CD4 T cell homeostasis and competency are critical for the effectiveness of antiviral immunity. However, CD4 T cells derived from people living with HIV (PLWH) and individuals with chronic HCV infection often exhibit an inflammaging phenotype, evidenced by persistent inflammation, immune activation, exhaustion, senescence, and cellular apoptosis. Despite intensive investigations, the molecular mechanisms underlying CD4 T cell dysfunction in antiretroviral therapy (ART)-controlled PLWH and HCV-infected patients remain poorly understood. By investigating the roles of non-coding (nc)RNA transcripts in regulating the functions of CD4 T cells derived from PLWH and HCV-infected patients, we demonstrated that long non-coding (lnc)RNA - growth arrest-specific transcript 5 (GAS5) - is downregulated and plays a crucial role in regulating CD4 T cell functions through and beyond the microRNA (miR)-21-mediated signaling network. Our data suggest that disrupting the GAS5-miR21 axis may restore CD4 T cell homeostasis and competency during latent HIV infection and prevent premature CD4 T cell aging or immune senescence. Moreover, our results also showed that TRF2, a component of the shelterin complex maintaining the integrity of telomeres, is post-transcriptionally inhibited, which is one of the major forces driving cellular dysregulation in CD4 T cells from PLWH and HCV patients. Importantly, our study identified miR-23a as the key regulator of TRF2 translational expression by targeting its 3’UTR in CD4 T cells and that targeting miR-23a may restore the TRF2 protein level, and thereby reconstitute CD4 T cell homeostasis and competency to rescue CD4 T cells from premature aging and immunosenescence during latent HIV infection. The findings from these studies improved our understanding and knowledge of how ncRNA-mediated networks regulate the functions of CD4 T cells during chronic viral (HIV and HCV) infections. Understanding such mechanisms is important for developing therapeutic approaches to reverse the inflammaging phenotype observed in CD4 T cells from ART-controlled PLWH and chronically HCV-infected patients to improve their immunological functions and quality of life.

Celiac disease is an autoimmune enteropathy driven by the ingestion of gluten in genetically predisposed individuals carrying HLA-DQ2 and/or -DQ8 genes. Currently, the only available treatment is a strict, life-long, gluten-free diet (GFD), which is very restrictive and not always effective, highlighting the need for alternative therapies. Celiac disease requires activation of both the innate (intraepithelial lymphocytes or IELs) and adaptive (lamina propria CD4+ T cells) arms of the immune system. Activation of these two pathways leads to the destruction of IEC and villous atrophy. Thus, IEC damage is a hallmark of CeD. However, IECs are not only the target of tissue damage; they also actively participate in CeD pathogenesis by translocating gluten peptides, expressing stress-induced markers, and releasing TG2 into the gut lumen to generate TG2-gluten complexes. Although IECs are known to express MHC, their role in gluten-dependent T cell activation has never been proven, partly because of the lack of an appropriate in vitro epithelial model expressing human MHC class II. This thesis aims to address this gap by developing a humanized organoid monolayer expressing the CeD risk gene HLA-DQ2.5, to investigate the interaction between IEC-gluten-T cells. The expression of epithelial MHC class II was evaluated in active and treated CeD patients, as well as in gluten-immunized and control (non-immunized; NI) DR3-DQ2.5 transgenic mice that express only CeD-associated MHC class II (HLA-DQ2.5). Active CeD patients and gluten-immunized DR3-DQ2.5 mice demonstrated higher expression of epithelial MHC class II compared with their treated and NI counterparts. Organoid monolayers developed from these mice and were treated with or without IFN-. Organoid monolayers derived from gluten-immunized DR3-DQ2.5 mice showed higher expression of MHC class II compared with NI mice, and this expression was upregulated by IFN- treatment. The functional consequences of MHC class II expression were determined by co-culturing organoid monolayers with CD4+ T cells in the presence of gluten and zein (a non-gluten protein). In the co-culture, gluten, but not zein, enhanced CD4+ T cell proliferation, activation, and release of cytokines, including IL-2, IFN- and IL-15, in the co-culture supernatants. Bacteria have recently emerged as modulators of inflammation in patients with CeD. It has been shown that opportunistic pathogens, including Pseudomonas aeruginosa, partially metabolize gluten into more immunogenic peptides. As such, the role of bacterially modified gluten in modulating the T cell response was assessed using the in vitro co-culture system I described. For this, monolayers were treated with the gluten pre-digested, or not, by elastase-producing P. aeruginosa or its lasB mutant. Gluten metabolized by P. aeruginosa, but not by the lasB mutant, significantly increased CD4+ T cell responses. In conclusion, MHC class II-expressing organoid monolayers are a functional model that can promote T cell responses under certain conditions. The model described in this thesis reveals a new immunomodulatory role for IECs in activating CD4+ T cells through MHC class II. This mechanism may serve to localize and further increase injury to the epithelium caused by gluten-specific CD4+ T cells in CeD. Therefore, therapeutics directed at IECs may offer a novel approach for modulating both adaptive and innate immunity in CeD, providing an alternative or adjuvant therapy to the current GFD treatment. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD) / Celiac disease is one of the most common food sensitivities, affecting approximately 1 in 100 people worldwide, including Canada. It occurs in people with specific genes (DQ2 and/or DQ8) when they eat gluten-containing foods such as wheat, barley, and rye. In people with celiac disease the immune system overreacts to gluten, damaging the lining of the upper gut, which we call “epithelium. This lining of cells constitutes the first barrier between the external world and our body, allowing in healthy conditions for nutrients to be absorbed but blocking the passage of gut microbes, some of which can cause disease or worsen gut inflammation. In patients with celiac disease, gluten crosses the epithelium into the gut tissue, where it activates specific cells of the immune system called “T cells”. Recently, there has been growing interest in whether the gut lining itself plays a role in triggering this immune response in celiac disease, though this has not yet been proven. If proven, this would suggest that the gut lining is responsible for directing the harmful immune response to gluten and should be considered a target site when developing therapies to prevent or treat celiac disease. This concept has been difficult to prove because we do not have a model to investigate this question. Such a model would require a gut lining that carries the genes linked to celiac disease. My thesis describes the development of such a model, made of a gut lining from a mouse genetically modified to carry human celiac disease genes. Using this model, I found that when the gut lining was exposed to certain molecules present in celiac patients (cytokines), it switched on other molecules that ultimately activated T cells. Additionally, I demonstrated that certain microbes, such as Pseudomonas aeruginosa, which are present in higher numbers in the upper gut of patients with celiac disease, can break down gluten into fragments that further activate T cells. The results validated the use of this model to understand what other co-factors can tip the balance in a person with celiac genes to remain healthy or develop inflammation. In summary, I demonstrated that the gut lining expressing celiac genes actively participates in the activation of immune cells that drive intestinal damage in celiac disease. This new model is a novel tool to continue to identify additional co-factors that predispose patients to celiac disease, as well as to screen for novel therapies for celiac disease. This is important, as the only currently available treatment is a strict lifelong gluten-free diet, which has many limitations, including frequent contamination and celiac disease reactivation.

The advent of synthetic transcriptional regulators built mainly on human-derived proteins, namely synthetic Zinc Finger Transcription Regulators (synZiFTRs), has enabled fine-tuned control of therapeutically significant genes in primary T cells. However, their clinical relevance could be enhanced by amplifying synthetic gene circuit activation and expanding the synZiFTR toolkit with standardized compo-nents for the construction of more complex circuits. This study describes the de-velopment of the next iteration of synZiFTR, the synZiFTR2.0, incorporating the human-derived transcription elongation domain, IWS1. We present an engi-neered version 2.0 of GZV- and 4OHT/TMX-regulated gene switches, exhibiting a robust increase in transcriptional output upon drug induction. Furthermore, the synZiFTR toolkit was expanded and utilized to examine the feasibility of con-structing a two-input AND logic gate. Interestingly, the integration of IWS1 un-veiled a potential role of PP1-NUTS phosphatase in enhancing synthetic circuit output, though the precise mechanism warrants further investigation. The intro-duction of synZiFTR2.0 is projected to boost its clinical applicability, particularly in settings where circuit output strength is contingent on disease context that is often uncertain. / 2025-10-03T00:00:00Z

Eph kinases are the largest family of cell surface receptor tyrosine kinases. The ligands of Ephs, ephrins (EFNs), are also cell surface molecules. Ephs interact with EFNs and the receptors and ligands transmit signals in both directions, i.e., from Ephs to EFNs and from EFNs to Ephs. Ephs and EFNs are widely involved in various developmental, physiological pathophysiological processes. Our group and others have reported the roles of Ephs/EFNs in the immune system. To further investigate the function of EphBs/EFNBs in T cell development and responses, we generated EFNB1, EFNB2, EphB4 conditional gene knockout (KO) mice and EFNB1/2 double KO mice. In the projects using EFNB1 and EFNB2 knockout mice, we specifically deleted EFNB1 or EFNB2 in T cells. The mice had normal size and cellularity of the thymus and spleen as well as normal T cell subpopulations in these organs. The bone marrow progenitors from KO mice and WT mice repopulated the host lymphoid organs to similar extents. The activation and proliferation of KO T cells was comparable to that of control mice. Naïve KO CD4 cells differentiated into Th1, Th2, Th17 and Treg cells similar to naïve control CD4 cells. In EFNB2 KO mice, we observed a significant relative increase of CD4CD8 double negative thymocytes in the thymus. Flowcytometry analysis revealed that there was a moderate increase in the DN3 subpopulation in the thymus. This suggests that EFNB2 is involved in thymocyte development. Our results indicate that the functions of EFNB1 and EFNB2 in the T cell compartment could be compensated by each other or by other members of the EFN family, and that such redundancy safeguards the pivotal roles of EFNB1 and EFNB2 in T cell development and function. In the project using EFNB1/B2 double knockout (dKO) model, we revealed a novel regulatory function of EFNb1 and EFNb2 in stabilizing IL-7Rα expression on the T cell surface. IL-7 plays important roles in thymocyte development, T cell homeostasis and survival. IL-7Rα undergoes internalization upon IL-7 binding. In the dKO mice, we observed reduced IL-7Rα expression in thymocytes and T cells. Moreover, the IL-7Rα internalization was accelerated in dKO CD4 cells upon IL-7 stimulation. In T cell lymphoma cell line, EL4, over-expression of either EFNB1 or EFNB2 retarded the internalization of IL-7Rα. We further demonstrated compromised IL-7 signaling and homeostatic proliferation of dKO T cells. Mechanism study using fluorescence resonance energy transfer and immunoprecipitation demonstrated that physical interaction of EFNB1 and EFNB2 with IL-7Rα was likely responsible for the retarded IL-7Rα internalization. In the last project, using medullary thymic epithelial cell (mTEC)-specific EphB4 knockout mice, we investigated T cell development and function after EphB4 deletion in mTEC. EphB4 KO mice demonstrated normal thymic weight and cellularity. T cell development and function were not influenced by the EphB4 deletion. Lastly, the KO mice developed normal delayed type hypersensitivity. Overall, our results suggest that comprehensive cross interaction between Eph and EFN family members could compensate function of a given deleted member in the T cell development, and only simultaneous deletion of multiple EFNBs will reveal their true function in the immune system. In fact, such redundancy signifies vital roles of Ephs and EFNs in the immune system. / Kinases Eph est la plus grande famille de tyrosines kinases récepteurs Éphrines (EFN) est un ligand de Ephs. Eph et EFN sont toutes les molécules de surface cellulaire. L’interaction entre Ephs et EFNs permet de transmettre des signaux dans les deux directions (c.-à-d. partir de Ephs à EFNs, et de EFNs à Ephs.) Eph et EFNs sont largement impliqués dans divers processus développementaux, physiologiques et physiopathologiques. Notre groupe et d'autres groupes ont rapporté les rôles de Ephs / EFNs dans le système immunitaire. Pour approfondir la fonction de EphBs / EFNBs dans le développement des lymphocytes T et des réponses immunitaires, nous avons généré des souris EFNB1, EFNB2, et EphB4 knock-out conditionnel (KO) et des souris EFNB1 / 2 doubles KO. Dans les projets qui utilisent EFNB1 et EFNB2 comme souris knock-out, nous avons spécifiquement supprimé EFNB1 ou EFNB2 dans les cellules T. Les souris présentaient une taille normale, la cellularité du thymus et de la rate, ainsi que des sous-populations de cellules T étaient normales dans ces organes. Les progéniteurs de la moelle osseuse de souris KO et les souris WT ont repeuplé les organes lymphoïdes de l’hôte à des degrés similaires. L'activation et la prolifération des cellules KO T étaient comparables à celles des souris témoins. Les cellules CD4 naïves KO différenciées en Th1, Th2, Th17 et Treg étaient similaires aux cellules CD4 naïves de souris contrôle. Chez les souris KO EFNB2, nous avons observé une augmentation relative importante des thymocytes CD4CD8 : les double négatifs dans le thymus. L'analyse par cytométrie en flux a révélé qu'il y avait une augmentation modérée de la sous-population DN3 dans le thymus. Les résultats suggèrent qu’EFNB2 est impliqué dans le développement des thymocytes. Nos résultats indiquent que les fonctions de EFNB1 et EFNB2 dans le compartiment des cellules T pourraient être compensées entre eux ou par d'autres EFNB. La redondance des fonctions suggèrent le contrôle critique d’EFNB1 et EFNB2 dans le développement des cellules T. Dans le projet, en utilisant EFNB1/B2 (modèle double KO) (dKO), nous avons observé une fonction de régulation de EFNB1 et EFNB2. dans la stabilisation de l’expression l'IL-7R α , à la surface des cellules T, IL-7 joue un rôle important dans le développement des thymocytes, l'homéostasie des lymphocytes T , et leur survie. IL-7R α subit une internalisation i contraignante de IL-7. Chez les souris DKO, nous avons observé une perte d’expression de l’ IL-7Rα dans les thymocytes et les cellules T. En outre, l’ internalisation IL-7Rα a été accélérée dans les cellules CD4 dKO, suite à la stimulation IL-7. Dans la lignée cellulaire de lymphome T, EL4, la surexpression de EFNB1 ou EFNB2 retarde l'internalisation de l'IL-7Rα. Nous avons aussi démontré les signalisations compromises de l’ IL-7 et de la prolifération homéostatique des cellules T dKO. Les études du méchanisme qui utilisent la fluorescence de transfert d'énergie par résonance et immunoprécipitation ont montré que l'interaction physique de EFNB1 et EFNB2 avec IL-7R était probablement responsable du retard de l’ internalisation IL-7Rα. Dans le dernier projet, nous avons étudié le développement des cellules T et la fonction des cellules épithéliales médullaires du thymus (mTEC), chez les souris knock-out EphB4. Les souris KO EphB4 ont démontré un poids et une cellularité qui sont normaux. La fonction et le développement de cellules T ne sont pas influencés par la suppression de l’ EphB4. Enfin, les souris KO ont développé une hypersensibilité de type retardée normale. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que l'interaction globale de croisement entre Eph et les membres de la famille EFN pourrir compenser la fonction d'un membre supprimé. Seule la suppression simultanée de plusieurs EFNBs va révéler leur vraie fonction dans le système immunitaire. En fait, une telle redondance montre les rôles vitaux d’Ephs et EFNS dans le système immunitaire.

Les maladies allergiques sont de plus en plus fréquentent. Elles atteignent souvent l’enfant jeune chez qui l’allergie respiratoire et l’allergie alimentaire sont les principales pathologies. L’unique traitement curatif est l’immunothérapie spécifique d’antigène (ITA), largement développée dans l’allergie respiratoire et encore à ses débuts dans l’allergie alimentaire. Pour adapter au mieux la prise en charge du patient, le diagnostic précis de l’allergie est indispensable et il n’existe actuellement pas d’examen biologique totalement fiable. Seul, la présence d’IgE spécifiques permet de diagnostiquer une sensibilisation à un allergène mais pas une allergie cliniquement symptomatique. Dans une première partie, nous avons étudié l’intérêt d’un test fonctionnel, l’ELISpot (Enzyme-linked immunosorbent spot), dans le diagnostic de l’allergie aux acariens chez l’enfant asthmatique. Le nombre de lymphocytes T circulants spécifiques d’acariens sécréteur d’interleukine (IL)-4 ou d’IL-13 était associé à la présence d’une allergie symptomatique, indépendamment des IgE spécifiques. Il était plus élevé dans le cas d’une rhinite allergique sévère et plus faible dans le cas d’une rhinite allergique légère. De plus, il variait au cours de l’année en fonction des saisons avec un pic en automne et un pic en début de printemps. Dans une deuxième partie, nous avons étudié l’intérêt de l’ELISpot dans le diagnostic de l’allergie au lait de vache chez l’enfant, confirmée par un test de provocation orale en double aveugle. Nous avons décrit que le nombre de lymphocytes T spécifiques de la caséine et sécréteurs d’IL-4 et d’IL-13 était associé à l’allergie au lait de vache avec une sensibilité de 100%. Par ailleurs, le nombre de lymphocytes T spécifiques de la caséine était également associé à la dose maximale de lait tolérée par l’enfant.Enfin, dans une troisième partie, nous avons étudié la réponse lymphocytaire T au cours d’une ITA sub-linguale (SLIT) d’une part et sous-cutanée (SCIT) d’autre part, chez des enfants asthmatiques allergiques aux acariens suivis pendant une année. Nous avons décrit une diminution des lymphocytes Th2 (sécréteurs d’IL-4 et IL-13) spécifiques d’acariens après 12 mois de SLIT associée à une augmentation des cellules sécrétrices d’IL-10 (Tr1) spécifiques d’acariens après 6 mois de SLIT. De plus, les lymphocytes T régulateurs (CD4+CD25hiCD127loFoxp3+) étaient augmentés après 12 mois de SCIT. Nous n’avons pas retrouvé de production accrue d’interféron γ (IFNγ) par les lymphocytes T spécifiques d’acariens au cours de la désensibilisation.Au total, ce travail nous a permis de décrire qu’un test fonctionnel, l’ELISpot, permet de réaliser un diagnostic fiable de l’allergie aux acariens et de l’allergie au lait de vache chez l’enfant. Par ailleurs, l’ITA induit une diminution des cellules Th2 et une augmentation des cellules Tr1 par voie sub-linguale ainsi qu’une augmentation des Treg Foxp3+ par voie sous-cutanée sans immunodéviation Th2/Th1, chez l’enfant allergique aux acariens. / Allergic diseases are steadily increasing steadily and especially in children. Allergen specific immunotherapy (desensitization) is the only curative treatment for which accurate diagnosis of allergy is essential. Currently, the presence of specific IgE diagnoses a sensitization to an allergen but not a clinically symptomatic allergy. In a first part, we studied the value of a functional test, the ELISpot (Enzyme-linked immunosorbent spot) in the diagnosis of allergy to house dust mites (HDM). The number of circulating HDM-specific IL-4 and IL-13 secreting T cells was associated with the presence of symptoms, regardless of specific IgE and was higher in severe rhinitis than in mild rhinitis. In addition, it varied according to the season with a peak in autumn and a peak in early spring (wet periods with greater allergen exposure). In a second part, we studied the value of ELISpot for the diagnosis of cow's milk allergy in children, confirmed by double blind placebo control food challenge. We found that the number of casein-specific IL-4 and IL -13 secreting T-cells was associated with allergy to cow's milk. It was also inversely correlated to the cow’s milk tolerated cumulative dose. Receiver-operating characteristic (ROC) curve of combined IL-4 and IL-13 analysis was generated. AUC was 0,98 (95% CI 0.90-1.06). For a cut-off of 10 IL-4- and 12 IL-13 secreting T-cells, sensitivity and negative predictive value were 100%.Finally, in the third part, we monitored antigen specific T-cell response in HDM allergic children treated with sublingual ITA (SLIT) on the one hand and subcutaneous ITA (SCIT) on the other hand, during one year. We found a decrease in HDM specific Th2 cells after 12 months of SLIT associated with an increase in HDM specific IL-10 secreting T-cells after 6 months of SLIT. In addition, regulatory T cells (CD4 + CD25hiCD127loFoxp3+) were increased after 12 months of SCIT. In conclusion, this work has allowed us to describe a functional test, the ELISpot, as a reliable tool for the diagnosis of mite allergy and cow's milk allergy in children. In addition, in HDM allergic children, a decrease of Th2 cells and an increase of IL-10 secreting T-cells was found in children treated with SLIT to HDM as well as an increase in Foxp3+ Treg in children treated with SCIT.

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) est un des seuls traitements curatifs des hémopathies bénignes ou malignes et des déficits immunitaires primitifs. Cependant, les infections notamment virales ainsi que la réaction du greffon contre l’hôte comptent parmi les complications les plus fréquentes des allogreffes associées à une morbidité et une mortalité élevées. Les infections virales surviennent souvent en l’absence de reconstitution immunitaire spécifique dans un contexte d’immunosuppression liée à la GVHD elle-même ou à la prophylaxie ou au traitement de la GVHD. Les traitements médicamenteux anti-viraux préconisés présentent une efficacité inconstante dans ce contexte d’immunodéficience et ne sont pas dénués de toxicité. L’alternative thérapeutique prometteuse est l’immunothérapie adoptive cellulaire notamment celle qui consiste en l’injection de lymphocytes T spécifiques anti-viraux isolés par technique immunomagnétique (VSTs). Cependant, ces lymphocytes T peuvent être la cible des traitements immunosuppresseurs administrés pour la GVHD mais également par eux-mêmes être potentiellement la cause de la survenue ou de la réactivation d’une GVHD. Nous avons montré dans ce travail que l’efficacité des VSTs, qui repose sur leur expansion in vivo lors de la rencontre avec le virus circulant, est principalement permise par les sous-populations lymphocytaires les plus immatures, même si elles ne sont présentes qu’en faible proportion. Nous défendons dans ce travail le fait que l’efficacité des VST ainsi que leur persistance repose prioritairement sur la présence des sous-populations lymphocytaires T les plus immatures et ce quel que soit le degré de compatibilité HLA entre les VSTs et le receveur. De plus, leur sensibilité modérée aux corticoïdes, que nous avons étudiée in vitro, ne justifie pas la modulation de l’immunosuppression lors de l’injection des ADV-VSTs, comme observé in vivo dans le protocole clinique multicentrique de phase I/II que nous avons mené entre 2012 et 2015. En effet, ce protocole clinique ne rapporte aucune GVHD de novo après injection d’ADV-VSTs ; en revanche, la modulation de l’immunosuppression peut potentiellement être incriminée dans la réactivation de GVHD dans les semaines suivant l’injection des ADV-VSTs. La réalisation d’un essai comparatif de phase II permettra de prouver très clairement le rôle des VSTs dans la réactivation de GVHD. / Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is one of the only curative treatments for benign or malignant hematological diseases and primary immune deficiencies. However, viral infections and graft-versus-host disease (GVHD) are among the most frequent complications after HSCT associated with high morbidity and mortality. Viral infections often occur in the absence of specific immune reconstitution in the context of immunosuppression related to GVHD itself or to the prophylaxis or treatment of GVHD. The recommended anti-viral drug treatments have an inconsistent efficacy in this context of immunodeficiency and are not devoid of toxicity. The promising therapeutic alternative is adoptive immunotherapy, in particular the infusion of specific anti-viral T lymphocytes isolated by immunomagnetic technique (VSTs). However, these T lymphocytes may be targeted by immunosuppressive treatments administered for GVHD, but also may be the cause of the onset or reactivation of GVHD. We have shown in this work that the efficacy of VSTs, which is based on their in vivo expansion when they encounter the circulating virus, is mainly allowed by the most immature lymphocyte subpopulations, even in a small proportion. We argue in this work that the efficacy of VSTs and their persistence is mainly based on the presence of the most immature T lymphocyte subpopulations and this regardless of the degree of HLA compatibility between the VSTs and the recipient. Moreover, their moderate sensitivity to corticosteroids, which we have studied in vitro, does not justify the modulation of immunosuppression at the time of infusion of ADV-VSTs, as observed in vivo in the multicenter phase I / II clinical trial we conducted between 2012 and 2015. Indeed, this clinical trial does not report any de novo GVHD after ADV-VSTs infusion. On the other hand, modulation of immunosuppression may potentially be incriminated in the reactivation of GVHD within weeks of ADV-VST infusion. A Phase II comparative trial will bring the evidence of efficacy and will clearly determine the role of VSTs in the reactivation of GVHD

Eph kinases are the largest family of cell surface receptor tyrosine kinases. The ligands of Ephs, ephrins (EFNs), are also cell surface molecules. Ephs interact with EFNs and the receptors and ligands transmit signals in both directions, i.e., from Ephs to EFNs and from EFNs to Ephs. Ephs and EFNs are widely involved in various developmental, physiological pathophysiological processes. Our group and others have reported the roles of Ephs/EFNs in the immune system. To further investigate the function of EphBs/EFNBs in T cell development and responses, we generated EFNB1, EFNB2, EphB4 conditional gene knockout (KO) mice and EFNB1/2 double KO mice. In the projects using EFNB1 and EFNB2 knockout mice, we specifically deleted EFNB1 or EFNB2 in T cells. The mice had normal size and cellularity of the thymus and spleen as well as normal T cell subpopulations in these organs. The bone marrow progenitors from KO mice and WT mice repopulated the host lymphoid organs to similar extents. The activation and proliferation of KO T cells was comparable to that of control mice. Naïve KO CD4 cells differentiated into Th1, Th2, Th17 and Treg cells similar to naïve control CD4 cells. In EFNB2 KO mice, we observed a significant relative increase of CD4CD8 double negative thymocytes in the thymus. Flowcytometry analysis revealed that there was a moderate increase in the DN3 subpopulation in the thymus. This suggests that EFNB2 is involved in thymocyte development. Our results indicate that the functions of EFNB1 and EFNB2 in the T cell compartment could be compensated by each other or by other members of the EFN family, and that such redundancy safeguards the pivotal roles of EFNB1 and EFNB2 in T cell development and function. In the project using EFNB1/B2 double knockout (dKO) model, we revealed a novel regulatory function of EFNb1 and EFNb2 in stabilizing IL-7Rα expression on the T cell surface. IL-7 plays important roles in thymocyte development, T cell homeostasis and survival. IL-7Rα undergoes internalization upon IL-7 binding. In the dKO mice, we observed reduced IL-7Rα expression in thymocytes and T cells. Moreover, the IL-7Rα internalization was accelerated in dKO CD4 cells upon IL-7 stimulation. In T cell lymphoma cell line, EL4, over-expression of either EFNB1 or EFNB2 retarded the internalization of IL-7Rα. We further demonstrated compromised IL-7 signaling and homeostatic proliferation of dKO T cells. Mechanism study using fluorescence resonance energy transfer and immunoprecipitation demonstrated that physical interaction of EFNB1 and EFNB2 with IL-7Rα was likely responsible for the retarded IL-7Rα internalization. In the last project, using medullary thymic epithelial cell (mTEC)-specific EphB4 knockout mice, we investigated T cell development and function after EphB4 deletion in mTEC. EphB4 KO mice demonstrated normal thymic weight and cellularity. T cell development and function were not influenced by the EphB4 deletion. Lastly, the KO mice developed normal delayed type hypersensitivity. Overall, our results suggest that comprehensive cross interaction between Eph and EFN family members could compensate function of a given deleted member in the T cell development, and only simultaneous deletion of multiple EFNBs will reveal their true function in the immune system. In fact, such redundancy signifies vital roles of Ephs and EFNs in the immune system. / Kinases Eph est la plus grande famille de tyrosines kinases récepteurs Éphrines (EFN) est un ligand de Ephs. Eph et EFN sont toutes les molécules de surface cellulaire. L’interaction entre Ephs et EFNs permet de transmettre des signaux dans les deux directions (c.-à-d. partir de Ephs à EFNs, et de EFNs à Ephs.) Eph et EFNs sont largement impliqués dans divers processus développementaux, physiologiques et physiopathologiques. Notre groupe et d'autres groupes ont rapporté les rôles de Ephs / EFNs dans le système immunitaire. Pour approfondir la fonction de EphBs / EFNBs dans le développement des lymphocytes T et des réponses immunitaires, nous avons généré des souris EFNB1, EFNB2, et EphB4 knock-out conditionnel (KO) et des souris EFNB1 / 2 doubles KO. Dans les projets qui utilisent EFNB1 et EFNB2 comme souris knock-out, nous avons spécifiquement supprimé EFNB1 ou EFNB2 dans les cellules T. Les souris présentaient une taille normale, la cellularité du thymus et de la rate, ainsi que des sous-populations de cellules T étaient normales dans ces organes. Les progéniteurs de la moelle osseuse de souris KO et les souris WT ont repeuplé les organes lymphoïdes de l’hôte à des degrés similaires. L'activation et la prolifération des cellules KO T étaient comparables à celles des souris témoins. Les cellules CD4 naïves KO différenciées en Th1, Th2, Th17 et Treg étaient similaires aux cellules CD4 naïves de souris contrôle. Chez les souris KO EFNB2, nous avons observé une augmentation relative importante des thymocytes CD4CD8 : les double négatifs dans le thymus. L'analyse par cytométrie en flux a révélé qu'il y avait une augmentation modérée de la sous-population DN3 dans le thymus. Les résultats suggèrent qu’EFNB2 est impliqué dans le développement des thymocytes. Nos résultats indiquent que les fonctions de EFNB1 et EFNB2 dans le compartiment des cellules T pourraient être compensées entre eux ou par d'autres EFNB. La redondance des fonctions suggèrent le contrôle critique d’EFNB1 et EFNB2 dans le développement des cellules T. Dans le projet, en utilisant EFNB1/B2 (modèle double KO) (dKO), nous avons observé une fonction de régulation de EFNB1 et EFNB2. dans la stabilisation de l’expression l'IL-7R α , à la surface des cellules T, IL-7 joue un rôle important dans le développement des thymocytes, l'homéostasie des lymphocytes T , et leur survie. IL-7R α subit une internalisation i contraignante de IL-7. Chez les souris DKO, nous avons observé une perte d’expression de l’ IL-7Rα dans les thymocytes et les cellules T. En outre, l’ internalisation IL-7Rα a été accélérée dans les cellules CD4 dKO, suite à la stimulation IL-7. Dans la lignée cellulaire de lymphome T, EL4, la surexpression de EFNB1 ou EFNB2 retarde l'internalisation de l'IL-7Rα. Nous avons aussi démontré les signalisations compromises de l’ IL-7 et de la prolifération homéostatique des cellules T dKO. Les études du méchanisme qui utilisent la fluorescence de transfert d'énergie par résonance et immunoprécipitation ont montré que l'interaction physique de EFNB1 et EFNB2 avec IL-7R était probablement responsable du retard de l’ internalisation IL-7Rα. Dans le dernier projet, nous avons étudié le développement des cellules T et la fonction des cellules épithéliales médullaires du thymus (mTEC), chez les souris knock-out EphB4. Les souris KO EphB4 ont démontré un poids et une cellularité qui sont normaux. La fonction et le développement de cellules T ne sont pas influencés par la suppression de l’ EphB4. Enfin, les souris KO ont développé une hypersensibilité de type retardée normale. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que l'interaction globale de croisement entre Eph et les membres de la famille EFN pourrir compenser la fonction d'un membre supprimé. Seule la suppression simultanée de plusieurs EFNBs va révéler leur vraie fonction dans le système immunitaire. En fait, une telle redondance montre les rôles vitaux d’Ephs et EFNS dans le système immunitaire.

Mature αβ and γδ T cells arise from a common precursor population in the thymus. Much debate has focused on the mechanism of T cell lineage choice made by these multi-potential precursor cells. It is widely believed that the decision of these precursor cells to commit to the γδ or αβ T cell lineages is regulated primarily by a specific instructive signal relayed through the appropriate T cell receptor. Contrary to this model, we present evidence for a TCR-independent lineage commitment process. Comparison of global gene expression profiles from immature αβ and γδ lineage thymocytes identified Sox13, an HMG-box transcription factor, as a γδ T cell-specific gene. Unlike other HMG-box transcription factors such as TCF1, LEF1 and SOX4, that are critical for proper αβ T cell development, Sox13 expression is restricted to early precursor subsets and γδ lineage cells. Importantly, SOX13 appears to influence the developmental fate of T cell precursors prior to T cell receptor expression on the cell surface. Transgenic over-expression of Sox13 in early T cell precursors strongly inhibits αβ lineage development, in part, by inhibiting precursor cell proliferation and concomitantly, leading to increased cell death among αβ lineage subsets. Steady-state γδ T cell numbers, however, appear unaffected. Strikingly, the DP αβ lineage cells that do develop in Sox13 transgenic mice are imprinted with a γδ- or precursor-like molecular profile, suggesting that SOX13 plays an active role in the lineage fate decision process or maintenance. Sox13-deficient mice, on the other hand, have selectively reduced numbers of γδ thymocytes, indicating that SOX13 is essential for proper development of γδ T cells. We present additional data demonstrating that SOX13 is a canonical WNT signaling antagonist modulating TCF1 activity, raising a strong possibility that WNT signals, and their modulators, are at the nexus of γδ versus αβ T cell lineage commitment.

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Les lymphomes T périphériques (PTCLs) sont des entités hétérogènes dont la classification a récemment été révisée. Plus de 25 entités de lymphomes T ou NK matures sont ainsi classées selon leur présentation clinico-biologique et leur origine cellulaire présumée, justifiant l’étude approfondie de leur phénotype. Des récepteurs NK (NKRs) ont été mis en évidence dans certains lymphomes cutanés. En outre, un lymphome intra-épithélial intestinal, appelé maladie coeliaque réfractaire de type II (MCRII), dérive d’un lymphocyte caractérisé par des marqueurs T et NK. Ces constatations nous ont amenés à évaluer l’expression de NKRs sur un panel représentatif de PTCLs, constitué en particulier de PTCLs primitifs intestinaux et de leucémies/lymphomes T de l’adulte associés à l’HTLV-1 (ATL). Dans l’ATL, nous montrons que KIR3DL2 est exprimé par les cellules tumorales des formes aigües. Le virus HTLV-1 et la méthylation de son promoteur jouent un rôle dans l’expression de KIR3DL2. Enfin, un anticorps monoclonal dirigé contre KIR3DL2, IPH4102, est capable de tuer spécifiquement les cellules primaires d’ATL KIR3DL2 ex vivo par un mécanisme dépendant d’effecteurs NK autologues. Dans les lymphoproliférations T intestinales primitives, nous montrons que NKp46 est un nouveau biomarqueur pour leur diagnostic et leur stratification thérapeutique. En effet, NKp46 est exprimé sur les cellules anormales de la MCRII, et sur les lymphomes T primitifs intestinaux agressifs, mais pas sur les indolents et les MC non compliquées. Enfin, les cellules primaires exprimant NKp46 sont sensibles ex vivo à la cytotoxicité induite par un anticorps monoclonal dirigé contre NKp46 et couplé à une toxine.Ces résultats nous ont permis de discuter l’origine cellulaire de ces lymphomes et le rôle de ces NKRs dans la lymphomagénèse. Dans une optique translationnelle, l’expression des NKRs peut aider au diagnostic de ces entités parfois difficiles à individualiser, et enfin constituer une cible thérapeutique intéressante. / Peripheral T-cell lymphoma (PTCLs) are heterogeneous entities whose classification has recently been revised. More than 25 entities are thus classified according to their clinico-biological presentation and their presumed cellular origin, justifying the in-depth study of their phenotype. NK receptors (NKRs) have been demonstrated in some cutaneous lymphomas. In addition, a less known intestinal lymphoma, called type II refractory celiac disease (RCDII), arises from an intraepithelial lymphocyte characterized by T and NK markers. These findings led us to evaluate the expression of NKRs on a representative panel of PTCLs, focusing on primary gastrointestinal (GI) T-cell lymphoproliferative diseases (T-LPD) and HTLV-1 associated adult T leukemia/lymphoma (ATL).In ATL, we show that KIR3DL2 expression is mainly associated with acute-type ATL. HTLV-1 has a preferential tropism for KIR3DL2+ lymphocytes and may play a role in KIR3DL2 expression induction, combined with the hypomethylation status of KIR3DL2 promoter. The benefit of targeting KIR3DL2 by IPH4102 should be further investigating in acute ATL patients.In GI T-LPD, we show that NKp46 is a novel biomarker useful for diagnosis and therapeutic stratification, as NKp46 is a hallmark of RCDII tumor cells, shared by EATL. Strong preclinical rationale identifies anti-NKp46-PBD as a promising therapy for RCDII, EATL and MEITL.These results allowed us to discuss the cellular origin of these lymphomas and the role of NKRs in lymphomagenesis. From a translational point of view, NKRs could represent useful biomarkers in these entities that are sometimes difficult to individualize, and finally constitute an interesting therapeutic target.