The aim of submited Thesis was to contribute to illustration on effect of TLR and fagocytate receptors in melanoma B16-F10 treatment with mouse model. Currently, a consequence of different ligands of fagocyte receptors and their combination with liposacharide (LPS) was tested. Ligands of fagocytate receptors was used in form enabled inside tumor cells anchoring. It deals with these compounds: f-MLFKK-BAM4000, laminarin-BAM4000, mannan-BAM4000. Gained results confirmed that previously observed huge synergy of LPS (activation of TLR4) and activation of phagocytic receptors by ligands anchored to tumor cells found the clarification in the form of extensive necrotization of tumor mass at the histological level.

As oncoproteínas E6 e E7 do Papilomavírus Humano (HPV) estão envolvidas na desregulação do sistema imune inato, provocando alterações na expressão dos receptores do tipo Toll (TLR). Considerando-se a função da via de sinalização iniciada por TLR, haveria uma vantagem para o vírus capaz de manipular a resposta desta via de modo que possa persistir nas células sem ser detectado pelo sistema imune ou ainda modulando essa resposta e criando um ambiente mais propício à manutenção da infecção. No entanto, muitos dos mecanismos que levam à eliminação da infecção ou persistência do HPV ainda são pouco conhecidos. O objetivo principal desse trabalho é investigar o papel das vias de TLR no processo de carcinogênese mediado por HPV. Inicialmente, foi analisada a expressão de genes da via de TLR em linhagens de tumores cervicais e em células expressando as oncoproteínas virais. Foram identificados vários genes diferencialmente expressos entre linhagens de células tumorais e queratinócitos normais, incluindo moléculas adaptadoras da via de TLR e genes associados à via da MAP quinase, ativação de NFkappaB e resposta imune antiviral. Cerca de 90% destes genes foram regulados negativamente. Entre eles, destacamos HMGB1, que apesar de possuir menos RNAm nas células tumorais possui um nível proteico muito maior, além de ter-se mostrado de grande importância para a viabilidade e proliferação das células tumorais, conforme demonstrado através de experimentos de supressão gênica. Em conjunto, os nossos dados indicam que E6 e E7 de HPVs de alto risco inibem proteínas da via de sinalização de TLR / Previous studies have shown that E6 and E7 HPV oncoproteins are involved in innate immune system dysregulation, causing alterations on Toll-like receptors (TLR) expression. Considering TLR pathway function, it would be advantageous for a virus to manipulate the response of this pathway so it can persist in cells without being detected by the immune system or to modulate this response to create a better environment for persistence of infection. However, many of the mechanisms leading to HPV infection clearance or persistence are still unknown and matter of active investigation. We analyzed in cervical cancer cell lines expression of genes from TLR pathway; several were differentially expressed between tumor cells lines and normal keratinocytes, including TLR adaptors molecules and genes associated with MAP kinase pathway, NFkappaB activation and antiviral immune response. About 90% of these genes were down regulated. Among them, we selected HMGB1 for further characterization due to its interference with tumor cell viability and proliferation. Altogether, our data indicate that high risk HPV E6 and E7 can inhibit TLR signaling pathway

Seres humanos dependem incessantemente de um sistema de reconhecimento efetivo contra infecções para sobreviver. Dentre as diversas proteínas que compõem a resposta imune inata estão os receptores do tipo Toll (TLR Toll-like Receptors), que possuem a função de reconhecer padrões moleculares associados a patógenos e dar início a uma resposta imune adequada. O carcinoma do colo uterino é uma das principais causas de morte de mulheres por câncer mundialmente, sendo o terceiro tipo de câncer mais comum entre mulheres. Este tipo de neoplasia é vinculada etiologicamente à infecção pelo Papilomavírus humano (HPV). Dentre as principais proteínas virais, E6 e E7 são responsáveis pela manipulação dos processos celulares para promover ciclo viral, sendo essenciais no processo de transformação celular. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a importância da via de sinalização de TLRs sobre a infecção por HPV. O polimorfismo rs5743836, na região promotora de TLR9, capaz de alterar a expressão deste receptor, foi estudado quanto à influência sobre a história natural da infecção por HPV em uma coorte de mulheres brasileiras; nenhuma associação relevante foi encontrada, indicando que este polimorfismo não interfere significativamente na resposta à infecção e risco de desenvolvimento de lesões no colo do útero causadas por HPV. Proteínas componentes da via de TLRs demonstraram serem alvos de interação com E6 de HPV16; dentre elas, o notável adaptador MyD88 e IKKε, enzima ativadora de importantes transfatores do sistema imune. Estas interações foram aqui estudadas. A interação de E6 com MyD88 resultou em estabilização da proteína viral, o que parece não depender do sítio LxxLL presente em MyD88, como ocorre com outros parceiros moleculares de E6. O sítio de interação de E6 com IKKε coincide com a região onde se localiza o sítio catalítico desta enzima, sugerindo a ação de E6 na ativação de proteínas alvo de IKKε. Esta interação foi observada em queratinócitos, células alvo das infecções por HPV. A produção de citocinas foi afetada por E6 de HPV16, resultando num aumento da quantidade de IL-8 e IL-6; a indução desta citocina poderia ser explicada pela ativação de IKKε. Estes resultados apontam para a capacidade do HPV16 de interferir com o sistema imune, contribuindo para o processo de carcinogênese. / Humans constantly rely on an effective recognition system against infections in order to survive. Among various proteins that compose the innate immune response, Toll-like Receptors (TLRs) have the role to recognize pathogen associated molecular patterns and initiate a proper immune response. The cervical cancer is one of the main causes of women death worldwide, being the third most common cancer type among women. This type of neoplasia is etiologically associated with the Human papillomavirus (HPV) infection. E6 and E7, two main viral proteins, are responsible for manipulating the cellular processes to promote the virus\' life-cycle, being essential to the cellular transformation process. In the context, the objective of this work was to investigate the relevance of the TLR signaling pathway on the HPV infection. The rs5743836 polymorphism, in the TLR9 promoter region, capable of altering this receptor\'s expression, was studied regarding its influence on the natural history of HPV infection in a Brazilian women cohort; no relevant association was found, indicating that this polymorphism does not interfere significantly in the infection response and risk of developing cervix lesions caused by HPV. Component proteins of TLR pathway were shown to be interaction targets of HPV16 E6; among them, the notable adaptor MyD88 and IKKε, enzyme that activates important immune system transfactors. These interactions were studied in this work. The interaction of E6 with MyD88 resulted in the stabilization of the viral protein, which seems independent of the LxxLL site present on MyD88, as in other E6 molecular partners. The interaction site on IKK with E6 matches with the region containing the enzyme\'s catalytic site, suggesting an influence of E6 in the activation of IKKε target proteins. This interaction was observed in keratinocytes, natural targets of HPV infections. The cytokines production was altered by HPV16 E6, resulting in an increase of IL-8 and IL-6 concentration; the induction of the latter could be explained by the activation of IKKε. These results point to the ability of HPV16 of interfering with the immune system, contributing to the carcinogenesis process.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont responsables de la production d'IFN de type I au cours des infections virales. L'élimination du virus de l’hépatite C (VHC) par une thérapie basée sur l'IFN-α chez plus de 50% des patients chroniquement infectés suggère une diminution possible de la production d'IFN-α endogène par les pDC. Cependant, les pDC exposées à des hépatocytes infectés par le VHC produisent de l'IFN de type I via la signalisation du TLR7. Dans cette étude, nous avons étudié l'impact du virion du VHC sur les différentes fonctions des pDC que sont la production d’IFN-α et de TNF-α, l’expression de marqueurs de maturation et de la protéine cytotoxique TRAIL. De plus, nous sommes posés la question de l’effet de l'exposition des pDC à des hépatocytes infectés par le VHC sur l’induction des autres voies de signalisation que celle de l'IRF-7 et de l'IFN- et impliquant NF-κB nécessaire à d’autres fonctions des pDC. Nous montrons que l'exposition des pDC au virion du VHC extrait du sérum de patients ou produit en culture cellulaire induit une très faible production d'IFN-α et de TNF-α par les pDC par rapport à celle induite par le virus de l’Influenza et le virus de l'herpès de type 1 (HHV-1). Les virions complets du VHC ainsi que les particules dépourvues d’ARN viral (HCV-like particles) inhibent la production d'IFN-α des pDC stimulées avec les agonistes du récepteur « Toll-like Recptor 9 » (TLR9) (CpG-A ou HHV-1). Cependant, ils ne bloquent pas la production d'IFN-α induite par les agonistes du TLR7 (R848, virus de l’Influenza). Le niveau d’ARN messager de l'IFN-α traduit aussi de l’inhibition par le virion du VHC de la voie du TLR9 dès deux heures après stimulation par le CpG-A et corrèle avec régulation à la baisse de l'expression des ARN messagers du facteur de transcription IRF-7 et du récepteur TLR9. De plus, contrairement aux virus de l'influenza, R848 et CpG-B, les hépatocytes infectés par le VHC ne stimulent de façon significative ni la phosphorylation de la sous-unité p65 de NF-B ni la sécrétion de « tumor necrosis factor » (TNF)- par les pDC. Les cellules infectées par le VHC n'induisent pas non plus de façon significative l'expression de marqueurs de différenciation importants CD40, CCR7, et de la molécule de co-stimulation CD86 ni l’expression de TRAIL à la surface des pDC en comparaison avec les virus de l'influenza, R848 et CpG-B. Le profil de signalisation induit par les cellules infectées par le VHC chez les pDC ressemble à celui induit par le CpG-A et diffère de ceux induits par le CpG-B, R848 ou le virus de l’influenza. En conclusion, les premières interactions des particules virales aves des protéines cellulaires des pDC suivies de l'internalisation des particules et du blocage de la voie du TLR9 pourraient être à l’origine d’une détection moins efficace du virion du VHC par les pDC, et d’une production réduite d'IFN-α. De plus, nos résultats suggèrent que les hépatocytes infectées par le VHC signalisent uniquement dans les pDC via les endosomes recrutant IRF7, et que, tout comme le virion du VHC, ils n'induisent pas une réponse fonctionnelle complète des pDC. Nos résultats montrent donc un lien entre les voies de signalisation des pDC et leurs fonctions, et sont importants pour notre compréhension les mécanismes amenant à l’établissement d’une infection chronique par le VHC. / Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are responsible for the production of type I IFN during viral infections. The elimination of hepatitis C virus (HCV) is based on IFN-alpha therapy and is effective in more than 50% of chronically infected patients. This suggests a possible decrease in production of IFN-alpha by endogenous pDCs. However, pDCs exposed to HCV-infected hepatocytes produce type I IFN via TLR7 signaling. In this study, we investigated the impact of HCV virions and of HCV-infected hepatoma cells on pDC functions such as production of IFN-alpha and TNF-alpha, expression of maturation markers and cytotoxic TRAIL protein. In addition, we evaluated the effect of exposure of pDCs to cell-asociated and cell-freed HCV on induction of IRF-7 and NF-kB signaling pathways. We show that exposure of pDCs to HCV virions from serum of patients or produced in cell culture induces a very low production of IFN-alpha and TNF-alpha by pDCs compared to that induced by Influenza virus and herpes virus type 1 (HHV-1). The complete HCV virions and particles lacking viral RNA (HCV-like particles) inhibit the production of IFN-α in pDCs stimulated with agonists of Toll-like Recptor 9 (TLR9) (CpG-A or HHV-1). However, they do not block the production of IFN-alpha induced by agonists of TLR7 (R848, influenza virus). The level of IFN-alpha mRNA also show the inhibition of TLR9 pathway by HCV virions from two hours after stimulation with CpG-A and correlates with downregulation of expression of mRNA of the transcription factor IRF-7 and TLR9. Moreover, unlike influenza virus, R848 and CpG-B, hepatocytes infected with HCV do not significantly stimulate the phosphorylation of p65 subunit of NF- B or the secretion of tumor necrosis factor (TNF) -  by pDCs. Cells infected with HCV do not induce significant expression of differentiation markers CD40, CCR7, and of costimulatory molecule CD86, nor the expression of TRAIL on the surface of pDC compared with the influenza virus, and with synthetic agonists of TLR7 (R848) and TLR9 (CpG-B). The signaling profile induced by cells infected with HCV is similar to that induced by CpG-A on pDCs and differs from those induced by CpG-B, R848 or influenza virus. In conclusion, the initial interations of viral particles with cellular proteins of pDC, followed by the internalization of particles and blockade of TLR9 pathway could cause a less efficient detection of HCV virions by pDCs, and reduced production of IFN-α. Moreover, our results suggest that hepatocytes infected with HCV signalize via endosomes recruiting IRF7, and that, like the HCV virion, they do not induce a complete functional response of pDCs. Our results show a link between the signaling pathways of pDCs and their functions, and are important for understanding the mechanisms leading to the establishment of chronic infection with HCV.

L’intestin des mammifères est colonisé par une dense communauté microbienne avec lequel il a établi, au cours d’une longue co-évolution, des relations mutualistes. Ces relations, bien qu’essentiellement basées sur des avantages métaboliques permettent également la maturation complète du système immunitaire, dont le développement est initié in utero par un programme génétique. Chez la souris, seule la SFB a été décrite comme présentant un fort pouvoir immunostimulant permettant la coordination d’un large panel de réponses immunes, notamment IgA et Th17 dont le site d’induction préférentiel serait les plaques de Peyer. La première partie de ma thèse a contribué à la finalisation de travaux consacrés à l’étude des caractéristiques des réponses IgA et Th17 induites par SFB. Nous avons ainsi mis en évidence la capacité de la SFB à stimuler la maturation post-natale de follicules lymphoïdes isolés et de tissus lymphoïdes tertiaires qui se substitueraient aux plaques de Peyer en tant que sites inducteurs des réponses IgA et Th17 stimulées par SFB. Cependant, ce microbiote constitue aussi une source antigénique importante pouvant représenter une menace pour l’intégrité de l’hôte. Notamment, la SFB peut provoquer une inflammation chronique délétère en périphérie de l’intestin, chez des souris prédisposées génétiquement. Cela suggère l’existence de mécanismes capables de réguler la colonisation par la SFB, afin d’éviter tout phénomènes compromettant l’intégrité physiologique de l’hôte. À l’aide de souris immunodéficientes axéniques ou seulement colonisées par SFB, nous avons pu mettre en évidence un rôle de la voie de signalisation des TLR dans le contrôle de la colonisation par SFB. Cependant, ni les peptides anti-microbiens, ni les IgA ne semblent impliqué dans le contrôle de la colonisation par SFB. / The mammalian intestine is heavily colonized by a huge microbial community. During a long coevolution process, the host has evolved mutualistic relationships with its microbiota. Thes relationships, mainly based on metabolstic advantages, also allow the full maturation of the host immune system, which development is initiated in utero by a genetic program. In mice, only SFB has been yet described to display strong immunostimulant properties allowing the coordination of a large panel of immune responses, more specifically IgA and Th17 responses, which preferential induction sites might be the Peyer's patches. The first part of my thesis contributed to complete a work dedicated to the characterization of the IgA et Th17 responses induced by SFB. We have underscored SFB capacity to stimulate the post-natal maturation of isolated lymphoid follicles and also tertiary lymphoid tissues that would substitute to Peyer's patches as inductors sites of both IgA and Th17 responses induced by SFB. However, this microbiote also constitutes a potential antigenic threat for the host integrity. Notably, the SFB could provoke chronic deleterious inflammation in peripheric compartment in genetically predisposed individuals. It suggests the establishment of highly regulated mechanisms regulating SFB colonization, to avoid compromising events for the host homeostasis. In a second part of my thesis, with the help of immunodeficient axenic mice, we have shown a role of TLR signaling pathways in the control of SFB colonization. However, antimicrobial peptides, IgA, IL-17 or IL-22 seem to be involved int eh control of SFB colonization.

Keloid disease (KD) is a benign fibroproliferative dermal disease of unknown aetiopathogenesis that occurs in genetically susceptible individuals. KD shows high heterogeneity within the lesion, harbouring different immune cell profiles, which are poorly characterised in KD at different lesional sites. Although, it has long been appreciated that chronic inflammation and dermal fibrosis is associated with other fibrotic diseases (e.g. scleroderma), this link has not, yet, been established in KD through direct evidence. Additionally, the limited availability of a simple KD animal model has hindered our understanding of the underlying pathogenesis of KD. Therefore, the main objectives were a) to identify and profile different immune cells at defined KD lesional and histological sites, b) to further characterize the potential contribution of viral particles in KD by investigating the gene and protein expression profile of toll like receptors that recognise viral particles in KD, and c) to develop an optimized long-term serum-free organ culture (OC) model for KD research as a tool for probing novel hypotheses in KD pathobiology deduced from a) and b) and to also validate the reliability and instructiveness of this novel ex vivo KD model with conventional (e.g. dexamethasone) and potential future anti-KD compounds [(-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) knock-down by siRNA]. To achieve above objectives, different cellular and molecular techniques were applied. Immune profiling of KD (chapter 2) at defined lesional and histological sites generated the first comprehensive analysis of KD-associated inflammatory cell infiltrates. This work demonstrated for the first time the presence of specific type of chronic inflammation in KD that resembles the formation of tertiary lymphoid tissues (TLTs) (in 14.7%, out of 68 KD cases). Although, these TLTs are not strictly linked to defined lesional sites within the KD, they are similar in structure to mucosa-associated lymphoid tissue (MALT). Therefore, we named this phenomenon as keloid-associated lymphoid tissue (KALT). Immunophenotyping of KD lesional sites also showed a predominance of T-cells, B-cells, M2 macrophages and OX40L+ degranulated mast cells in intralesional and perilesional sites of KD compared to normal skin and normal scar tissue. In the epidermis, Langerhans cells showed no changes, whereas the intra-epidermal T-cells were significantly increased in both the intralesional and perilesional sites of KD with an increased CD4:CD8 ratio. Intra-epidermal B-cells were only rarely found in KD. Interestingly, there was no significant statistical difference between intralesional and perilesional sites of KD immunophenotyping. These abnormal immune profiles suggest the persistence of non-resolving inflammation presence towards unknown stimuli, which require further investigation. The chronic inflammation could be followed by a reparative phase in a repetitive manner leading to KD formation. Evaluation of toll-like receptor (TLR) gene and protein expression in KD showed a significant increase in the expression of intra-epidermal TLR-6, -7 and dermal TLR-8. Since these TLRs are typically up regulated during anti-viral responses, these results further support the hypothesis that certain viruses or yet unidentified ligand may play a role in KD pathogenesis (chapter 3). A successful long-term, serum-free keloid OC model was established using a 4 mm sized punch biopsy embedded in collage matrix as air liquid interface in supplemented William’s E medium for up to 6 weeks (Chapter 4).

Ce travail de thèse s’est attaché à comprendre le lien étroit entre les dérégulations métaboliques et les dérégulations du système immunitaire, dans le cadre du modèle de diabète auto-immun de la souris NOD. Nous avons constaté que les bezafibrates protègent les souris NOD du diabète. Nous avons mis en évidence que ceci était lié à une diminution de l’infiltration des ilots beta du pancréas par les lymphocytes et cellules présentatrice d’antigen (CPA). La diminution d’IL-6 dans le sérum des souris traitées suggère une diminution générale de l’inflammation. Aussi, nous avons évalué l’implication du traitement en dehors du système immunitaire, en l’occurrence sur le stress cellulaire et la survie des cellules beta des ilots de Langherans, en utilisant une méthode de streptozotocine à faible dose, et nous avons observé une protection des souris traitées par les bezafibrates. Dans une deuxième partie de l’étude, nous avons observé qu’il existait au niveau du système immunitaire inné une surexpression des Toll-like récepteurs (TLR) 1, 2 et 6 dans les souris NOD comparées aux souris contrôles C57BL/6, ceci au niveau transcriptionnel ainsi qu’au niveau traductionnel. Nous avons ensuite démontré que cette surexpression avait une légitimité fonctionnelle. En effet, les CPA sécrètent plus d’Interleukine 6 (IL-6), et les cellules B, plus d’Immunoglobuline M (IgM). Nous avons poursuivi notre étude en modulant le contenu sérique en lipides dans nos souris NOD, en utilisant un régime gras pour augmenter la lipidémie et des bezafibrates hypolipidémiantes. Nous n’avons pas observé de modulation majeure de l’expression de TLR2 et TLR6, mais il est à noter que les CPA issues des souris soumises au régime gras sont plus susceptible à la réponse au ligand synthétique FSL-1 de TLR 2/6, qui sécrètent alors plus d’IL-6 que les NOD contrôles ou traitées aux bezafibrates. Nous avons pu ainsi souligner l’importance des liens entre le métabolisme et le système immunitaire, dans l’apparition de la maladie auto-immune que constitue le diabète de type 1. / In this thesis we sought to understand the link between metabolic deregulation and immune deregulation in the context of the NOD mouse autoimmune model. We observed that bezafibrates protect NOD mice from type 1 diabetes (T1D). We showed that pancreas beta islet infiltration by lymphocytes and APCs was diminished. IL-6 decrease in bezafibrate treated mice serum suggested a general dampening down of inflammation. Besides we evaluated the effect of bezafibrate out of the immune system by using a low-dose streptozotocin method and we observed that bezafibrate mice treated were protected. In a second part of this study we observed an overexpression of Toll-like receptors (TLR) 1, 2, 6 in NOD mice compared to C57BL/6 controls. This was noticeable at the transcription and translation level. We showed that this overexpression had a functional role. Indeed APCs from NODs secreted more IL-6, and B cells secreted more IgM when stimulated with corresponding ligands. We then modified the lipid content of NOD mice by using bezafibrates to decrease lipidemia, and a high fat diet (HFD) to increase lipidemia. No modulation of TLR2 and TLR6 expression was observed. However, APCs from HFD mice were more susceptible to TLR2/6 ligand FSL-1 stimulation by secreting more IL-6 than control or bezafibrate treated NODs. We here highlight the important links existing between metabolism immunity in the autoimmune T1D onset

Depuis les 15 dernières années, de nombreuses études ont mis en évidence le rôle majeur de l’architecture nucléaire dans la régulation de l’expression des gènes et ceci dans une grande diversité de processus biologiques. Bien que la réponse immunitaire soit un de ces processus, peu de données existent sur l’organisation spatiale du génome dans les cellules immunitaires et son impact sur la régulation des gènes dans le contexte d’une réponse à l’infection bactérienne. En utilisant le porc comme organisme modèle, nous avons concentré notre étude sur les macrophages dérivés de monocytes, premières lignes de défense contre les pathogènes. Les cellules immunitaires étant les cibles des mycotoxines, nous nous sommes également intéressés aux effets de la toxine T-2 sur les macrophages et leur réponse induite par les récepteurs TLR. Un effet cytotoxique de la T-2 à une dose de 10 nM, ainsi que des effets inhibiteurs sur certaines réponses liées aux récepteurs TLR ont été mis en évidence. Nous avons ensuite examiné si les changements dans l'expression des gènes dus à l'activation impliquent un repositionnement dans l'espace nucléaire. Une analyse du transcriptome a permis d’identifier les gènes différentiellement exprimés dans les macrophages activés par le mélange LPS-IFNγ et de mettre en évidence des réseaux de gènes impliqués lors de l’activation. Les 4 gènes les plus sur-exprimés (IL1β, IL8, CXCL10 et TNFα) et les 4 gènes les plus sous-exprimés (VIM, LGALS3, TUBA3 et IGF2) ont été sélectionnés pour analyser leur comportement dans l'espace nucléaire au cours de l’activation des macrophages en utilisant la technique FISH 3D. Parmi les 4 gènes sur-exprimés, 3 présentent des modifications de leur position durant le processus d'activation alors que les 4 gènes sous-exprimés ne montent pas de variation de leur position. L'analyse de la position des gènes par rapport à leurs territoires chromosomiques (TC) a été étendue à un second type de cellules immunitaires : les neutrophiles. Des résultats similaires ont été obtenus. Les analyses ont été ensuite complétées par l'étude des 4 gènes sur-exprimés dans un type cellulaire indépendant de la réponse immunitaire (fibroblastes). Nos données suggèrent que les relocalisations dans l'espace nucléaire des gènes différentiellement exprimés dans les cellules immunitaires activées sont gène spécifique, type cellulaire spécifique et concernent essentiellement ceux qui sont sur-exprimés. / For the past 15 years, numerous studies have highlighted the role of nuclear architecture in regulating gene expression in a variety of biological processes. Although the immune response is one of these processes, few data exist on the spatial organization of the genome in immune cells and its impact on gene regulation in the context of a response to bacterial infection. Using pigs as a model organism, we focused our study on monocytederived macrophages, the first lines of defence against pathogens. As immune cells are the targets of mycotoxins, we also studied the effects of T-2 toxin on macrophages and on their responses induced by TLRs. A cytotoxic effect of T-2 at a dose of 10 nM, and an inhibitory effect on some responses related to TLRs have been demonstrated. We then examined whether changes in gene expression due to activation involve a repositioning within the nuclear space. A transcriptome analysis allowed us to identify differentially expressed genes in macrophages activated by LPS-IFNγ and to analyze gene networks involved during activation. The top 4 up-regulated genes (IL1 beta, IL-8, CXCL10 and TNF) and the top 4 down-regulated ones (VIM LGALS3, TUBA3 and IGF2) have been selected to analyze their behaviour in nuclear space during macrophages activation using 3D FISH technique. Among the 4 up-regulated genes, 3 show changes in their position during the activation process while the 4 down-regulated ones did not reposition. The analysis of gene behaviours towards their chromosome territories (CT) was extended to neutrophils and similar results were obtained. The analyses were then completed by the study of the 4 up-regulated genes in a non immune cell type (fibroblast). Our data suggest that relocation in the nuclear space of genes differentially expressed in activated immune cells is gene and cell type specific and mostly concerns those that are up-regulated.

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In der vorliegenden Arbeit wurde die Auswirkung der Behandlung muriner Mikrogliazellen mit Agonisten von TLR2, TLR4 und TLR9 untersucht. Zu diesem Zweck wurden murine Mikrogliazellkulturen angelegt. Als TLR - Agonisten dienten Pam3Cys und HKAL (TLR2), Pneumolysin und LPS (TLR4) sowie CPG (TLR9). Die Stimulation muriner Mikrogliazellen mit den verschiedenen TLR - Agonisten führte zur Freisetzung von NO und TNF-α. Durch den Einsatz unterschiedlicher Konzentrationen der TLR - Agonisten konnten Dosis - Wirkungs - Kurven für die Freisetzung von NO und TNF-α erstellt werden. Anhand der EC50 wurde die Potenz der TLR - Liganden beurteilt. Für die Freisetzung von NO wies LPS die höchste stimulatorische Potenz auf, gefolgt von Pneumolysin, CpG und Pam3Cys. Für die TNF-α - Freisetzung besaß ebenfalls LPS die höchste stimulatorische Potenz, auch hier folgten Pneumolysin und CpG. Das verwendete Pam3Cys löste sich nicht optimal, vermutlich aus diesem Grund wurde durch die Pam3Cys - Gabe keine maximale Stimulation erreicht. Darum konnte die EC50 für die TNF-α - Freisetzung fur Pam3Cys nicht ermittelt werden. Die EC50 für die TNF-a - Freisetzung war jeweils höher als die entsprechende EC50 für die Freisetzung von NO. Die Behandlung mit HKAL führte zur starken NO - und TNF-a - Freisetzung. Ein direkter Vergleich der Potenz von HKAL mit der der anderen Liganden ist nicht möglich, da die Konzentration von HKAL in Zellzahl pro ml gemessen wird. Die Konzentrationen von Pam3Cys, Pneumolysin und LPS werden jedoch in µg/l gemessen.  Die Stimulation von Mikrogliazellen über verschiedene TLR hatte eine relativ gleich starke Sezernierung von NO und TNF-a zur Folge. Die Costimulation der Mikrogliazellen mit Konzentrationen von zwei unterschiedlichen TLR - Agonisten, welche allein jeweils zur maximalen NO - Produktion geführt hatten, resultierte nicht in einer weiteren Erhöhung der NO - Freisetzung.  Niedrig dosiert zeigte die Pneumolysinbehandlung einen immunstimulatorischen Effekt. Das Maximum an Stimulation, gemessen an der Zunahme der NO - Produktion, wurde bei einer Pneumolysin - Konzentration von 0,3 µg/ml (6nM) beobachtet. Eindeutige zytotoxische Effekte anhand der signifikant geringeren NO - Freisetzung waren bei Konzentrationen von 3 µg/ml bzw. 10 µg/ml (60 nM bzw. 200 nM) nachweisbar. Durch die Isolectin-B4 - Färbung wurden bei diesen Konzentrationen pneumolysinbedingte Zellschäden dargestellt. Bei den anderen Substanzen wurde in hohen Konzentrationen keine Zytotoxität beobachtet Die Behandlung TLR4 - defizienter Mikrogliazellen mit den spezifischen TLR4 - Agonisten Pneumolysin und LPS führte zu einer signifikant geringeren Freisetzung von NO im Vergleich zu Wildtypzellen. Schlussfolgernd kann gesagt werden: Die Stimulation von Mikrogliazellen über unterschiedliche TLR resultiert in einer relativ einheitlichen Freisetzung von NO und TNF-α. Die gleichzeitige Stimulation mit zwei jeweils niedrigdosierten TLR - Agonisten führt zu einem additiven oder supraadditiven Effekt. Nicht nur bakterielle Substanzen, sondern auch endogene Stoffe sind Agonisten an TLR - Rezeptoren. Der additive Effekt durch die simultane Stimulation mehrerer TLR erhöht nicht nur die Sensitivität von Mikroglia während Infektionen, sondern kann ebenfalls Wechselwirkungen zwischen exogenen und endogenen Agonisten von TLR zur Folge haben. Dies kann ein Grund für die Exazerbation oder Induktion autoimmuner Krankheiten durch Infektionen sein.