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Neutrophils are polynuclear cells essential to innate immunity. They are the first cells to migrate from the blood to the inflammatory site where they kill pathogens and secrete various mediators that regulate innate and adaptive immunity. Functional steps required for their microbicidal activity include: transendothelial migration, migration towards the invading pathogens, and then recognition, adhesion, engulfment, and killing of the target. Primary deficiencies of these stages are expressed by repeated and/or severe bacterial and fungal infections. These deficiencies include granule abnormalities and leukocyte adhesion deficiencies Type I and II, defective pathogen recognition and the defective oxidative burst that characterizes chronic granulomatous disease.

The NOX family of NADPH oxidases are enzymes which function is dedicated to the production of reactive oxygen species. NOX1, a member of this family is expressed abundantly in the intestine and its disregulation could be linked to inflammatory diseases such as inflammatory bowel diseases. However, the molecular basis of NOX1 regulation remains unclear. During my thesis, I demonstrated that 1) NOXA1, the activator cytosolic subunit of the NOX1 complex, is phosphorylated and its phosphorylation prevents hyperactivation of NOX1 in order to maintain a constitutive activity which would not be too excessive. 2) phosphorylation of human NOXO1, the organizer subunit of the complex is a prerequisite of full activation of NOX1. Taken together, these results demonstrate that NOX1 is tightly regulated by phosphorylation events. By this mean, NOX1 could be involved in host immune defense of the intestine., Les NADPH oxydases constituent une famille d’enzymes dont la fonction est dédiée à la production de formes réactives de l’oxygène. NOX1, un des membres de cette famille, est abondamment exprimée dans le colon et sa dérégulation pourrait être associée aux maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Les mécanismes qui modulent l’activation de NOX1 demeurent mal connus. Au cours de ma thèse je me suis donc intéressée à l’étude de la phosphorylation de NOXA1 et NOXO1, deux sous-unités régulatrices du complexe NOX1 et ai démontré 1) que la phosphorylation de NOXA1 constitue un mécanisme de régulation négative de l’activité de NOX1 en vue de maintenir l’activité constitutive du complexe à un niveau adéquat et non excessif. 2) pour la première fois, que NOXO1β est phosphorylée et que cette phosphorylation entraîne une hyperactivation de NOX1. L’ensemble de ces données montre que NOX1 est finement régulée. Par ce biais, NOX1 pourrait être impliquée dans la défense anti-infectieuse de l’intestin.

Reactive oxygen species (ROS) production by the phagocyte NADPH oxidase plays a crucial role in host defenses. NADPH oxidase is composed of the membrane flavocytochrome b558 components (p22phox and gp91phox/NOX2), and cytosolic components (p40phox, p47phox, p67phox and a small GTPase Rac1 or Rac2). In this work we identified PAT1 by double hybrid system as a potential partner of p22phox. The interaction between p22phox and PAT1a was further confirmed by in vitro GST pull-down assay, confocal microscopy and co-immunoprecipitation. Addition of recombinant PAT1a to the cell free-system enhanced NADPH oxidase activation and it’s over-expression in human monocytes and in COSphox cells increased ROS production in resting and fMLP-stimulated cells.These data clearly identify PAT1 as a novel regulator of NADPH oxidase activation in phagocytes.Inhibition of p22phox/PAT1 interaction could be used as new approach to limit ROS production by phagocytes at inflammatory sites., Ce travail montre qu’une protéine non encore décrite dans les phagocytes, la PAT1 « Protein interacting with APP Tail 1 », interagit avec la partie cytosolique de la p22phox (composant du cytochrome b558 membranaire de la NADPH oxydase). Nous avons utilisé différentes approches pour montrer cette interaction : le système double hybride, la technique de GST-pull down, la microscopie confocale et la technique de co-immunoprécipitation. De plus, nous avons montré que la PAT1a recombinante augmente l’activité de la NADPH oxydase, in vitro dans un système acellulaire reconstitué, et dans les cellules intactes (monocytes et cellules COS-phox). Cette nouvelle interaction régule donc l’activation de la NADPH oxydase et la production des FRO. Par ailleurs, la liaison de PAT1 aux microtubules pourrait favoriser l’assemblage du complexe NADPH oxydase pendant son activation. Ceci pourrait conduire à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques qui préviennent la survenue des lésions tissulaires dans les maladies inflammatoires.