans la réduction des performances athlétiques. Cependant, lévaluation des voies respiratoires profondes navait pas été effectuée chez ces différents chevaux. Lobjectif de la première partie de ce travail était donc de déterminer la prévalence des différentes affections sub-cliniques induisant une contre-performance chez des Trotteurs Français, et den évaluer les répercussions sportives par la comparaison des réponses physiologiques à lexercice avec celle de chevaux contrôles. Cinquante chevaux ont respectivement été soumis à un examen clinique complet, une prise de sang pour analyse hémato-biochimique au repos et 60 minutes après chaque test deffort, une échocardiographie Doppler, des tests deffort standardisés sur piste et tapis roulant, une endoscopie à leffort, une évaluation locomotrice à grande vitesse, ainsi quun lavage trachéal et broncho-alvéolaire réalisés 60 minutes post-effort. La plupart des chevaux contre-performants ou intolérants à leffort présentaient plusieurs affections concomitantes. Les troubles sub-cliniques les plus fréquemment diagnostiqués concernaient respectivement les voies respiratoires profondes et supérieures. Ces chevaux présentaient par ailleurs des paramètres hématologiques (taux dhémoglobine et volume globulaire moyen) et anti-oxydants significativement inférieurs, et des paramètres pro-oxydants significativement supérieurs aux chevaux contrôles. De plus, les valeurs de fréquence cardiaque et lactatémie étaient, lors des différents tests deffort, significativement supérieures à celles des chevaux contrôles, Linflammation des voies respiratoires profondes étant majoritairement présente chez ces chevaux présentant des performances décevantes, la deuxième partie de ce travail se concentre plus spécifiquement sur ce syndrome. Limpact négatif sur la fonction respiratoire de cette affection, telle que diagnostiquée par lévaluation cytologique du liquide de lavage broncho-alvéolaire, a précédemment été décrite à laide de techniques dexpiration forcée ou doscillations forcées. Une sédation ou une bronchoprovocation étaient cependant généralement requises pour la réalisation de ces tests. Parallèlement, la signification clinique de linflammation trachéale reste actuellement controversée. Lobjectif était ainsi de mettre en évidence et définir les dysfonctions respiratoires présentes chez des chevaux souffrant sub-cliniquement de maladie inflammatoire des voies respiratoires. La fonction respiratoire a été évaluée au repos par oscillométrie à impulsions chez 34 Trotteurs Français asymptomatiques, alors que le score de mucus trachéal et les différents lavages ont été évalués 60 minutes post-effort. Sur base de la cytologie broncho-alvéolaire, le groupe inflammatoire comprenait 19 chevaux et 15 ont été utilisés comme contrôles. Une corrélation significative était observée entre les cytologies concernant le taux de neutrophiles, alors quaucune association nétait présente entre score de mucus trachéal et cytologies des différents lavages. Une augmentation significative de la résistance respiratoire aux faibles fréquences (1 à 10 Hz) et une diminution de la réactance respiratoire au-delà de 5Hz a été observée chez les chevaux inflammatoires comparativement aux contrôles. Ces deux paramètres étaient également significativement différents entre inspiration et expiration dans le groupe inflammatoire uniquement. La résistance et la réactance respiratoire étaient par ailleurs respectivement corrélées aux taux déosinophiles et de mastocytes du lavage broncho-alvéolaire. Ce travail comprenait une évaluation clinique et fonctionnelle intensive chez des chevaux contrôles et des chevaux contre-performants. Les études menées ont permis détablir la prévalence des affections médicales sub-cliniques chez ces derniers et den évaluer limpact sportif par lintermédiaire des réponses physiologiques à lexercice. La présence de dysfonctions respiratoires chez les chevaux avec inflammation des voies respiratoires profondes, premier trouble associé à des performances décevantes, a également pu être mise en évidence à laide de loscillométrie à impulsion.

Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés aux rôles de l'hypoxie intermittente (HI) sur l'inflammation respiratoire. Dans un premier travail, nous avons caractérisé le profil inflammatoire des cellules épithéliales nasales humaines (CENH) en réponse à l'HI et mis en évidence une augmentation significative de la sécrétion d'IL-8, de PDGF AA, de VEGF et de gélatinases. L'IL-8 sécrétée était active comme en atteste le pouvoir chémotactique majeur des surnageants de CENH envers les neutrophiles. De plus, nous avons montré que l'HI per se était responsable d'une augmentation de la migration des neutrophiles et que l'addition d'IL-8 potentialisait cet effet, d'autant plus qu'elle agissait sur des neutrophiles de patients présentant un syndrome d'apnées/hypopnées du sommeil, déjà activés. Dans le second travail, nous avons mis en évidence une réponse spécifique des cellules musculaires lisses bronchiques à l'HI avec une sécrétion de VEGF et surtout une augmentation de leurs capacités de migration. De surcroît, nous avons montré que le surnageant des CENH soumises à l'HI induisait une augmentation majeure de ces capacités de migration, dépendant de la sécrétion de PDGFAA. Nos études montrent que l'HI induit une réponse inflammatoire des cellules résidentes de l'arbre trachéobronchique, cellules épithéliales et musculaires lisses. L'utilisation d'un modèle in vitro a permis d'isoler cette réponse tissulaire spécifique de l'influence d'une inflammation vasculaire et systémique. Ces résultats peuvent expliquer la neutrophilie observée dans les expectorations des apnéiques ainsi que les résultats fonctionnels respiratoires de ces patients

Il a été démontré que les chevaux atteints du souffle présentent une augmentation de la masse de muscle lisse entourant les voies respiratoires comparativement à des chevaux sains (Herszberg, Ramos-Barbon et al. 2006, Leclere, Lavoie-Lamoureux et al. 2011). L’augmentation de la masse de muscle lisse ainsi observée résulte d’une hyperplasie, et possiblement, d’une hypertrophie des myocytes. Les traitements usuels du souffle ne sont que partiellement efficaces à diminuer cette augmentation. L’objectif de cette étude était d’explorer les mécanismes moléculaires impliqués dans ces changements affectant la cellule musculaire lisse dans la pathologie du souffle chez le cheval. Pour ce faire, nous avons examiné les effets d’une exposition antigénique sur l’expression du «Serum Response Factor» (SRF) dans le muscle lisse bronchique. Le SRF est un facteur de transcription localisé dans le noyau de la cellule musculaire lisse et régulant l’expression génique de celle-ci en favorisant un phénotype prolifératif ou contractile. Les résultats démontrent qu’avant exposition antigénique, les pourcentages de cellules exprimant le SRF sont faibles. Une augmentation significative du pourcentage de myocytes exprimant le SRF survient suite à une stimulation antigénique chez les chevaux atteints de souffle alors qu’aucune augmentation n’est observée chez les chevaux contrôles. Ces résultats suggèrent que le SRF pourrait contribuer au remodelage du muscle lisse péribronchique dans la pathologie du souffle. / Previous studies have shown that heaves-affected horses, when compared to age-matched control horses, have an increased smooth muscle mass surrounding their airways (Herszberg, Ramos-Barbon et al. 2006, Leclere, Lavoie-Lamoureux et al. 2011). Also, it is shown that hyperplasia, and possibly hypertrophy, contribute to this finding. Current therapies are only partially effective at reversing this finding. The goal of this study was to explore the molecular pathways involved in airway smooth muscle remodelling during heaves. We studied the Serum Response Factor (SRF), a nuclear transcriptional factor that controls gene expression in the smooth muscle cell and favour either a proliferative or a contractile phenotype. The results show that before antigenic exposition, the percentage of cells expressing SRF is low. A significant increase in the percentage of SRF-expressing myocytes occurs after antigenic stimulation in heaves-affected horses whereas no increase is observed in control subjects. These results suggest that the transcription factor SRF may contribute to airway smooth muscle remodeling in heaves-affected horses.

Le syndrome des apnées obstructives du sommeil (SAOS) est caractérisé par des épisodes répétitifs de collapsus des voies aériennes supérieures (VAS) durant le sommeil. Au cours du SAOS les propriétés mécaniques des voies aériennes supérieures sont altérées, dans le sens d'une réduction de leur capacité à laisser passer l'air, ce qui peut être assimilé à une "charge" inspiratoire. Les apnées obstructives ne se produisent jamais à l'éveil, suggérant qu'il existe, des mécanismes protecteurs d'origine corticale, de type " compensation de charge ", liés à l'éveil. Ce travail permis de caractériser ces mécanismes chez le sujet sain et le patient SAOS. Une première étude a décrit la relation pression/débit des VAS à l'éveil afin d'approcher le phénomène de compensation de charge, avant et après un traitement modulant le contrôle neurovégétatif des VAS par la compression du ganglion ptérygopalatin. La deuxième étude a mis en évidence à l'éveil chez les patients SAOS, une activité corticale motrice liée à la respiration (présence de potentiels électroencephalographiques - PPI), dont l'origine semble liée à la dysfonction des VAS, et qui est susceptible d'expliquer l'augmentation du niveau de contrôle respiratoire central connu dans le SAOS. La troisième étude a mis en évidence un phénomène de filtrage des sensations respiratoires à l'éveil chez des patients SAOS, avec restauration des ces sensations sous orthèse d'avancée mandibulaire, permettant de relier l'amélioration des propriétés mécaniques des VAS à l'intégration centrale des sensations respiratoires. Enfin la relation pression/débit a fait l'objet de deux modélisations. / The obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS) involves recurrent sleep-related upper airways (UA) collapse. UA mechanical properties and neural control are altered imposing a mechanical load on inspiration. UA collapse does not occur during wakefulness, hence arousal-dependent compensation. Three studies in healthy and apnoeic patients allowed characterizing it. From upper-airway pressure-flow relationships, the first study described local compensation mechanisms, before and after a neurovegetative modulation based on ptérygopalatin node compression. The second study showed a respiratory-related cortical activity that could contribute to the increased neural drive to upper airway and to inspiratory muscles that has previously been described in OSAS, and could therefore contribute to the arousal-dependent compensation of upper airway abnormalities. The third study showed a sensory gating-out process of breathing sensations in OSAS that could be reversed by mandibular advancement device, allowing linking upper-airway stability improvement to central integration of respiratory sensations. Finally, upper-airway pressure-flow relationship was approached by two models.

En fournissant l’énergie nécessaire au métabolisme, la phosphorylation oxydative (OXPHOS) est un processus essentiel pour la plupart des organismes vivants. Pour faire face à diverses conditions métaboliques, l’efficacité des chaines respiratoires de la membrane composant l’OXPHOS doit être optimisée. Il est donc important de déterminer les mécanismes qui permettent de réguler l’efficacité de l’OXPHOS en fonction des besoins métaboliques.La question posée est la suivante : existe-t-il une organisation particulière des acteurs de l’OXPHOS dans la membrane des procaryotes qui puisse réguler l’activité de l’OXPHOS ?J’ai étudié l’organisation spatio-temporelle d‘un complexe respiratoire majeur de l’anaérobiose, la nitrate réductase NarGHI chez E. coli. Après avoir créé les outils pour la visualisation de ce complexe dans la cellule, j’ai montré l’existence d’une microcompartimentation de NarGHI aux pôles de la cellule lors d’une respiration en anaérobiose par microscopie optique à fluorescence. Dans un deuxième temps, j’ai montré le caractère dynamique de cette localisation en fonction des conditions métaboliques. L’anaérobiose et la présence d’un ∆pH suffisant sont des éléments requis pour permettre ce niveau d’organisation. Enfin, j’ai démontré que la microcompartimentation de NarGHI aux pôles des cellules augmente le flux d’électrons et l’efficacité des chaines respiratoires associées à la respiration du nitrate.L’ensemble des travaux réalisés au cours de ma thèse permet une meilleure compréhension du processus de l’OXPHOS chez les procaryotes et donne une nouvelle vision des moyens employés pour optimiser l’OXPHOS en fonction des différentes conditions métaboliques. / By providing the energy for the cellular metabolism, oxidative phosphorylation (OXPHOS) is an essential process for most living organisms. In order to thrive, the efficiency of membrane respiratory chains which constitute the OXPHOS must be optimized. Thus it is important to address mechanisms by which the efficiency of the OXPHOS is regulated in response to varying metabolic needs.The question addressed during this PhD is the following: does it exist a specific organization of the OXPHOS components in prokaryotic membranes and does it contribute to the regulation of the OXPHOS process?I have investigated the spatio-temporal organization of a respiratory complex, the nitrate reductase NarGHI of the E. coli bacterium. After creating the tools needed to visualize submicrometrically this complex in the unique cell, I have shown the existence of a polar microcompartimentation during anaerobic respiration using fluorescence microscopy. I have demonstrated the dynamic subcellular organization of NarGHI in response to metabolic conditions. Anaerobiosis and a sufficient ∆pH are cues required to promote such cellular organization. Finally, I have demonstrated that polar microcompartimentation of the complex increases the electron flux and the efficiency of the associated respiratory chains.Overall, these results provide a novel view on OXPHOS in bacterial cells by demonstrating that spatio-temporal organization of a respiratory complex tunes the overall efficiency of the process in response to environmental cues.

Les infections respiratoires et plus particulièrement la pneumonie représentent la première cause de mortalité infantile dans le monde. L’essor des technologies de diagnostic moléculaire a permis de mettre en évidence une étiologie très hétérogène des infections respiratoires ainsi qu’un taux élevé de co-infection virale et bactérienne dont l’impact clinique reste difficile à évaluer. La recherche translationnelle menée au cours de ce projet de thèse avait pour objectif de décrire l’étiologie des infections respiratoires ainsi que l’impact des co-infections sur la modulation de la réponse immunitaire innée. Nous avons développé un modèle d’étude in-vitro d’infection successive de cellules présentatrice d’antigènes (CPA) humaines par le virus Influenza (IAV) et Streptococcus pneumoniae (SP) et étudié la modulation de la réponse inflammatoire. Les résultats obtenus démontrent que la co-infection des CPA par ces deux pathogènes majeurs de la pneumonie impacte fortement sur leur viabilité et induit une dérégulation importante de la réponse inflammatoire. Au cours de la co-infection, la chémokine pro-inflammatoire IP-10 est exprimée de manière synergique suggérant un rôle jusqu’à présent non décrit de cette chémokine dans la pathogénèse de la pneumonie. Nous avons également démontré que les micro-ARNs (dont le miR-200a-3p) participent activement à la régulation de la réponse inflammatoire, en ciblant des régulateurs de la voie de signalisation JAK-STAT (SOCS-6) et indirectement la voie de synthèse d’IP-10. Récemment, nous avons évalué la réponse inflammatoire d’enfants âgés de moins de 5 ans hospitalisés pour une pneumonie, en partenariat avec les équipes médicales et scientifiques du Paraguay via le réseau GABRIEL. Ce volet d’étude confirme 1) une étiologie variée de la pneumonie chez l’enfant et 2) un taux d’IP-10 sérique significativement plus élevé chez les enfants co-infectés et présentant une pneumonie très sévère. / Respiratory infections, especially pneumonia are the leading cause of death among children under 5 years-old worldwide. Advances in molecular diagnostic have highlighted heterogeneous etiologies of respiratory infections with a high proportion of viral and bacterial co-infections whose clinical impact remain difficult to assess. The translational research conducted during this thesis aimed to describe the etiology of respiratory infections and the impact of viral and bacterial co-infections on the innate immunity.We have developed an in-vitro study model of sequential infection of antigen presenting cells (APC) by the human influenza virus and Streptococcus pneumoniae and studied the modulation of the inflammatory response. The results show that APC co-infection by those two major pathogens of pneumonia strongly impacts cells viability and induces a significant deregulation of the inflammatory response. During co-infection, pro-inflammatory chemokine IP-10 is synergistically expressed suggesting a role so far undescribed for this chemokine in the pathogenesis of pneumonia. We also demonstrated that micro-RNAs (including miR-200a-3p) actively participate in the regulation of the inflammatory response by targeting the signaling pathway regulators JAK-STAT (SOCS-6) and indirectly IP-10 signalling pathway.Recently, we evaluated the inflammatory response of children aged under 5 hospitalized for pneumonia, in partnership with medical and scientific teams of Paraguay involved in the GABRIEL network. This study confirmed 1) a varied etiology of childhood pneumonia and 2) a significant elevated IP-10 serum level among children with very severe pneumonia caused by mixed viral and bacterial co-infections.

Le développement de la réponse immunitaire innée de l’hôte au cours des infections respiratoires nécessite la mise en place rapide d'un réseau moléculaire et cellulaire relativement complexe ayant pour but de contrôler la croissance microbienne ainsi que permettre son éradication. Dans certaines circonstances, et malgré l’existence de vaccins et d'antibiotiques efficaces, l’infection par Streptococcus pneumoniae peut aboutir à des pathologies graves telles qu'une pneumonie, une méningite et/ou une septicémie. Ainsi, à l'heure actuelle, les maladies associées au pneumocoque sont encore loin d'être sous contrôle. Dans ce contexte, une meilleure compréhension de la réponse immunitaire innée de l’hôte contre ce pathogène est nécessaire.Mes travaux de thèse ont permis pour la première fois de mettre en évidence la fonctionnalité et la relevance biologique de l’inflammasome NLRP3 au sein des neutrophiles pulmonaires in vivo dans un modèle d’infection respiratoire par S. pneumoniae.Ainsi, de façon inattendue, les neutrophiles jouent un rôle accessoire original à des temps précoces de l’infection via leur capacité à produire de l’IL-1β. Cette synthèse protéique est possible grâce à la combinaison de 2 signaux à la fois dérivés de l’hôte (TNF-α des macrophages alvéolaires) et de la bactérie (toxine). Ces deux signaux permettent l’assemblage et l’activation de l’inflammasome NLRP3 neutrophilique. D’un point de vue translationnel, nous avons été capables de démontrer un mécanisme similaire avec des neutrophiles humains.Cette production d’IL-1β par les neutrophiles participe à l’activation des lymphocytes T γδ producteurs d’IL-17; une cytokine essentielle dans le contrôle de l’infection bactérienne via sa capacité à induire rapidement le recrutement d’une deuxième vague de neutrophiles participant directement à l’élimination et la clairance bactérienne.Sur la base de ces travaux fondamentaux, nous avons émis l’hypothèse qu’une augmentation du pool de cellules innées sécrétrices d’IL-17A pourrait avoir un effet bénéfique sur le contrôle d’une infection respiratoire à pneumocoque. Ainsi via l’administration prophylactique et locale d’IL-7, nous avons été capables d’augmenter la fréquence et le nombre de lymphocytes innés producteurs d’IL-17A résultant en un meilleur contrôle de la charge bactérienne pathogène associée à une augmentation du recrutement neutrophilique. A ce stade, ces résultats encourageants, nous pousse à mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires associés à cet effet dans l’éventualité de proposer à terme une nouvelle approche thérapeutique dans le contrôle des infections respiratoires pulmonaires basée sur la manipulation de la biologie de l’IL-7. / The mounting of an appropriate host innate immune response in the lungs requires the rapid establishment of a complex cellular and molecular networking that allows the containment and clearance of pathogens during respiratory infections. Both neutrophils and γδT cells are central players in the host response during mucosal infections. Using a model of invasive pneumococcal disease, we illustrated a role for Interleukin-17A in controlling neutrophil recruitment, bacterial loads and survival. Following Streptococcus pneumoniae infection, we defined pulmonary γδT cells, especially the lung resident Vγ6Vδ1+ subset, as the primary source of IL-17A in an IL-23/IL- 1β-dependent manner. Using gene-targeted mice, we demonstrated that γδT cells largely contributed to neutrophilia and to the control of the pathology. Furthermore, we now defined a second and unexpected early role for neutrophils as accessory cells in γδT17 cell activation through IL-1β secretion. Neutrophil-derived IL-1β was dependent on NLRP3 inflammasome activity and required alveolar macrophage-secreted TNF-α for priming and bacterial pneumolysin for NLRP3- dependent caspase-1 activation. This report thus brings to light the sequential molecular/cellular events leading to γδT17 cell activation and highlights the existence of a biologically relevant and fully functional NLRP3 inflammasome in pulmonary neutrophils that regulates a key immune axis in the development of protective innate response to respiratory bacterial infection.Based on these observations, we hypothesized that an increase in the pool of IL-17A-producing innate-like T lymphocytes might play a protective role during pneumococcal infection. As recently suggested, we demonstrated that intranasal IL-7/M25 complex administration into naïve mice allowed the expansion of the cellular pool of innate immune cells presenting a Th17-like phenotype in the lungs especially T cells. Moreover, we showed during S. pneumoniae infection that prophylactic IL-7/M25 treatment increased the capacity of Vγ6Vδ1+ T cells to produce IL-17A. Interestingly, this phenotype led to higher neutrophil recruitment and a better control of bacterial burden in the lungs as well as systemic dissemination. Thus, we report a critical role of IL-7 in creating an IL-17-enriched microenvironment which improves the early development of host innate immune response to respiratory bacterial infection. This observation might pave the way to the development of future innovative cytokine/cell-based strategies against Streptococcus pneumoniae.