Search

National audience; La silice nanoparticulaire amorphe présente un profil toxicologique particulier en termes de cellules cibles. Parmi celles-ci, les cellules phagocytaires spécialisées du système immunitaire inné représentent des types cellulaires particulièrement importants à étudier. En raison de leur capacité phagocytaire, ces cellules vont accumuler la silice qui peut ensuite perturber leur fonctionnement. Ceci peut se traduire, par exemple, par une activation incontrôlée du système immunitaire ou par une diminution des capacités de réponse du système immunitaire, responsable alors d’une plus grande sensibilité aux maladies. En outre, la diversité des usages fait que la silice nanoparticulaire amorphe va se rencontrer dans des environnements chimiques variés et souvent complexes.

Depuis sa découverte en 1983, la recherche sur le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) a connu un essor exemplaire, permettant la mise en place de tests de dépistage sensibles et de traitements antirétroviraux (TARs) efficaces. Malgré ces traitements qui contrôlent la réplication virale à des niveaux plasmatiques indétectables, l’éradication du VIH n’est pas atteinte. L’ADN intégré du VIH persiste dans des sous-populations cellulaires et la réplication virale reprend après l’arrêt du traitement. Alors que la persistance des réservoirs du VIH dans les lymphocytes T CD4+ est bien documentée, la contribution des cellules myéloïdes n’est pas bien définie. De plus, les TAR ne bloquent pas la transcription du VIH, permettant ainsi une réplication virale résiduelle dans certains tissus tels que la muqueuse intestinale. Cette réplication résiduelle est une source d‘activation immunitaire chronique et une barrière contre la guérison. La survie des lymphocytes T CD4+ mémoires portant les réservoirs du VIH est dépendante, en partie, de l’interaction avec les cellules dendritiques (DCs), dans le cadre du processus de présentation antigénique. L’identification des signaux fournis par les DCs et menant à la réactivation transcriptionnelle des réservoirs du VIH reste un axe de recherche prioritaire afin d’identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques. Mes études doctorales ont eu pour but de comprendre la contribution directe et indirecte des cellules myéloïdes à la persistance du VIH-1 sous TAR. Dans la première partie de mon doctorat, je me suis intéressée à la contribution directe de différentes sous-population myéloïdes à la persistance des réservoirs du VIH sous TAR dans le sang et le colon des personnes vivant avec le VIH (PLWH). Nous avons démontré que la présence des réservoirs du VIH dans ces cellules myéloïdes était un évènement rare. En parallèle, j’ai réalisé des travaux dans un modèle de souris humanisées pour explorer l’existence et la contribution des cellules myéloïdes d’origine embryonnaire de longue durée de vie et capables d’autorenouvèlement à la persistance des réservoirs viraux sous TAR. Nous avons démontré que, contrairement aux lymphocytes T CD4+, les cellules myéloïdes résidant dans le foie et les poumons portent de l’ADN viral intégré avant, mais pas après la TAR, ce qui est un indicateur de leur faible contribution à la persistance du VIH sous TAR. Dans la deuxième partie de mon doctorat, je me suis intéressée à la contribution indirecte des cellules myéloïdes, et en particulier celle des DCs dérivées des monocytes (MDDCs) classiques CD16- versus intermédiaires/non-classiques CD16+. Nous avons démontré que les MDDCs CD16+ se distinguent des MDDC CD16- par l’activité élevée de leur enzyme RALDH métabolisant la vitamine A en acide rétinoïque et leur capacité supérieure à transmettre le VIH aux lymphocytes T CD4+ spécifiques/réactives au Staphylococcus aureus (S. aureus). De plus, nous avons démontré que les MDDC RALDH+ contribuent à l'établissement et à la réactivation des réservoirs du VIH dans les cellules T spécifiques à certains pathogènes non-VIH, tels que S. aureus, via un mécanisme dépendant de la production de l’acide rétinoïque par les MDDC en réponse à des ligands du recepteur de type Toll (TLR) 2. Ensemble, mes études doctorales démontrent que, bien que les cellules myéloïdes contribuent rarement de façon directe à la persistance des réservoirs du VIH, leur rôle indirect est important dans ce processus via l’interaction avec les lymphocytes T CD4+. De plus, les résultats que j’ai générés élargissent les connaissances sur la spécificité antigénique des lymphocytes T CD4+ mémoires portant les réservoirs du VIH et identifient l’enzyme RALDH comme une potentielle cible thérapeutique pour limiter la dissémination du virus et la persistance des réservoirs au niveau des muqueuses. Dans la première partie de mon doctorat, je me suis intéressée à la contribution directe de différentes sous-population myéloïdes à la persistance des réservoirs du VIH sous TAR dans le sang et le colon des personnes vivant avec le VIH (PLWH). Nous avons démontré que la présence des réservoirs du VIH dans ces cellules myéloïdes était un évènement rare. En parallèle, j’ai réalisé des travaux dans un modèle de souris humanisées pour explorer l’existence et la contribution des cellules myéloïdes d’origine embryonnaire de longue durée de vie et capables d’autorenouvèlement à la persistance des réservoirs viraux sous TAR. Nous avons démontré que, contrairement aux lymphocytes T CD4+, les cellules myéloïdes résidant dans le foie et les poumons portent de l’ADN viral intégré avant, mais pas après la TAR, ce qui est un indicateur de leur faible contribution à la persistence du VIH sous TAR. Dans la deuxième partie de mon doctorat, je me suis intéressée à la contribution indirecte des cellules myéloïdes, et en particulier celle des DCs dérivées des monocytes (MDDCs) classiques CD16- versus intermédiaires/non-classiques CD16+. Nous avons démontré que les MDDCs CD16+ se distinguent des MDDC CD16- par l’activité élevée de leur enzyme RALDH métabolisant la vitamine A en acide rétinoïque et leur capacité supérieure à transmettre le VIH aux lymphocytes T CD4+ spécifiques/réactives au Staphylococcus aureus (S. aureus). De plus, nous avons démontré que les MDDC RALDH+ contribuent à l'établissement et à la réactivation des réservoirs du VIH dans les cellules T spécifiques à certains pathogènes non-VIH, tels que S. aureus, via un mécanisme dépendant de la production de l’acide rétinoïque par les MDDC en réponse à des ligands du recepteur de type Toll (TLR) 2. Ensemble, mes études doctorales démontrent que, bien que les cellules myéloïdes contribuent rarement de façon directe à la persistance des réservoirs du VIH, leur rôle indirect est important dans ce processus via l’interaction avec les lymphocytes T CD4+. De plus, les résultats que j’ai générés élargissent les connaissances sur la spécificité antigénique des lymphocytes T CD4+ mémoires portant les réservoirs du VIH et identifient l’enzyme RALDH comme une potentielle cible thérapeutique pour limiter la dissémination du virus et la persistance des réservoirs au niveau des muqueuses., Since the discovery of the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) in 1983, significant breakthroughs have led to efficient and sensitive viral tests, as well as potent antiviral therapies (ART). However, although ART controls viral replication to undetectable plasma levels, viral eradication is yet not achieved. Integrated HIV-DNA persists in different cell subsets, and viral replication resumes after treatment interruption. While HIV persistence is well characterized in CD4+ T-cells, the contribution of myeloid cells remains elusive. Notably, ART does not inhibit HIV transcription, thus allowing for residual viral replication in tissues such as the gut. This low level of viral replication contributes to chronic immune activation and represents a major challenge in developing a cure. Memory CD4+ T-cells bearing HIV reservoirs interact with dendritic cells (DCs) in an antigen specific manner, resulting in T-cell clonal expansion. Hence, we need to identify cellular signals provided by DCs that lead to transcriptional reactivation of HIV reservoirs. During my Ph.D., I studied the direct and indirect mechanisms by which myeloid cells contribute to HIV persistence during ART. In the first part of my thesis, I studied the direct contribution of myeloid subsets to the persistence of the HIV reservoir during ART. We demonstrated that HIV persistence in myeloid cells is a rare event in the blood and colon of ART-treated people living with HIV (PLWH). In parallel, we used humanized mice (hu-BLT) to explore the contribution of long-lived tissue-resident macrophages (LL-TRM), with embryonic origin and self-renewal capacity to the HIV reservoir during ART. We demonstrated that myeloid cells in this hu-BLT mouse model, are permissive to HIV infection, but are not HIV reservoirs during ART. These results point to the need for establishing new models allowing LL-TRM development for HIV reservoir studies. In the second part of my thesis, I studied the indirect contribution of DCs derived from classical (CD16-) or intermediate/non-classical (CD16+) monocyte origin. We identified that, in contrast to CD16- monocyte-derived DCs (MDDCs), CD16+ MDDCs exhibit a superior activity of the RALDH enzyme, involved in retinoic acid metabolism, and a higher capacity to transmit HIV to CD4+ T-cells specific/reactivated to Staphylococcus aureus (S. aureus). Furthermore, we demonstrated that RALDH+ MDDCs contribute to HIV reservoir establishment and reactivation in T-cells with specificity to non-HIV pathogens (e.g. S. aureus) through a retinoic acid-dependent mechanism in response to Toll like receptor (TLR) 2 stimulation. Together, these results underline the key role of CD16+ MDDCs and bacterial/fungal pathogens in fueling HIV reservoir establishment/outgrowth via a RALDH/RA-dependent mechanism that may be therapeutically targeted. In conclusion, my doctoral work demonstrated that, despite the rare direct contribution of myeloid cells to the HIV reservoir, these cells play an important indirect role through their ability to interact with CD4+ T-cells and to modulate their functions. These results extend the knowledge on the antigenic specificity of memory CD4+ T-cells harboring HIV reservoirs and they identify the RALDH/retinoic acid pathway as a potential therapeutic target to limit viral dissemination and persistence of viral reservoirs in mucosal sites.

Dendritic cells are key immune cells, from immature status in tissue to a mature status in secondary lymphoid organs, particularly after detection of infectious microorganisms. Among all biological functions that regulate those cells, autophagy plays a central role. This is a catabolic cellular mechanism that confine cytosolic components in autophagosome in formation and eliminate them after fusion with a lysosome. While autophagy is commonly study at the time t, it is better to analyze its dynamic, called autophagic flux. During my thesis, I have characterized three important parameters of the autophagic flux: the velocity, the intensity, and the time of transition that allow the formation of autophagosomes. From this characterization, we have shown distinct autophagic flux properties between immatures and matures dendritic cells. This modification occurs during the maturation process of those cells and independently of the maturation signal use. Finally, we have demonstrated that dendritic cells from Crohn disease patients that express the autophagic polymorphism ATG16L1 T300A, loose their ability to adapt their autophagic flux during their maturation. Thus, those results describe a specific autophagic flux signature which depend on the maturation status of primary human dendritic cells and open perspectives in the physiopathology of Crohn disease. Autophagic flux study could be, over time, a prognosis parameter of the evolution and/or personal treatment in this disease., Les cellules dendritiques sont des cellules clés du système immunitaire, passant d’un état immature dans les tissus à un état mature dans les organes lymphoïdes secondaires, notamment, à la suite de la détection de microorganismes infectieux. Parmi les fonctions biologiques régulant ces cellules, l’autophagie joue un rôle essentiel. Ce mécanisme du catabolisme cellulaire séquestre des composants cytosoliques au sein d’autophagosomes néoformés et les dégrade après fusion avec un lysosome. Alors que l’autophagie est généralement étudiée à un instant donné, il convient davantage d’analyser sa dynamique, appelée flux autophagique. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé trois paramètres cruciaux du flux autophagique : la vélocité, l’intensité et le temps de transition nécessaire à la formation d’autophagosomes. A partir de cette caractérisation, j’ai pu montrer que le flux présente des caractéristiques distinctes entre cellules dendritiques immatures et matures. Ce changement s’opère au cours de la maturation de ces cellules et quelle que soit l’origine du signal de maturation. Enfin, nous avons montré que les cellules dendritiques de patients atteints de la maladie de Crohn exprimant le variant autophagique à risque ATG16L1 T300A, perdent leur capacité à moduler le flux au cours de leur maturation. Ainsi, ces résultats décrivent une signature du flux autophagique propre à l’état immature versus mature des cellules dendritiques primaires humaines et ouvrent des perspectives dans la physiopathologie de la maladie de Crohn. L’étude du flux autophagique pourrait, à terme, être un paramètre pronostique de l’évolution et/ou de traitement personnalisés de la maladie.

Dendritic cells are key immune cells, from immature status in tissue to a mature status in secondary lymphoid organs, particularly after detection of infectious microorganisms. Among all biological functions that regulate those cells, autophagy plays a central role. This is a catabolic cellular mechanism that confine cytosolic components in autophagosome in formation and eliminate them after fusion with a lysosome. While autophagy is commonly study at the time t, it is better to analyze its dynamic, called autophagic flux. During my thesis, I have characterized three important parameters of the autophagic flux: the velocity, the intensity, and the time of transition that allow the formation of autophagosomes. From this characterization, we have shown distinct autophagic flux properties between immatures and matures dendritic cells. This modification occurs during the maturation process of those cells and independently of the maturation signal use. Finally, we have demonstrated that dendritic cells from Crohn disease patients that express the autophagic polymorphism ATG16L1 T300A, loose their ability to adapt their autophagic flux during their maturation. Thus, those results describe a specific autophagic flux signature which depend on the maturation status of primary human dendritic cells and open perspectives in the physiopathology of Crohn disease. Autophagic flux study could be, over time, a prognosis parameter of the evolution and/or personal treatment in this disease.; Les cellules dendritiques sont des cellules clés du système immunitaire, passant d’un état immature dans les tissus à un état mature dans les organes lymphoïdes secondaires, notamment, à la suite de la détection de microorganismes infectieux. Parmi les fonctions biologiques régulant ces cellules, l’autophagie joue un rôle essentiel. Ce mécanisme du catabolisme cellulaire séquestre des composants cytosoliques au sein d’autophagosomes néoformés et les dégrade après fusion avec un lysosome. Alors que l’autophagie est généralement étudiée à un instant donné, il convient davantage d’analyser sa dynamique, appelée flux autophagique. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé trois paramètres cruciaux du flux autophagique : la vélocité, l’intensité et le temps de transition nécessaire à la formation d’autophagosomes. A partir de cette caractérisation, j’ai pu montrer que le flux présente des caractéristiques distinctes entre cellules dendritiques immatures et matures. Ce changement s’opère au cours de la maturation de ces cellules et quelle que soit l’origine du signal de maturation. Enfin, nous avons montré que les cellules dendritiques de patients atteints de la maladie de Crohn exprimant le variant autophagique à risque ATG16L1 T300A, perdent leur capacité à moduler le flux au cours de leur maturation. Ainsi, ces résultats décrivent une signature du flux autophagique propre à l’état immature versus mature des cellules dendritiques primaires humaines et ouvrent des perspectives dans la physiopathologie de la maladie de Crohn. L’étude du flux autophagique pourrait, à terme, être un paramètre pronostique de l’évolution et/ou de traitement personnalisés de la maladie.

The unique characteristics of nanomaterials (NMs) are valuable in many industrial and biomedical applications. However, NMs might also give rise to unforeseen toxicity that could adversely affect the biological system specially the immune system. In the immune system as phagocytes can engulf foreign materials therefore they are appropriate for immunotoxicity screening because these cells participate in unspecific and specific immune responses.In this study, we investigated the impact of different NMs, such as gold nanoparticles (AuNPs), neutral lipid nanoparticles (NLCs), cationic lipid nanoparticles (CLCs), and amphiphilic dendrimers (ADs) on primary macrophages (BMDMs) and dendritic cells (BMDCs) by two approaches. In the first approach, we investigated the direct effect of exposure to NMs. In the second approach, we studied the indirect effect by activating the NMs exposed cells with different activators (LPS and IL-4).The study of direct effect of NMs shows that none of the tested NMs altered the phagocytosis capacity. All of the NMs had none or little direct effect on BMDCs activation. In case of BMDMs, AuNPs, CLCs, and ADs significantly decreased cell activation while NLCs did not. The study of cytokine production based on IL-6 and TNF- production, NO production, and cellular metabolism based on the investigation of glycolysis and mitochondrial metabolism also indicated no or little direct effect on BMDCs and BMDMs. However, we have noticed a significant increase in MCP-1 production by CLCs and ADs exposed cells while AuNPs and NLCs did not modulate MCP-1 production. Also, we noted that CLCs and NLCs at high concentrations could slightly increase ROS production while AuNPs and ADs did not modulate ROS production by BMDMs and BMDCs.Investigation of indirect effect of NMs revealed, when NMs exposed cells were challenged with LPS, we have recorded NMs specific modulation in the response of BMDCs based on cell activation, cytokine and chemokine secretion, NO, and ROS production. All NMs showed none or little modification of cellular metabolism of BMDCs. On the other hand, we have recorded a significant alteration in NMs exposed BMDMs upon LPS challenge in response to cell activation, cytokine and chemokine secretion, NO production, and cellular metabolism. However, ROS production remains unaltered in the case of all the NMs exposed BMDMs.The study of in vitro antigen presentation, revealed that exposure to different NMs altered T cell-specific cytokines reflecting alteration in CD4 + T lymphocytes polarization.Overall, these results demonstrate that NMs directly do not modify phagocytic activity, cytokine and chemokine production, NO and ROS production, cellular metabolism, but when instigated with an activation signal like LPS or IL-4, NMs exposed cells respond differently.The outcome of this study enriches the knowledge regarding NMs specific immunotoxicity, which may facilitate the design of nanomaterials that retain their useful properties, but display reduced toxicity (i.e., safety-by-design). This research will also improve our understanding of how different NMs can modulate the immune system, which might help suggest new therapy acting on the immune system such as antiinflammatory drugs or vaccines., Les caractéristiques uniques des nanomatériaux (NM) sont précieuses dans de nombreuses applications industrielles et biomédicales. Toutefois, les MR pourraient également donner lieu à une toLes phagocytes du xicité imprévue qui pourrait nuire au système biologique en particulier au système immunitaire. Les phagocytes du système immunitaire ont la capacité d’ingérer des matériaux étrangers ; ils sont donc appropriés pour l’étude de l’immunotoxicité car ils sont impliqués dans les réponses immunitaires non spécifiques et spécifiques.Dans cette étude, nous avons étudié l’impact de différents nano matériaux (NM), telles que des nanoparticules d’or (AuNPs), des nanoparticules lipidiques neutres (NLCs) ou cationiques (CLCs), et des dendrimères amphiphiliques (ADs) sur les macrophages primaires (BMDMs) et des cellules dendritiques (BMDCs) par deux approches. Dans la première, nous avons recherché les effets directs de l’exposition. Dans la seconde, nous avons étudié les effets indirects sur l’activation du LPS ou de l’IL-4 des cellules exposées aux NMs.Nos résultats concluent que tous les NMs testés n’ont pas modifié la capacité de phagocytose. Une analyse plus approfondie montre que tous les NMs ne montrent aucun, ou peu, effet direct sur l’activation des BMDC. Pour le BMDMs, les AuNPs, les CLCs et les ADs ont considérablement diminué l’activation cellulaire tandis que les NLCs n’ont d’effet. L’étude de la production de cytokine basée sur la production d’IL-6 et de TNF-, de la production de NO et du métabolisme cellulaire basée sur l’étude de la glycolyse et du métabolisme mitochondrial n’a également pas ou peu d’effet direct sur les BMDCs et les BMDMs. Cependant, nous avons remarqué une augmentation significative de la production de MCP-1 par les CLCs et les cellules exposées aux ADs, tandis que les AuNPs et les NLCs n’ont pas d’effet sur la production de MCP-1. De plus, nous avons noté que les CLCs et les NLCs à forte concentration pourraient légèrement augmenter la production de ROS, tandis que les AuNPs et les ADs ne modulaient pas la production de ROS par les BMDM et les BMDC. L’étude des effets indirects de NMs a montré que quand les cellules exposées aux NMs sont stimulées par du LPS, nous avons observé une modulation de la réponse des BMDCs au niveau de l’activation cellulaire, la sécrétion de cytokine et de chimiokine, NO, et la production de ROS. Toutes les NMs n’affectent pas, ou peu, le métabolisme des BMDCs. D’autre part, nous avons enregistré une altération significative chez les BMDMs exposés aux NMs dans leur réponse à l’activation par le LPS au niveau de l’activation cellulaire, la sécrétion de cytokine et de chimiokine, la production de NO et le métabolisme cellulaire. Cependant, la production de ROS reste inchangée dans le cas des BMDMs exposés aux NMs.L’étude in vitro de la présentation d’antigène, a indiqué que l’exposition à différents NMs modifie les cytokines produites par les cellules T, reflétant l’altération de la polarisation des lymphocytes T CD4 +. Dans l’ensemble, ces résultats démontrent que les NMs ne modifient pas directement l’activité phagocytique, la production de cytokine et de chimiokine, la production de NO et de ROS, le métabolisme cellulaire des cellules phagocytaires, mais lorsqu’elles sont confrontées à un signal d’activation comme le LPS ou l’IL-4, les cellules exposées aux NMs réagissent différemment.

The unique characteristics of nanomaterials (NMs) are valuable in many industrial and biomedical applications. However, NMs might also give rise to unforeseen toxicity that could adversely affect the biological system specially the immune system. In the immune system as phagocytes can engulf foreign materials therefore they are appropriate for immunotoxicity screening because these cells participate in unspecific and specific immune responses.In this study, we investigated the impact of different NMs, such as gold nanoparticles (AuNPs), neutral lipid nanoparticles (NLCs), cationic lipid nanoparticles (CLCs), and amphiphilic dendrimers (ADs) on primary macrophages (BMDMs) and dendritic cells (BMDCs) by two approaches. In the first approach, we investigated the direct effect of exposure to NMs. In the second approach, we studied the indirect effect by activating the NMs exposed cells with different activators (LPS and IL-4).The study of direct effect of NMs shows that none of the tested NMs altered the phagocytosis capacity. All of the NMs had none or little direct effect on BMDCs activation. In case of BMDMs, AuNPs, CLCs, and ADs significantly decreased cell activation while NLCs did not. The study of cytokine production based on IL-6 and TNF-a production, NO production, and cellular metabolism based on the investigation of glycolysis and mitochondrial metabolism also indicated no or little direct effect on BMDCs and BMDMs. However, we have noticed a significant increase in MCP-1 production by CLCs and ADs exposed cells while AuNPs and NLCs did not modulate MCP-1 production. Also, we noted that CLCs and NLCs at high concentrations could slightly increase ROS production while AuNPs and ADs did not modulate ROS production by BMDMs and BMDCs.Investigation of indirect effect of NMs revealed, when NMs exposed cells were challenged with LPS, we have recorded NMs specific modulation in the response of BMDCs based on cell activation, cytokine and chemokine secretion, NO, and ROS production. All NMs showed none or little modification of cellular metabolism of BMDCs. On the other hand, we have recorded a significant alteration in NMs exposed BMDMs upon LPS challenge in response to cell activation, cytokine and chemokine secretion, NO production, and cellular metabolism. However, ROS production remains unaltered in the case of all the NMs exposed BMDMs.The study of in vitro antigen presentation, revealed that exposure to different NMs altered T cell-specific cytokines reflecting alteration in CD4 + T lymphocytes polarization.Overall, these results demonstrate that NMs directly do not modify phagocytic activity, cytokine and chemokine production, NO and ROS production, cellular metabolism, but when instigated with an activation signal like LPS or IL-4, NMs exposed cells respond differently.The outcome of this study enriches the knowledge regarding NMs specific immunotoxicity, which may facilitate the design of nanomaterials that retain their useful properties, but display reduced toxicity (i.e., safety-by-design). This research will also improve our understanding of how different NMs can modulate the immune system, which might help suggest new therapy acting on the immune system such as anti-inflammatory drugs or vaccines., Les caractéristiques uniques des nanomatériaux (NMs) sont précieuses dans de nombreuses applications industrielles et biomédicales. Toutefois, les MR pourraient également donner lieu à une toLes phagocytes du xicité imprévue qui pourrait nuire au système biologique en particulier au système immunitaire. Les phagocytes du système immunitaire ont la capacité d'ingérer des matériaux étrangers ; ils sont donc appropriés pour l'étude de l'immunotoxicité car ils sont impliqués dans les réponses immunitaires non spécifiques et spécifiques.Dans cette étude, nous avons étudié l'impact de différents nano matériaux (NM), telles que des nanoparticules d'or (AuNPs), des nanoparticules lipidiques neutres (NLCs) ou cationiques (CLCs), et des dendrimères amphiphiliques (ADs) sur les macrophages primaires (BMDMs) et des cellules dendritiques (BMDCs) par deux approches. Dans la première, nous avons recherché les effets directs de l'exposition. Dans la seconde, nous avons étudié les effets indirects sur l'activation du LPS ou de l'IL-4 des cellules exposées aux NMs.Nos résultats concluent que tous les NMs testés n'ont pas modifié la capacité de phagocytose. Une analyse plus approfondie montre que tous les NMs ne montrent aucun, ou peu, effet direct sur l'activation des BMDC. Pour le BMDMs, les AuNPs, les CLCs et les ADs ont considérablement diminué l'activation cellulaire tandis que les NLCs n'ont d'effet. L'étude de la production de cytokine basée sur la production d'IL-6 et de TNF-a, de la production de NO et du métabolisme cellulaire basée sur l'étude de la glycolyse et du métabolisme mitochondrial n'a également pas ou peu d'effet direct sur les BMDCs et les BMDMs. Cependant, nous avons remarqué une augmentation significative de la production de MCP-1 par les CLCs et les cellules exposées aux ADs, tandis que les AuNPs et les NLCs n'ont pas d'effet sur la production de MCP-1. De plus, nous avons noté que les CLCs et les NLCs à forte concentration pourraient légèrement augmenter la production de ROS, tandis que les AuNPs et les ADs ne modulaient pas la production de ROS par les BMDM et les BMDC.L'étude des effets indirects de NMs a montré que quand les cellules exposées aux NMs sont stimulées par du LPS, nous avons observé une modulation de la réponse des BMDCs au niveau de l'activation cellulaire, la sécrétion de cytokine et de chimiokine, NO, et la production de ROS. Toutes les NMs n'affectent pas, ou peu, le métabolisme des BMDCs. D'autre part, nous avons enregistré une altération significative chez les BMDMs exposés aux NMs dans leur réponse à l'activation par le LPS au niveau de l'activation cellulaire, la sécrétion de cytokine et de chimiokine, la production de NO et le métabolisme cellulaire. Cependant, la production de ROS reste inchangée dans le cas des BMDMs exposés aux NMs.L'étude in vitro de la présentation d'antigène, a indiqué que l'exposition à différents NMs modifie les cytokines produites par les cellules T, reflétant l'altération de la polarisation des lymphocytes T CD4 +.Dans l'ensemble, ces résultats démontrent que les NMs ne modifient pas directement l'activité phagocytique, la production de cytokine et de chimiokine, la production de NO et de ROS, le métabolisme cellulaire des cellules phagocytaires, mais lorsqu'elles sont confrontées à un signal d'activation comme le LPS ou l'IL-4, les cellules exposées aux NMs réagissent différemment.

Food allergy is a major public health which impacts patients’ quality of life and can cause life-threatening allergic symptoms upon allergen ingestion. Currently, there is no efficacious treatment apart from allergen eviction. In that context, epicutaneous allergen immunotherapy (EPIT) is a potential treatment still in development which aims at re-inducing tolerance (desensitization) in allergic patients through repeated epicutaneous allergen application. Immune mechanisms underlying EPIT efficacy are poorly understood but imply the induction of regulatory T lymphocytes (TREG) and an immune deviation. Thus, my thesis project aimed at (1) identifying the skin dendritic cell (skDC) subsets responsible for EPIT efficacy, and (2) determining which skDC acquire tolerogenic phenotype and functions throughout EPIT treatment. Taking advantage of preclinical mouse models, we demonstrated the requirement of epidermal Langerhans cells (LC) for EPIT efficacy contrary to conventional dermal type 1 DC (cDC1). Besides, the longitudinal monitoring of DC revealed a modulation of their activation status with EPIT. Functionally, after EPIT, LC activated more preferentially TREG at the detriment of TEFF, while cDC2 skewed type 2 T cell response toward type 1 and type 17 profile that may benefit to EPIT-induced desensitization. Those results open new avenues for the development of predictive biomarkers, strategies for improvement and future efficacious personalized medicine, L’allergie alimentaire est un problème majeur de santé publique qui affecte grandement la qualité de vie des patients, principalement des enfants, et peut causer des symptômes sévères voire mortels, lors de l’ingestion de faibles quantités d’un allergène. A l’heure actuelle, le seul traitement efficace est l’éviction de l’allergène. Dans ce contexte, l’immunothérapie allergénique épicutanée (EPIT) est un traitement potentiel qui vise à réinduire une tolérance (désensibilisation) chez les patients allergiques via l’administration répétée sur la peau de l’allergène responsable. Les mécanismes immunitaires sous-jacents à l’efficacité de l’EPIT restent mal compris mais dépendent notamment de l’induction de lymphocytes T régulateurs (LTREG) et d’une déviation immunitaire. Ainsi, mon projet de thèse avait pour objectif d’identifier (1) les populations de cellules dendritiques (DC) cutanées qui conditionnent l’efficacité du traitement, et (2) déterminer quelles DC cutanées acquièrent un phénotype et une fonction tolérogénique au fur et à mesure du traitement. A l’aide de modèles pré-cliniques d’allergie, mes travaux de recherche ont permis d’identifier les cellules de Langerhans (LC) épidermiques comme nécessaires à l’efficacité du traitement, contrairement aux cellules dendritiques conventionnelles de type 1 (cDC1) dermiques. En outre, l’étude longitudinale du phénotype et des fonctions des DC a mis en évidence que leur état d’activation était modulé avec EPIT. Fonctionnellement, après EPIT, les LC activent préférentiellement des LTREG au détriment des LTEFF., tandis que les cDC2 réorientent la réponse lymphocytaire de type 2 (Th2) vers une réponse type 1 et type 17. Ces résultats ouvrent la voie au développement de biomarqueurs d’efficacité et à des stratégies d’amélioration du traitement pour une médecine personnalisée et plus efficace

Atopic dermatitis (AD) is a chronic cutaneous inflammation driven by T helper 2 cells (Th2) and characterized by a persistent itch. This response relies on Thymic Stromal Lymphopoietin (TSLP) production by keratinocytes and T cell orientation by TSLP-stimulated skin dendritic cells (DCs). Here, we propose new strategies to model AD pathogenesis in human systems. We validated vitamin D3 as an initiation stimulus for human TSLP-dependent Th2 (IL-13+) responses in healthy skin explants. In skin DCs and monocyte-derived DCs (MonoDCs), we showed that vitamin D3 provokes marked phenotypic alterations, characterized by CD14 expression. These cells specifically lead to TSLP-independent Th2 (IL-4+) orientation. In parallel, we have constructed a 3D skin model harboring DCs, sensory neurons and keratinocytes, in which we will evaluate whether vitamin D3 and other stimuli may induce Th2 responses, and how this might be regulated by neurons. This approach will help the rational design of AD-specific therapies.; La dermatite atopique (DA) est une maladie cutanée inflammatoire chronique, caractérisée par un infiltrat de lymphocytes T helper 2 (Th2) et une sensation de prurit. Cette réponse est sous influence du Thymic Stromal Lymphopoietin (TSLP), produit par les kératinocytes, qui affecte la capacité des cellules dendritiques (DCs) de la peau à orienter des lymphocytes T. Nous proposons ici de nouvelles stratégies pour modéliser la DA in vitro chez l’homme. Nous avons validé la vitamine D3 pour initier des réponses Th2 TSLP-dépendantes (IL-13+) sur des explants de peau saine. Dans les DCs de peau ou dérivées de monocytes (MonoDCs), nous avons démontré que la vitamine D3 provoque de profonds changements phénotypiques, caractérisés par l’expression du marqueur CD14. Ces cellules conduisent spécifiquement à une orientation Th2 (IL-4+) TSLP-indépendante. En parallèle, nous avons constitué un modèle 3D de peau contenant des DCs, des neurones et des kératinocytes, dans lequel nous évaluerons si la vitamine D3 et d’autres agents peuvent induire une réponse Th2, et si celle-ci peut être influencée par les neurones. Cette étude aidera à la conception de thérapies spécifiques de la DA.

The unique characteristics of nanomaterials (NMs) are valuable in many industrial and biomedical applications. However, NMs might also give rise to unforeseen toxicity that could adversely affect the biological system specially the immune system. In the immune system as phagocytes can engulf foreign materials therefore they are appropriate for immunotoxicity screening because these cells participate in unspecific and specific immune responses.In this study, we investigated the impact of different NMs, such as gold nanoparticles (AuNPs), neutral lipid nanoparticles (NLCs), cationic lipid nanoparticles (CLCs), and amphiphilic dendrimers (ADs) on primary macrophages (BMDMs) and dendritic cells (BMDCs) by two approaches. In the first approach, we investigated the direct effect of exposure to NMs. In the second approach, we studied the indirect effect by activating the NMs exposed cells with different activators (LPS and IL-4).The study of direct effect of NMs shows that none of the tested NMs altered the phagocytosis capacity. All of the NMs had none or little direct effect on BMDCs activation. In case of BMDMs, AuNPs, CLCs, and ADs significantly decreased cell activation while NLCs did not. The study of cytokine production based on IL-6 and TNF- production, NO production, and cellular metabolism based on the investigation of glycolysis and mitochondrial metabolism also indicated no or little direct effect on BMDCs and BMDMs. However, we have noticed a significant increase in MCP-1 production by CLCs and ADs exposed cells while AuNPs and NLCs did not modulate MCP-1 production. Also, we noted that CLCs and NLCs at high concentrations could slightly increase ROS production while AuNPs and ADs did not modulate ROS production by BMDMs and BMDCs.Investigation of indirect effect of NMs revealed, when NMs exposed cells were challenged with LPS, we have recorded NMs specific modulation in the response of BMDCs based on cell activation, cytokine and chemokine secretion, NO, and ROS production. All NMs showed none or little modification of cellular metabolism of BMDCs. On the other hand, we have recorded a significant alteration in NMs exposed BMDMs upon LPS challenge in response to cell activation, cytokine and chemokine secretion, NO production, and cellular metabolism. However, ROS production remains unaltered in the case of all the NMs exposed BMDMs.The study of in vitro antigen presentation, revealed that exposure to different NMs altered T cell-specific cytokines reflecting alteration in CD4 + T lymphocytes polarization.Overall, these results demonstrate that NMs directly do not modify phagocytic activity, cytokine and chemokine production, NO and ROS production, cellular metabolism, but when instigated with an activation signal like LPS or IL-4, NMs exposed cells respond differently.The outcome of this study enriches the knowledge regarding NMs specific immunotoxicity, which may facilitate the design of nanomaterials that retain their useful properties, but display reduced toxicity (i.e., safety-by-design). This research will also improve our understanding of how different NMs can modulate the immune system, which might help suggest new therapy acting on the immune system such as antiinflammatory drugs or vaccines., Les caractéristiques uniques des nanomatériaux (NM) sont précieuses dans de nombreuses applications industrielles et biomédicales. Toutefois, les MR pourraient également donner lieu à une toLes phagocytes du xicité imprévue qui pourrait nuire au système biologique en particulier au système immunitaire. Les phagocytes du système immunitaire ont la capacité d’ingérer des matériaux étrangers ; ils sont donc appropriés pour l’étude de l’immunotoxicité car ils sont impliqués dans les réponses immunitaires non spécifiques et spécifiques.Dans cette étude, nous avons étudié l’impact de différents nano matériaux (NM), telles que des nanoparticules d’or (AuNPs), des nanoparticules lipidiques neutres (NLCs) ou cationiques (CLCs), et des dendrimères amphiphiliques (ADs) sur les macrophages primaires (BMDMs) et des cellules dendritiques (BMDCs) par deux approches. Dans la première, nous avons recherché les effets directs de l’exposition. Dans la seconde, nous avons étudié les effets indirects sur l’activation du LPS ou de l’IL-4 des cellules exposées aux NMs.Nos résultats concluent que tous les NMs testés n’ont pas modifié la capacité de phagocytose. Une analyse plus approfondie montre que tous les NMs ne montrent aucun, ou peu, effet direct sur l’activation des BMDC. Pour le BMDMs, les AuNPs, les CLCs et les ADs ont considérablement diminué l’activation cellulaire tandis que les NLCs n’ont d’effet. L’étude de la production de cytokine basée sur la production d’IL-6 et de TNF-, de la production de NO et du métabolisme cellulaire basée sur l’étude de la glycolyse et du métabolisme mitochondrial n’a également pas ou peu d’effet direct sur les BMDCs et les BMDMs. Cependant, nous avons remarqué une augmentation significative de la production de MCP-1 par les CLCs et les cellules exposées aux ADs, tandis que les AuNPs et les NLCs n’ont pas d’effet sur la production de MCP-1. De plus, nous avons noté que les CLCs et les NLCs à forte concentration pourraient légèrement augmenter la production de ROS, tandis que les AuNPs et les ADs ne modulaient pas la production de ROS par les BMDM et les BMDC. L’étude des effets indirects de NMs a montré que quand les cellules exposées aux NMs sont stimulées par du LPS, nous avons observé une modulation de la réponse des BMDCs au niveau de l’activation cellulaire, la sécrétion de cytokine et de chimiokine, NO, et la production de ROS. Toutes les NMs n’affectent pas, ou peu, le métabolisme des BMDCs. D’autre part, nous avons enregistré une altération significative chez les BMDMs exposés aux NMs dans leur réponse à l’activation par le LPS au niveau de l’activation cellulaire, la sécrétion de cytokine et de chimiokine, la production de NO et le métabolisme cellulaire. Cependant, la production de ROS reste inchangée dans le cas des BMDMs exposés aux NMs.L’étude in vitro de la présentation d’antigène, a indiqué que l’exposition à différents NMs modifie les cytokines produites par les cellules T, reflétant l’altération de la polarisation des lymphocytes T CD4 +. Dans l’ensemble, ces résultats démontrent que les NMs ne modifient pas directement l’activité phagocytique, la production de cytokine et de chimiokine, la production de NO et de ROS, le métabolisme cellulaire des cellules phagocytaires, mais lorsqu’elles sont confrontées à un signal d’activation comme le LPS ou l’IL-4, les cellules exposées aux NMs réagissent différemment.

Human immunity is essentially driven by dendritic cells and T helper cells. When dendritic cells detect a pathogen, they will instruct T helper cells to adopt the adapted phenotype for the specific threat encountered. T helper cells are subdivided in multiple subsets, characterized by particular sets of cytokines. Each T helper subset has specific functions and is involved in the clearance of distinct pathogens. If T helper responses are not precisely regulated, they can become pathogenic, in this case T helper pathways can be considered as potential targets for therapy. In this context, I focused my PhD work on studying T helper cell subset diversity and regulation. First, I demonstrated the ability of TSLP-activated dendritic cell to induce T follicular helper cell polarization. Then I participated in building a mathematical model capable of predicting T helper cell response to dendritic-cell derived signals. This model allowed us to identify the specific role of IL-12p70, in an IL-1 context, to induce IL-17F without IL-17A. Finally, I monitered eight T helper and T follicular helper cell populations in peripheral blood from atopic dermatitis patients treated with Dupilumab, an immunotherapy targeting the IL-4 receptor alpha subunit, and was able to show a correlation between decrease of Th17 cell percentage and improvement of EASI clinical score. Overall, my work on Th phenotype diversity provides key mechanistic insight with potential application in immunotherapy.; Le système immunitaire humain est majoritairement commandé par les cellules dendritiques et les lymphocytes T auxiliaires. Lorsque les cellules dendritiques détectent un pathogène, elles vont instruire les lymphocytes T auxiliaires afin qu’ils adoptent le phénotype approprié à la menace rencontrée. Les lymphocytes T auxiliaires peuvent être divisés en plusieurs sous-populations, caractérisées par la production de cytokines spécifiques. Chaque sous-population de lymphocyte T auxiliaire possède des fonctions propres et est impliquée dans l’élimination de pathogènes distincts. Si les réponses des lymphocytes T auxiliaires ne sont pas finement régulées, ils peuvent devenir pathogéniques, et dans ce cas, considérés comme cibles potentielles pour des thérapies. Dans ce contexte, j’ai concentré mon travail de doctorat sur l’étude de la diversité des sous- populations de lymphocytes T auxiliaires et de leur régulation. Premièrement, j’ai démontré que les cellules dendritiques activées par la TSLP sont capables d’induire la polarisation de lymphocytes T folliculaires. Ensuite, j’ai participé à la construction d’un modèle mathématique capable de prédire la réponse lymphocytaire T auxiliaire en fonction de signaux dérivés des cellules dendritiques. Ce modèle nous a permis d’identifier un rôle spécifique pour l’IL-12p70, dépendant du contexte IL-1, dans l’induction d’IL-17F sans IL-17A. Enfin, j’ai monitoré huit populations de lymphocytes T auxiliaires et folliculaires dans le sang périphérique de patients atteints de dermatite atopique traités par Dupilumab, une immunothérapie ciblant la sous-unité alpha du récepteur de l’IL-4 et j’ai pu montré que la diminution du pourcentage de lymphocytes Th17 correlait avec l’amélioration du score clinique EASI. Globalement, mon travail sur la diversité de phénotypes Th apporte une ressource mécanistique importante, avec une potentielle application en immunothérapie.

In peripherally acquired prion diseases, prions move through several tissues of the infected host, notably in the lymphoid tissue, long before the occurrence of neuroinvasion. Accumulation can even be restricted to the lymphoid tissue without neuroinvasion and clinical disease. Several experimental observations indicated that the presence of differentiated follicular dendritic cells (FDCs) in the lymphoid structures and the strain type are critical determinants of prion extraneural replication. In this context, the report that granulomatous structures apparently devoid of FDCs could support prion replication raised the question of the requirements for prion lymphotropism. The report also raised the possibility that nonlymphoid tissue-tropic prions could actually target these inflammatory structures. To investigate these issues, we examined the capacity of closely related prions, albeit with opposite lymphotropism (or FDC dependency), for establishment in experimentally-induced granuloma in ovine PrP transgenic mice. We found a positive correlation between the prion capacity to accumulate in the lymphoid tissue and granuloma, regardless of the prion detection method used. Surprisingly, we also revealed that the accumulation of prions in granulomas involved lymphoid-like structures associated with the granulomas and containing cells that stain positive for PrP, Mfge-8 but not CD45 that strongly suggest FDCs. These results suggest that the FDC requirement for prion replication in lymphoid/inflammatory tissues may be strain-dependent.

The cancer, one of the main causes of death in the world, can appear in almost any type of tissue, and is characterized by an anarchic proliferation of cells and the establishment of a tolerogenic immune response favouring the tumour growth, leading to low efficiency of drug interventions. Dendritic cells (DCs), real sentinels of the body, seem to play a role in the establishment of both efficient anti-tumoral immune response and tolerance against cancer. Nevertheless, the role of the different DCs subtypes in the tumoral development stays poorly known. During this thesis, I studied different dendritic and lymphocytic cellular actors, their relationships and their involvement in the immune response or tolerance to tumours. During the first part of my thesis, I studied the effect of the artificial modulation of DCs homeostasis on other immune cells and also on anti-tumoral response in vivo in mice. I proved the existence of a paradoxical role of the Flt3-L (FL) cytokine - a growth factor essential to the differentiation and the homeostasis of classical/conventional dendritic cells (cDCs) and plasmacytoid dendritic cells (pDCs) - on the B16 melanoma growth. In fact, its overexpression or absence both lead to a better control of the tumoral development, accompanied by an increased survival of mice. FL deficiency induces, together with the loss of both cDCs and pDCs, a drastic reduction of regulatory T lymphocytes (Tregs) protecting the tumour, and also a global reinforcement of the anti-tumoral adaptive immune response via helper T lymphocytes. Its overexpression induces an increase of the numbers of cDCs and pDCs, and despite a raised presence of Tregs, also a strong intra-tumoral recruitment of activated natural killer (NK) cells, one of the major actors of the anti-tumoral innate response. The study of cDCs-deficient mice allowed me to demonstrate the existence of a DCs-mediated control of the NK cells homeostasis. Furthermore, the combination of both FL treatment and antibody-mediated Tregs depletion has an exacerbated therapeutic effect in mice. Next, using bioinformatic analysis of transcriptomes of 35 different cancer types, I showed that the FL paradox also exists in humans, at least for some cancers, and that gene signatures specific of DCs subsets can be correlated in a paradoxical, beneficial or detrimental manner to survival. In parallel, I evaluated the presence of several immune cells in the tumour infiltrate and their effects on patients survival. Thanks to R language algorithms I developed, I was able to analyse for each studied cancer the immune cell populations-specific gene signatures and the most involved or dysregulated genes and biological functions (pathways) in the control of the 5 years survival of patients. My results indicate that the immune cells of the tumour infiltrate can play, according to the cancer, a beneficial or deleterious role. This immune infiltrate and the associated pathways were generally of bad prognosis in cancers of immune-privileged organs, but on the other hand were beneficial in skin and breast cancers. For each cancer type, I determined the individual impact on survival of several types of immune cells and established correlations between involved pathways and some of these cell populations. Altogether, the results allow to better understand the complex relationships between each cancer and the associated immune infiltrate, and will later lead to help the development of immunotherapeutic strategies more adapted to a given tumour environment, by targeting the immune populations that could really impact the survival of patients.; Le cancer, l'une des principales causes de décès dans le monde, peut apparaître dans presque tout type de tissu, et est caractérisé par la prolifération anarchique de cellules et l'établissement d'une réponse immunitaire tolérogène favorisant la croissance tumorale, rendant souvent toute intervention médicamenteuse peu efficace. Les cellules dendritiques (DCs), véritables sentinelles de l'organisme, semblent jouer un rôle dans l'établissement à la fois d'une réponse anti-tumorale efficace et d'une tolérance face au cancer. Malgré tout, le rôle des différents sous-types de DCs dans le développement tumoral reste mal connu. Au cours de cette thèse, j'ai étudié différents acteurs cellulaires dendritiques et lymphocytaires, leurs relations et leur implication dans la réponse ou la tolérance immunitaire aux tumeurs. Durant la première partie de ma thèse, j'ai abordé l'effet de la modulation artificielle de l'homéostasie des DCs sur les autres cellules immunitaires ainsi que sur la réponse anti-tumorale in vivo chez la souris. J'ai montré qu'il existait un rôle paradoxal de la cytokine Flt3-L (FL) - un facteur de croissance essentiel à la différentiation et à l'homéostasie des DCs dites classiques/conventionnelles (cDCs) et des DCs plasmacytoïdes (pDCs) - sur la croissance du mélanome B16. En effet, sa surexpression ou son absence mènent à un meilleur contrôle du développement tumoral, accompagnées par une survie accrue des souris. L'absence de FL induit, en sus d'une disparition des cDCs et pDCs, une réduction drastique des lymphocytes T régulateurs (Tregs) protégeant la tumeur, ainsi qu'un renforcement général de la réponse immunitaire anti-tumorale adaptative via les lymphocytes T helpers. Sa surexpression induit une augmentation du nombre de cDCs et pDCs, et malgré une présence accrue de Tregs, un fort recrutement intra-tumoral de lymphocytes natural killer (NK) activés, un des acteurs majeurs de la réponse anti-tumorale innée. L'étude de souris déficientes en cDCs m'a également permis de démontrer l'existence d'un contrôle de l'homéostasie des NK par les DCs. De plus, la combinaison d'un traitement par FL et un anticorps déplétant les Tregs a un effet thérapeutique exacerbé chez la souris. Ensuite, par l'analyse bio-informatique de transcriptomes provenant de 35 types de cancers différents, j'ai montré que le paradoxe du FL existe également chez l'Homme, du moins pour certains cancers, et que les signatures géniques spécifiques de sous-populations de DCs peuvent être corrélées de manière paradoxale, bénéfique ou préjudiciable à la survie. En parallèle, j'ai évalué la présence de diverses cellules immunitaires dans l'infiltrat tumoral et leurs effets sur la survie des patients. Grâce aux algorithmes en langage R que j'ai développés, j'ai pu analyser pour tous les cancers étudiés les signatures géniques spécifiques de populations cellulaires immunitaires ainsi que les gènes et fonctions biologiques (pathways) les plus fortement dysrégulés ou impliqués dans le contrôle de la survie à 5 ans. Les résultats indiquent que les cellules immunitaires de l'infiltrat tumoral dans leur ensemble peuvent jouer, selon le cancer, un rôle bénéfique ou délétère. Cet infiltrat et les pathways immunitaires associés se sont révélés généralement de mauvais pronostic dans les cancers des organes dits immuno-privilégiés, mais en revanche bénéfiques dans les cancers du sein et de la peau. Pour chaque type de cancer, j'ai déterminé l'impact individuel sur la survie de différents types de cellules immunitaires et ai établi les corrélations entre les pathways impliqués et certaines de ces populations cellulaires. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre les relations complexes entre chaque cancer et son infiltrat cellulaire, et permettra à terme d'aider à développer des stratégies immuno-thérapeutiques plus adaptées à un environnement tumoral donné, en ciblant les populations immunitaires pouvant réellement impacter la survie des patients.

The cancer, one of the main causes of death in the world, can appear in almost any type of tissue, and is characterized by an anarchic proliferation of cells and the establishment of a tolerogenic immune response favouring the tumour growth, leading to low efficiency of drug interventions. Dendritic cells (DCs), real sentinels of the body, seem to play a role in the establishment of both efficient anti-tumoral immune response and tolerance against cancer. Nevertheless, the role of the different DCs subtypes in the tumoral development stays poorly known. During this thesis, I studied different dendritic and lymphocytic cellular actors, their relationships and their involvement in the immune response or tolerance to tumours. During the first part of my thesis, I studied the effect of the artificial modulation of DCs homeostasis on other immune cells and also on anti-tumoral response in vivo in mice. I proved the existence of a paradoxical role of the Flt3-L (FL) cytokine - a growth factor essential to the differentiation and the homeostasis of classical/conventional dendritic cells (cDCs) and plasmacytoid dendritic cells (pDCs) - on the B16 melanoma growth. In fact, its overexpression or absence both lead to a better control of the tumoral development, accompanied by an increased survival of mice. FL deficiency induces, together with the loss of both cDCs and pDCs, a drastic reduction of regulatory T lymphocytes (Tregs) protecting the tumour, and also a global reinforcement of the anti-tumoral adaptive immune response via helper T lymphocytes. Its overexpression induces an increase of the numbers of cDCs and pDCs, and despite a raised presence of Tregs, also a strong intra-tumoral recruitment of activated natural killer (NK) cells, one of the major actors of the anti-tumoral innate response. The study of cDCs-deficient mice allowed me to demonstrate the existence of a DCs-mediated control of the NK cells homeostasis. Furthermore, the combination of both FL treatment and antibody-mediated Tregs depletion has an exacerbated therapeutic effect in mice. Next, using bioinformatic analysis of transcriptomes of 35 different cancer types, I showed that the FL paradox also exists in humans, at least for some cancers, and that gene signatures specific of DCs subsets can be correlated in a paradoxical, beneficial or detrimental manner to survival. In parallel, I evaluated the presence of several immune cells in the tumour infiltrate and their effects on patients survival. Thanks to R language algorithms I developed, I was able to analyse for each studied cancer the immune cell populations-specific gene signatures and the most involved or dysregulated genes and biological functions (pathways) in the control of the 5 years survival of patients. My results indicate that the immune cells of the tumour infiltrate can play, according to the cancer, a beneficial or deleterious role. This immune infiltrate and the associated pathways were generally of bad prognosis in cancers of immune-privileged organs, but on the other hand were beneficial in skin and breast cancers. For each cancer type, I determined the individual impact on survival of several types of immune cells and established correlations between involved pathways and some of these cell populations. Altogether, the results allow to better understand the complex relationships between each cancer and the associated immune infiltrate, and will later lead to help the development of immunotherapeutic strategies more adapted to a given tumour environment, by targeting the immune populations that could really impact the survival of patients., Le cancer, l'une des principales causes de décès dans le monde, peut apparaître dans presque tout type de tissu, et est caractérisé par la prolifération anarchique de cellules et l'établissement d'une réponse immunitaire tolérogène favorisant la croissance tumorale, rendant souvent toute intervention médicamenteuse peu efficace. Les cellules dendritiques (DCs), véritables sentinelles de l'organisme, semblent jouer un rôle dans l'établissement à la fois d'une réponse anti-tumorale efficace et d'une tolérance face au cancer. Malgré tout, le rôle des différents sous-types de DCs dans le développement tumoral reste mal connu. Au cours de cette thèse, j'ai étudié différents acteurs cellulaires dendritiques et lymphocytaires, leurs relations et leur implication dans la réponse ou la tolérance immunitaire aux tumeurs. Durant la première partie de ma thèse, j'ai abordé l'effet de la modulation artificielle de l'homéostasie des DCs sur les autres cellules immunitaires ainsi que sur la réponse anti-tumorale in vivo chez la souris. J'ai montré qu'il existait un rôle paradoxal de la cytokine Flt3-L (FL) - un facteur de croissance essentiel à la différentiation et à l'homéostasie des DCs dites classiques/conventionnelles (cDCs) et des DCs plasmacytoïdes (pDCs) - sur la croissance du mélanome B16. En effet, sa surexpression ou son absence mènent à un meilleur contrôle du développement tumoral, accompagnées par une survie accrue des souris. L'absence de FL induit, en sus d'une disparition des cDCs et pDCs, une réduction drastique des lymphocytes T régulateurs (Tregs) protégeant la tumeur, ainsi qu'un renforcement général de la réponse immunitaire anti-tumorale adaptative via les lymphocytes T helpers. Sa surexpression induit une augmentation du nombre de cDCs et pDCs, et malgré une présence accrue de Tregs, un fort recrutement intra-tumoral de lymphocytes natural killer (NK) activés, un des acteurs majeurs de la réponse anti-tumorale innée. L'étude de souris déficientes en cDCs m'a également permis de démontrer l'existence d'un contrôle de l'homéostasie des NK par les DCs. De plus, la combinaison d'un traitement par FL et un anticorps déplétant les Tregs a un effet thérapeutique exacerbé chez la souris. Ensuite, par l'analyse bio-informatique de transcriptomes provenant de 35 types de cancers différents, j'ai montré que le paradoxe du FL existe également chez l'Homme, du moins pour certains cancers, et que les signatures géniques spécifiques de sous-populations de DCs peuvent être corrélées de manière paradoxale, bénéfique ou préjudiciable à la survie. En parallèle, j'ai évalué la présence de diverses cellules immunitaires dans l'infiltrat tumoral et leurs effets sur la survie des patients. Grâce aux algorithmes en langage R que j'ai développés, j'ai pu analyser pour tous les cancers étudiés les signatures géniques spécifiques de populations cellulaires immunitaires ainsi que les gènes et fonctions biologiques (pathways) les plus fortement dysrégulés ou impliqués dans le contrôle de la survie à 5 ans. Les résultats indiquent que les cellules immunitaires de l'infiltrat tumoral dans leur ensemble peuvent jouer, selon le cancer, un rôle bénéfique ou délétère. Cet infiltrat et les pathways immunitaires associés se sont révélés généralement de mauvais pronostic dans les cancers des organes dits immuno-privilégiés, mais en revanche bénéfiques dans les cancers du sein et de la peau. Pour chaque type de cancer, j'ai déterminé l'impact individuel sur la survie de différents types de cellules immunitaires et ai établi les corrélations entre les pathways impliqués et certaines de ces populations cellulaires. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre les relations complexes entre chaque cancer et son infiltrat cellulaire, et permettra à terme d'aider à développer des stratégies immuno-thérapeutiques plus adaptées à un environnement tumoral donné, en ciblant les populations immunitaires pouvant réellement impacter la survie des patients.

Les cellules dendritiques (DC) agissent en tant que joueur clé dans l’interaction entre l’immunité innée et adaptative via leur fonction de cellule présentatrice d’antigène professionnelle. Ces dernières, qui se divisent en plusieurs sous-populations aux fonctions distinctes, sont impliquées dans des contextes inflammatoires ou tolérogènes. On observe d’ailleurs des corrélations entre le nombre de certaines de ces populations in vivo et la susceptibilité génétique à certaines maladies, comme le diabète auto-immun. Cependant, il reste difficile d’établir si ces corrélations sont en fait causales, puisque l’on ignore l’identité des facteurs responsables de la régulation spécifique du nombre des sous-types de DC, limitant notre capacité à moduler ces phénotypes indépendamment. Nous avons donc voulu identifier les déterminants génétiques impliqués dans la régulation spécifique du nombre de sous-populations de DC via des analyses de liaison génétique, pour ensuite vérifier si la susceptibilité au diabète auto-immun varie suite à des modulations du nombre de sous-types de DC. Nous avons démontré qu’une augmentation de pDC chez la souris NOD, prédisposée au diabète auto-immun, est régulée par un locus dominant sur le chromosome 7 proximal, mais n’influence pas l’incidence du diabète dans des études de souris congéniques. En contraste, une augmentation d’un nouveau sous-type de DC, dénommé mcDC, est régulée par un intervalle distal du chromosome 2. Cet intervalle, nommé Idd13, est d’ailleurs également associé à la susceptibilité génétique au diabète auto-immun, suggérant un rôle central du nombre de mcDC dans la maladie, possiblement via leur capacité à renverser l’anergie de lymphocytes T. Ces résultats démontrent que les sous-types de DC sont régulés par des déterminants distincts. Malgré les corrélations entre le nombre de pDC/mcDC et la susceptibilité au diabète auto-immun, nos résultats démontrent également une contribution divergente des sous-types de DC à la maladie. Nous investiguerons davantage les intervalles génétiques, afin d’identifier les gènes candidats impliqués dans la régulation du pDC et du mcDC., Dendritic cells (DC) play a key role in the immune system by bridging the innate and adaptive immune system using their Antigen Presenting Cell (APC) function. They can be subdivided into several subsets with distinct features, which are involved in either tolerogenic or inflammatory processes. Variations in the in vivo number of those DC subsets have been associated with genetic susceptibility to certain diseases, such as autoimmune diabetes. However, proving a causal connection from these correlations remains a challenge, as we have not identified the factors involved in the specific regulation of the DC subsets number, limiting our ability to modulate theses phenotypes independently. Thus, we aimed to identify genetic determinants responsible for the specific regulation of DC subset numbers using linkage analysis in mice, to then determine if autoimmune diabetes susceptibility varies following DC subset modulations. We have shown an increase in pDC number in NOD mice, which is genetically susceptible to autoimmune diabetes. This phenotype is regulated by a dominant locus on proximal chromosome 7, but it not associated with diabetes incidence in congenic mice. In contrast, we also observe an increase in the number of a novel DC subset, termed mcDC, which is regulated by a distal chromosome 2 interval. This locus, termed Idd13, is also associated with diabetes genetic susceptibility, suggesting a vital role of mcDC in disease, possibly through their T cell anergy reversal function. These results show that DC subsets are regulated by distinct determinants.. Despite the correlation between pDC/mcDC number and autoimmune diabetes susceptibility, our results demonstrate a divergent contribution of DC subsets to pathogenesis. We shall investigate further to refine genetic intervals and identify the candidates genes involved in the regulation of both pDC and mcDC in vivo number.

Toxoplasmosis is a major public health problem and the development of a human vaccine is of high priority. Efficient vaccination against Toxoplasma gondii requires both a mucosal and systemic Th1 immune response. Moreover, dendritic cells play a critical role in orchestrating the innate immune functions and driving specific adaptive immunity to T. gondii. In this study, we explore an original vaccination strategy that combines administration via mucosal and systemic routes of fusion proteins able to target the major T. gondii surface antigen SAG1 to DCs using an antibody fragment single-chain fragment variable (scFv) directed against DEC205 endocytic receptor. Our results show that SAG1 targeting to DCs by scFv via intranasal and subcutaneous administration improved protection against chronic T. gondii infection. A marked reduction in brain parasite burden is observed when compared with the intranasal or the subcutaneous route alone. DC targeting improved both local and systemic humoral and cellular immune responses and potentiated more specifically the Th1 response profile by more efficient production of IFN-γ, interleukin-2, IgG2a, and nasal IgA. This study provides evidence of the potential of DC targeting for the development of new vaccines against a range of Apicomplexa parasites.

National audience

Today several levels of complexity have emerged in the field of T helper cytokines: 1) the important number of distinct cytokines that Th cell can secrete in various combinations; 2) The multiplicity of signals that can act during Th differentiation to define the Th cytokine secretion profiles 3) The associations of these T helper secretion profiles with complex diseases. During my PhD I focused on these three levels of complexity and study the generation of T helper cytokine diversity and its association to breast cancer subtypes using multivariate analysis and statistical modeling. First, I was able to build the first statistical model linking 37 dendritic cell derived signals to 18 T helper cytokines. Using this model to derive in silico predictions, I was able to found a new role for IL-12p70 as a promoter of Th17 differentiation and as a main differential inducer of IL-17F independently of Il-17A in presence of IL-1. Then, studying the associations of the Th cytokine diversity with the different subtypes of human breast cancers, I found that Th17 cytokines were preferentially associated to Triple Negative Breast Cancer (TNBC). I found that TNBC patients with a high Th17 signature had a better survival. In addition, I showed that Th17 can be combined to clinical prognosis assessment scores, such as the Nottingham Prognosis Index, to better stratify TNBC patients in relevant subgroups for survival prognosis assessment.; Aujourd’hui, plusieurs niveaux de complexité ont émergé dans l’étude des phénotypes T CD4 auxiliaires. 1) le nombre important de cytokines différentes pouvant être secrétées par les lymphocytes T CD4. 2) la multiplicité de signaux pouvant agir durant la différenciation des T CD4 pour spécifier leur profile de sécrétion cytokinique. 3) l’association de ces différents profils de cytokines à des pathologies complexes. Au cours de mon doctorat je me suis concentré sur ces trois niveaux de complexité en étudiant la génération de la diversité cytokinique T CD4 et ses associations aux différents sous types de cancer du sein en utilisant des analyses multivariées et des modèles statistiques. Tout d’abord, j’ai pu construire le premier modèle multivarié de la différentiation T CD4 reliant 37 signaux venant de cellules dendritiques à 18 cytokines T CD4. Utilisant ce modèle pour dériver des prédictions, j’ai pu trouver un nouveau rôle à l’IL-12p70 en tant qu’inducteur de différenciation Th17, mais également comme inducteur spécifique d’IL-17F mais pas d’IL-17A lorsqu’il est combiné à l’IL-1. Ensuite, j’ai étudié l’association de ces cytokines T CD4 avec les différents sous types de cancer du sein connus. J’ai pu trouver que les cytokines Th17 étaient préférentiellement associées avec les cancers du sein dits triple négatifs (TNBC). J’ai pu mettre en évidence qu’une forte signature Th17 était associée à une meilleure survie. De plus, en combinant cette signature Th17 à des scores utilisés pour définir le pronostic clinique, tel que l’index pronostic de Nottingham, j’ai pu proposer une nouvelle et meilleure stratification de la survie de ces patients.

The Human Immunodeficiency Virus type I (HIV-I) is mostly degraded in dendritic cells as soon as it enters. Previous work in the team shows that the mechanism of autophagy contributes to viral degradation (virophagy) and promotes innate and adaptive immune responses. Since this virophagy is subsequently inhibited by the virus in dendritic cells, a better understanding of the implementation of this antiviral autophagy is essential in order to promote and above all stabilize cellular defenses. Our results show that DC-SIGN, a C-type lectin receptor (CLR) that recognizes mannosylated or fucosylated carbohydrates, may be involved in the development of this antiviral autophagy. Thus, we show that after recognition of HIV, this receptor induces autophagy and interacts rapidly with several autophagic proteins, some of which are involved in the endosomal pathways. Indeed, we show for the first time the association of the protein Atg9 with the internalized DC-SIGN receptor. The Atg9 protein is an essential factor in the initiation of the autophagic pathway regulating in particular the supply of membranes originating from the plasma membrane for the nucleation of vesicles linked to the autophagic pathway. On the other hand, after a mass spectrometric study of the internalized DC-SIGN receptor interbody, we show that an E3 ligase belonging to the TRIM family, TRIM25, is recruited during endocytosis of the receptor. This protein has been reported to be involved in the regulation of antiviral innate responses from the RIG-I pathogen recognition receptor suggesting an essential function of TRIM25 in innate immune responses. Interestingly, some members of the TRIM family have recently been shown to be essential for the induction of a form of selective autophagy, sometimes antiviral, precision autophagy. In this sense, we show that a complex is formed between the DC-SIGN, Atg9 and TRIM25 receptors, suggesting that autophagy early on engagement of the DC-SIGN receptor could be selective. All these elements constitute a first step for a better understanding of the early stages of the entry of HIV into dendritic cells with the characterization of a selective virophagy induced when a receptor of the innate immunity And which represents a particularly interesting target in order to improve certain therapeutic strategies currently being developed.; Le Virus de l’Immunodéficience Humaine de type I (VIH-I) est majoritairement dégradé dans les cellules dendritiques dès son entrée. Des travaux précédemment réalisés dans l’équipe montrent que le mécanisme de l’autophagie contribue à la dégradation virale (virophagie) et promeut les réponses immunitaires innées et adaptatives. Etant donné que cette virophagie est par la suite inhibée par le virus dans les cellules dendritiques, mieux comprendre la mise en place de cette autophagie antivirale est primordial afin de pouvoir favoriser et surtout stabiliser les défenses cellulaires. Nos résultats montrent que DC-SIGN, un récepteur lectine de type C (CLR) qui reconnait des carbohydrates mannosylés ou fucosylés, pourrait être impliqué dans la mise en place de cette autophagie antivirale. Ainsi, nous montrons qu’après reconnaissance du VIH, ce récepteur induit l’autophagie et interagit rapidement avec plusieurs protéines autophagiques dont certaines impliquées dans les voies endosomales. En effet, nous montrons pour la première fois l’association de la protéine Atg9 avec le récepteur DC-SIGN internalisé. La protéine Atg9 est un facteur essentiel de l’initiation de la voie autophagique régulant notamment l’apport de membranes issues de la membrane plasmique pour la nucléation de vésicules liées à la voie autophagique. D’autre part, après une étude par spectrométrie de masse de l’intéractome du récepteur DC-SIGN internalisé, nous montrons qu’une E3 ligase faisant partie de la famille des TRIM, TRIM25, est recrutée lors de l’endocytose du récepteur. Cette protéine a été rapportée comme étant impliquée dans la régulation des réponses innées antivirales issues du récepteur de reconnaissance de pathogène (PRR) RIG-I suggérant une fonction essentielle de TRIM25 dans les réponses immunes innées. De manière intéressante, certains membres de la famille TRIM ont été montrés récemment comme étant essentiels pour l’induction d’une forme d’autophagie sélective parfois antivirale, l’autophagie de précision. Dans ce sens, nous montrons qu’un complexe est formé entre le récepteur DC-SIGN, Atg9 et TRIM25, suggérant que l’autophagie mise en place très tôt lors de l’engagement du récepteur DC-SIGN pourrait s’avérer être sélective. L’ensemble de ces éléments constitue une première étape pour une meilleure compréhension des étapes précoces de l’entrée du VIH dans les cellules dendritiques avec la caractérisation d’une virophagie sélective induite lors de l’engagement d’un récepteur de l’immunité innée et qui représente une cible particulièrement intéressante afin d’améliorer certaines stratégies thérapeutiques développées actuellement.

This article belongs to a special issue12ème Congrès Francophone d'Allergologie - 25-28 avril 2017 - Paris, Palais des Congrès; Rôle des cellules dendritiques de la muqueuse digestive dans la tolérance orale

Elimination of cancer cells requires an efficient cytotoxic immune response. In order to obtain such a response, antigens need to be uptaken by dendritic cells (DCs) and correctly presented to effector cells. We developed a strategy based on RNA lipopolyplexes (LPRs): antigenic mRNA is associated with a histidine-polylysine polyplexe and incorporated in a trimannosylated liposome to better target dendritic cells (DCs) in vivo, as DCs express several C-Type lectin receptors that preferentially bind to mannose. Here, we report that trimannosylated LPRs are efficient to target both human and murine DCs. Interestingly, in vivo experiments reveal that trimannosylated LPRs not only target DCs but also induce their recruitment and activation in draining lymph nodes. Furthermore, when combined with mRNA encoding E7 oncoprotein from HPV16, trimannnosylated LPRs trigger specific T-cell response against E7. Finally, when used as therapeutic vaccines in three different tumors models, LPRs promote curative therapeutic responses in E7-expressing TC1 tumor, in OVA-expressing EG7 lymphoma and in MART-1-expressing B16 melanoma, when combined with E7, OVA or MART-1 mRNA, respectively. Altogether, these results comfort us to considerate the use of this strategy for anti-cancer vaccine therapies., L'élimination des cellules tumorales par le système immunitaire repose sur la capacité des cellules dendritiques à correctement présenter l'antigène aux cellules effectrices. Nous avons donc développé une stratégie de vaccination thérapeutique basée sur des lipopolyplexes à ARNm (LPRs) : l'ARNm codant pour l'antigène est associé à un complexe de polylysine histidylée, et incorporé dans un liposome trimannosylé afin de mieux cibler les cellules dendritiques. En effet, les cellules dendritiques expriment largement les lectines de type C, qui sont des récepteurs reconnaissant principalement des résidus mannose. Dans le travail présenté ici, nous montrons que les LPR trimannosylés sont capables de fixer les cellules dendritiques humaines et murines. De manière très intéressante, nous montrons aussi que les LPR trimannosylés injectés chez la souris induisent le recrutement et l'activation de cellules dendritiques dans le ganglion drainant. De plus, quand les LPR trimannosylés vectorisent un ARNm codant pour l'antigène tumoral E7, ils sont capables d'induire une réponse T spécifique d'E7 au niveau systémique. Enfin, les LPRs trimannosylés permettent une réponse thérapeutique lorsqu'ils sont utilisés dans trois différents modèles de tumeurs : le modèle TC1 de carcinome exprimant E7, le modèle B16 de mélanome exprimant MART1 et le modèle EG7 de lymphome exprimant OVA. Cette stratégie apparaît donc prometteuse comme thérapie innovante anti-cancer.

Background and Aims: Regulatory Foxp3(+) CD4(+) T cells [Tregs] have been implicated in the control of colitis in T-cell transfer models, yet their ability to regulate colitis induced by innate immunity and the impact of gut inflammation on their fate and function have been poorly documented.Methods: Colitis was induced by dextran sodium sulphate in DEREG transgenic mice. Tregs ablation and transfer experiments showd that Tregs could limit the severity of colitis in B6 mice.Results: Gut inflammation resulted in increased number of Tregs in mesenteric lymph nodes [MLN] and colon lamina propria [LP], although their frequency decreased due to massive concomitant leukocyte infiltration. This coincided at both sites with a dramatic increase in Ki67(+) Tregs which retained proliferative capacity. Gut inflammation resulted in enhanced suppressive function of Tregs in colon lamina propria and neuropillin-1-[NRP1-] Treg in MLN. Real-time polymerase chain reaction analysis and flow cytometry [using IL10-egfp-reporter mice] showed that compared with NRP1(+) Treg, NRP1-Treg express higher levels of IL-10 transcripts and were enriched in IL10-expressing cells both in the steady state and during colitis. Moreover, Treg conversion in vivo from from naive CD4(+) T cells or Treg precursors was impaired in colitic mice. Finally, gut inflammation caused a decrease in intestinal dendritic cells, affecting both CD103(+) CD11b(+) and CD103(+) CD11b-subsets and affected their Treg conversion capacity.Conclusions: Together, our data indicate that non-specific colon inflammation triggers proliferation and suppressive function of Tregs in the lamina propria and MLN, but impairs their de novo conversion from CD4(+) T cells by intestinal dendritic cells.

A major drawback in therapeutic biological products (BP) use is the development of anti-drug antibodies (ADA) in patients. Among other factors, BP aggregates seems to play a major role in immunogenicity. Moreover, the presence of ADA with high affinity and different isotypes suggest a CD4 T-cell dependent immune response and therefore a pivotal role for antigen presenting cells, such as dendritic dells (DC).In order to determine if BP aggregates participate to DC activation, aggregates form human growth hormone (GH) and antibodies (Rituximab and polyclonal IgG1) were produced and characterized.Their impact was tested on a model of monocytederived dendritic cells (mo-DC).We have shown aggregates were able to induce moDC maturation, as observed with increase of key co-stimulatory and maturation markers (CD40, CD80, CD83, CD86 and HLA-DR), and by increase of pro-inflammatory cytokines and chemokines (IL-6, IL-8, IL-12p40, CCL2, CCL3, CCL4, CXCL10).Using an allogenic model of co-culture, we have shown that moDC stimulated with aggregates were able to induce CD4+ T cells proliferation.Polarization was different following the nature of the protein. GH aggregates were able to induceIFNγ, sign of Th1 response, whereas antibody aggregates induced Th1, Th2, Th17 mix response (with production of IFNγ, IL-5, IL-13 and IL-17).Finally, we started to study intracellular mechanisms involved in moDC activation, by showing that GH aggregates were able to induce p38MAPK, ERK, JNK and NF-κB (p65)phosphorylation. These pathways are involved in CXCL10 expression, which is implicated in Th1 polarization. These results confirmed the immunomodulary effect of protein aggregates on DC and their role as danger signal, inducing an immune response against therapeutic proteins.; Un inconvénient majeur de l’utilisation des protéines thérapeutiques est leur immunogénicité,c'est-à-dire le déclenchement chez les patients d’une réponse immunitaire, avec production d’anticorps (anti-drug antibodies, ADA). Parmi les facteurs contributifs, les agrégats de protéines dans les spécialités administrées pourraient jouer un rôle majeur dans l’immunogénicité. Par ailleurs, la présence d’ADA de haute affinité et de divers isotypes suggère la mise en place d’une réponse immunitaire classique, faisant intervenir les cellules présentatrices d’antigènes et plus particulièrement les cellules dendritiques.Nous avons développé un modèle d’étude de l’impact d’agrégats de protéines sur la maturation de cellules dendritiques, dérivées de monocytes isolés du sang(moDC). Dans ce but, des agrégats d’hormone de croissance (GH) et d’anticorps (Rituximab) ou d’IgG1 polyclonale ont été produits et caractérisés.Nous avons montré que ces agrégats induisent la maturation des moDC, objectivée par une augmentation de l’expression de marqueurs d’activation et de co-stimulation (CD40, CD80,CD83, CD86 et HLA-DR), et par l’augmentation dela production de cytokines et chimiokines proinflammatoires (IL-6, IL-8,IL-12p40, CCL2, CCL3,CCL4 et CXCL10).En utilisant un modèle de co-culture allogénique,nous avons montré que les moDC stimulées par les agrégats induisent la prolifération de lymphocytes TCD4+, dont la polarisation dépendait de la nature de la protéine. Ainsi les agrégats de GH conduisent à une production majoritaire d’IFNγ, signe d’une réponse de type Th1, tandis que les agrégats d’anticorps induisent une réponse mixte, Th1, Th2,Th17 (production d’IFNγ, IL-5, IL-13 et IL-17.Enfin, nous avons commencé l’étude des mécanismes intra cellulaires impliqués dans l’activation des moDC, en montrant que les agrégats de GH induisent la phosphorylation de p38MAPK, ERK, JNK et NF-κB (p65). Ces mêmes voies de signalisation sont impliquées dans l’expression de CXCL10,chimiokine connue pour induire la polarisation Th1.Au final, ces résultats confirment l’effet immunomodulateur des agrégats de protéines sur les cellules dendritiques et précisent leur rôle de signal de danger conduisant à la mise en place d’une réponse immunitaire contre les protéines thérapeutiques.

International audience; Cellular immune reactions against non-self-epitopes require activation of cytotoxic CD8+ T-cells via cross-presentation of MHC class I-restricted peptides by professional antigen presenting cells (pAPCs), with the consequent detection and elimination of cells expressing the same antigens via the endogenous (direct) pathway. The source of peptides for the endogenous pathway is constituted of alternative mRNA translation products; however, it is still unclear which source of peptides is used for cross-presentation. Furthermore, the presentation of non-canonical translation products, produced during a non-conventional translation event, on class I molecules of tumor cells has been reported but how these peptides are generated, presented to pAPCs, and their capacity to stimulate CD8+ T cells is still not known. Here, we report that pioneer translation peptides (PTPs) derived from intron or exon pre-mRNAs can serve as tumor-associated antigens (TA-PTPs) and are delivered from the producing tumor cells to pAPCs via exosomes where they are processed by the cytosolic pathway. Injection of TA-PTPs and tumor-derived exosomes efficiently induce CD8+ T-cell proliferation and prevent tumor growth in mice. Our results show that TA-PTPs represent an efficient source of antigenic peptides for CD8+ T cell activation and that full-length proteins are not required for cross-presentation. These findings can have interesting implications for generating tolerance and for designing vectors to generate vaccines.

La transplantation allogénique de cellules souches hématopoïétiques (ASCT) est couramment utilisée pour traiter différents cancers hématologiques. Malheureusement, l’effet bénéfique de cette technique est limité par la réaction du greffon contre l’hôte (GVHD) qui demeure la cause principale de mortalité post-greffe. La GVHD endommage différents organes et retarde la reconstitution immunitaire des lymphocytes T (LT) ce qui augmente les risques d’infection et de rechute. Le développement de nouveaux traitements permettant d’accélérer la reconstitution immunitaire augmenterait donc les chances de survie des patients greffés. Il existe deux façons de régénérer des LT: via la thymopoïèse qui consiste à produire de nouveaux LT, ou par la prolifération homéostatique (PH) qui implique l’expansion rapide des LT matures retrouvés dans le greffon. La PH requiert deux signaux essentiels: l’interleukine-7 (IL-7) et la présentation d’antigènes du soi par les cellules dendritiques (DC) via le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) I pour les LT CD8+ et le CMH II pour les LT CD4+. Dans un contexte d’ASCT, la chimiothérapie et la GVHD endommagent le thymus rendant la thymopoïèse inefficace. Par conséquent, la reconstitution immunitaire repose presque entièrement sur la PH des LT. L’objectif de cette thèse était de comprendre comment la GVHD affecte la reconstitution des LT. Grâce à un modèle murin, nous avons démontré que la PH des LT CD4+ est absente durant la GVHD et ce, dû à de faibles niveaux d’IL-7 et une diminution du nombre de DC. La perte des DC est en grande partie causée par des niveaux réduits de stromal derived factor-1α (SDF-1α) et par l’absence de progéniteurs de DC dans la moelle osseuse des souris en GVHD. Le traitement des souris en GVHD avec du SDF-1α permet d’augmenter le nombre de DC, et lorsqu’administré avec l’IL-7, améliore significativement la PH des LT CD4+. Contrairement aux LT CD4+, l’administration d’IL-7 seule est suffisante pour restaurer la PH des LT CD8+ durant la GVHD et ce, même en absence des DC. Ces différences s’expliquent pour deux raisons : 1) l’expression du CMH I, contrairement au CMH II, n’est pas limitée aux DC mais est également exprimée par les cellules stromales du receveur ce qui est suffisant pour induire la PH des LT CD8+ et 2) les LT CD8+ répondent à des concentrations plus faibles d’IL-7 systémique comparativement aux LT CD4+. En conclusion, l’ensemble de ces résultats permettra de mettre en place des études translationnelles sur le potentiel thérapeutique du SDF-1α et de l’IL-7 dans la reconstitution immunitaire des patients greffés., Hematological cancers are currently treated with allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (ASCT). Unfortunately, graft-versus-host disease (GVHD) greatly limits the health benefits of this procedure, as it is the main cause of mortality post-ASCT. GVHD damages various organs and delays the immune reconstitution of T lymphocytes (TL), which increases the risk of infections and relapse. Thus, developing new treatments modulating the immune reconstitution following ASCT would greatly enhance survival of the transplanted patients. TL can be regenerated by two ways: de novo production of TL by thymopoiesis; or homeostatic proliferation (HP), which consists of rapidly expanding mature TL already present in the graft. HP requires two crucial signals: interleukin-7 (IL-7) and self-antigen presentation by dendritic cells (DC) via the major histocompatibility complex (MHC) I for CD8+ TL and MHC II for CD4+ TL. During ASCT however, chemotherapy and GVHD induce damage to the thymus making thymopoiesis inefficient, and thus immune reconstitution relies almost entirely on HP of TL. The objective of this thesis was to understand how GVHD affects TL reconstitution. Using a mouse model, we demonstrate that CD4+ TL fail to undergo HP when transferred in GVHD hosts due to low levels of IL-7 and reduced numbers of DCs. Moreover, the loss of DCs is mostly caused by reduced levels of Stromal Derived Factor-1 alpha (SDF-1α) and the absence of DC progenitors in the bone marrow of mice suffering from GVHD. Treating GVHD hosts with SDF-1α resulted in increased DC counts and, when administered in combination with IL-7, significantly improved HP of CD4+ TL. Unlike CD4+ TL, administration of IL-7 alone was sufficient to restore HP of CD8+ TL in GVHD mice and this, regardless of the presence of DCs. These differences could be explained by two reasons: 1) MHC I expression is not limited to DCs but is expressed by stromal cells from the recipient, which is sufficient to promote HP in CD8+ TL and 2) CD8+ TL respond to lower doses of systemic IL-7 in comparison to CD4+ TL. In conclusion, these results can lead to future translational studies on the therapeutic potential of SDF-1α and IL-7 in the immune reconstitution of grafted patients.

Session Scientifique 1 : “Immunomodulation”Session Scientifique 1 : “Immunomodulation”; International audience; Impact of food additive (prebiotic) and food contaminant (mycotoxin) in the maternal diet onto the ontogenesis and responsiveness of mucosal immune system. IAD 2016 - 10. Journées du Réseau Français "Immunologie des animaux domestiques"

Corrigendum dans Front Immunol. 2017; 8: 831. The Supplementary Material for this article can be found online at http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fimmu.2016.00641/full#supplementary-material; The development of influenza A virus (IAV) vaccines, which elicits cross-strain immunity against seasonal and pandemic viruses is a major public health goal. As pigs are susceptible to human, avian, and swine-adapted IAV, they would be key targets of so called universal IAV vaccines, for reducing both the zoonotic risk and the economic burden in the swine industry. They also are relevant preclinical models. However, vaccination with conserved IAV antigens (AGs) in pigs was reported to elicit disease exacerbation. In this study, we assessed whether delivery strategies, i.e., dendritic cell (DC) targeting by the intradermal (ID) or intramuscular (IM) routes, impact on the outcome of the vaccination with three conserved IAV AGs (M2e, NP, and HA2) in pigs. The AGs were addressed to CD11c by non-covalent binding to biotinylated anti-CD11c monoclonal antibody. The CD11c-targeted AGs given by the ID route exacerbated disease. Conversely, CD11c-targeted NP injected by the IM route promoted T cell response compared to non-targeted NP. Furthermore, the conserved IAV AGs injected by the IM route, independently of DC targeting, induced both a reduction of viral shedding and a broader IgG response as compared to the ID route. Our findings highlight in a relevant animal species that the route of vaccine delivery impacts on the protection induced by conserved IAV AGs and on vaccine adverse effects. Finally, our results indicate that HA2 stands as the most promising conserved IAV AG for universal vaccine development.

Faecalibacterium prausnitzii strain A2-165 was previously reported to have anti-inflammatory properties and prevent colitis in a TNBS model. We compared the immunomodulatory properties of strain A2-165 to four different F. prausnitzii isolates and eight abundant intestinal commensals using human dendritic cells (DCs) and mouse BMDCs in vitro. Principal component analysis revealed that the cytokine response to F. prausnitzii A2-165 is distinct from the other strains in eliciting high amounts of IL-10 secretion. The mouse DNBS model of relapsing IBD was used to compare the protective effects of F. prausnitzii A2-165 and Clostridium hathewayi, a low secretor of IL-10, on the Th1-driven inflammatory response to DNBS; attenuation of disease parameters was only observed with F. prausnitzii. In an in vivo mouse model of nasal tolerance to ovalbumin, F. prausnitzii A2-165 enhanced ovalbumin-specific T cell proliferation and reduced the proportion of IFN-γ+ T cells in CLNs. Similarly, in vitro F. prausnitzii A2-165 stimulated BMDCs increased ovalbumin-specific T cell proliferation and reduced the number of IFN-γ+ T cells. These mechanisms may contribute to the anti-inflammatory effects of F. prausnitzii in colitis and support the notion that this abundant bacterium might contribute to immune homeostasis in the intestine via its anti-inflammatory properties.

Erratum inCorrection: Broncho Alveolar Dendritic Cells and Macrophages Are Highly Similar to Their Interstitial Counterparts. [PLoS One. 2017]Correct Name of the funding Statement : Fondation du Souffle; In human medicine, bronchoalveolar lavage is the main non-traumatic procedure allowing an insight into the respiratory Dendritic Cells (DC) and Macrophages populations. However, it has never been demonstrated in a relevant model that alveolar DC subpopulations were comparable to their interstitial counterparts. In a precedent work we observed that respiratory pig DC and Macrophages were more similar to the human ones than to the mouse ones. In the present work, thanks to our animal model, we were able to collect the rare bronchoalveolar DC and compare them to their interstitial counterparts. We observed that DC presented very similar gene-expression patterns in the alveolar and interstitial compartments, validating the study of human bronchoalveolar DC as surrogate of their interstitium counterparts.

A major drawback in therapeutic biological products (BP) use is the development of anti-drug antibodies (ADA) in patients. Among other factors, BP aggregates seems to play a major role in immunogenicity. Moreover, the presence of ADA with high affinity and different isotypes suggest a CD4 T-cell dependent immune response and therefore a pivotal role for antigen presenting cells, such as dendritic dells (DC).In order to determine if BP aggregates participate to DC activation, aggregates form human growth hormone (GH) and antibodies (Rituximab and polyclonal IgG1) were produced and characterized.Their impact was tested on a model of monocytederived dendritic cells (mo-DC).We have shown aggregates were able to induce moDC maturation, as observed with increase of key co-stimulatory and maturation markers (CD40, CD80, CD83, CD86 and HLA-DR), and by increase of pro-inflammatory cytokines and chemokines (IL-6, IL-8, IL-12p40, CCL2, CCL3, CCL4, CXCL10).Using an allogenic model of co-culture, we have shown that moDC stimulated with aggregates were able to induce CD4+ T cells proliferation.Polarization was different following the nature of the protein. GH aggregates were able to induceIFNγ, sign of Th1 response, whereas antibody aggregates induced Th1, Th2, Th17 mix response (with production of IFNγ, IL-5, IL-13 and IL-17).Finally, we started to study intracellular mechanisms involved in moDC activation, by showing that GH aggregates were able to induce p38MAPK, ERK, JNK and NF-κB (p65)phosphorylation. These pathways are involved in CXCL10 expression, which is implicated in Th1 polarization. These results confirmed the immunomodulary effect of protein aggregates on DC and their role as danger signal, inducing an immune response against therapeutic proteins., Un inconvénient majeur de l’utilisation des protéines thérapeutiques est leur immunogénicité,c'est-à-dire le déclenchement chez les patients d’une réponse immunitaire, avec production d’anticorps (anti-drug antibodies, ADA). Parmi les facteurs contributifs, les agrégats de protéines dans les spécialités administrées pourraient jouer un rôle majeur dans l’immunogénicité. Par ailleurs, la présence d’ADA de haute affinité et de divers isotypes suggère la mise en place d’une réponse immunitaire classique, faisant intervenir les cellules présentatrices d’antigènes et plus particulièrement les cellules dendritiques.Nous avons développé un modèle d’étude de l’impact d’agrégats de protéines sur la maturation de cellules dendritiques, dérivées de monocytes isolés du sang(moDC). Dans ce but, des agrégats d’hormone de croissance (GH) et d’anticorps (Rituximab) ou d’IgG1 polyclonale ont été produits et caractérisés.Nous avons montré que ces agrégats induisent la maturation des moDC, objectivée par une augmentation de l’expression de marqueurs d’activation et de co-stimulation (CD40, CD80,CD83, CD86 et HLA-DR), et par l’augmentation dela production de cytokines et chimiokines proinflammatoires (IL-6, IL-8,IL-12p40, CCL2, CCL3,CCL4 et CXCL10).En utilisant un modèle de co-culture allogénique,nous avons montré que les moDC stimulées par les agrégats induisent la prolifération de lymphocytes TCD4+, dont la polarisation dépendait de la nature de la protéine. Ainsi les agrégats de GH conduisent à une production majoritaire d’IFNγ, signe d’une réponse de type Th1, tandis que les agrégats d’anticorps induisent une réponse mixte, Th1, Th2,Th17 (production d’IFNγ, IL-5, IL-13 et IL-17.Enfin, nous avons commencé l’étude des mécanismes intra cellulaires impliqués dans l’activation des moDC, en montrant que les agrégats de GH induisent la phosphorylation de p38MAPK, ERK, JNK et NF-κB (p65). Ces mêmes voies de signalisation sont impliquées dans l’expression de CXCL10,chimiokine connue pour induire la polarisation Th1.Au final, ces résultats confirment l’effet immunomodulateur des agrégats de protéines sur les cellules dendritiques et précisent leur rôle de signal de danger conduisant à la mise en place d’une réponse immunitaire contre les protéines thérapeutiques.

Vaccine adjuvants are able to boost immune response toward antigens when there are simultaneously injected. Some of these adjuvant mimic danger signals, such as Toll like receptors (TLR) agonists or NOD-like receptors agonists, required for dendritic cell (DC) activation. DC are essentiales for adaptative immune response against antigens : they acquire mature phenotype, controlled by MAPK and NF-kB signaling pathway, leading to antigen presentation and specific immune response. The Nrf2/keap1 signaling pathway, mainly involves in xenobiotics detoxication and oxidative stress control, can be activate by TLR agonists, such as LPS (TLR 4 agonist).We showed that R848 (TLR 7/8 agonist) and MDP (NOD2 agonist) could induce Nrf2’s target genes transcription in murines dendritic cells (BMDC). Nrf2 seems also to be part of inflammatory cytokines production in response to LPS or R848 and modulated T lymphocyte proliferation induced by MDP pre-treated BMDC. Moreover, Nrf2 appears to play a role in specific antibodies response against an antigen in mice. . In fact, Tetanus toxoid (TT) injection induces higher titer of antibodies anti-TT in nrf2-/- mice compared to nrf2+/+ mice. This increase is also correlated with more specific B lymphocytes in bone marrow and spleen after TT immunisation.; Les adjuvants vaccinaux permettent d’augmenter la réponse immunitaire dirigée contre un antigène donné. Certains de ces adjuvants miment des signaux de danger, tels que des agonistes des récepteurs de l’immunité, les récepteurs Toll-like (TLR) ou les récepteurs NOD-like (NLR), et permettent une activation des cellules dendritiques (DC). Les DC sont essentielles dans la mise en place d’une réponse adaptative contre un antigène : elles acquièrent un phénotype mature, contrôlé par les voies des MAPK et NF-κB, permettant la présentation de l’antigène aux lymphocyte T et l’initiation d’une réponse spécifique. La voie Nrf2/Keap1, impliquée principalement dans la détoxication des xénobiotiques et le contrôle du stress oxydant, peut être activée en réponse à des agonistes des TLR tels que le LPS (agoniste TLR 4). Nous avons mis en évidence qu’un traitement par le R848 (agoniste TLR7/8) ou le MDP (agoniste NOD2) induit la transcription des gènes cibles de Nrf2 dans les DC murines. Nrf2 participe également à la production de cytokines inflammatoires en réponse au LPS et au R848 et jouet un rôle dans la prolifération lymphocytaire induite par les DC pré-traitées avec le MDP. Par ailleurs, Nrf2 contrôle la réponse anticorps spécifiques de l’antigène chez la souris. L’injection d’anatoxine tétanique induit une production d’anticorps plus élevé chez la souris déficiente nrf2 par rapport aux souris sauvages. Cette augmentation de la production d’anticorps est corrélée avec une augmentation du nombre de lymphocyte B dans la moelle osseuse et la rate.

Mononuclear phagocytes are organized in a complex system of ontogenically and functionally-distinct subsets, that has been best described in mouse and to some extent in human. Identification of homologous mononuclear phagocyte subsets in other vertebrate species of biomedical, economic and environmental interest is needed to improve our knowledge in physiologic and physio-pathologic processes, and to design intervention strategies against a variety of diseases, including zoonotic infections.We developed a streamlined approach combining refined cell sorting and integrated comparative transcriptomics analyses which revealed conservation of the mononuclear phagocyte organization across human, mouse, sheep, pigs and, in some respect, chicken. This strategy should help democratizing the use of omics analyses for the identification and study of cell types across tissues and species. Moreover we identified conserved gene signatures that enable robust identification and universal definition of these cell types. We identified new evolutionarily conserved gene candidates and gene interaction networks for the molecular regulation of the development or functions of these cell types, as well as conserved surface candidates for refined subset phenotyping throughout species. A phylogenetic analysis revealed that orthologous genes of the conserved signatures exist in teleost fishes and apparently not in Lamprey, indicating conservation of the genetic support for mononuclear phagocyte organization throughout jawed vertebrates but likely not in agnathans. Altogether this work provides molecular clues to the definition and functions of mononuclear phagocyte subsets across vertebrates which shall be useful to rigorously identify these cells and to design universal strategies to manipulate them in many target species towards the goal to reach and maintain global health.

Tuberculosis remains an enormous global burden, despite wide vaccination coverage with the Bacillus Calmette-Guérin (BCG), the only vaccine available against this disease, indicating that BCG-driven immunity is insufficient to protect the human population against tuberculosis. In this study we constructed recombinant BCG producing human IL-18 (rBCGhIL-18) and investigated whether human IL-18 produced by rBCGhIL-18 modulates DC functions and enhances Th1 responses to mycobacterial antigens in humans. We found that the costimulatory CD86 and CD80 molecules were significantly upregulated on rBCGhIL-18-infected DCs, whereas the stimulation of DCs with nonrecombinant BCG was less effective. In contrast, both BCG strains decreased the DC-SIGN expression on human DCs. The rBCGhIL-18 increased IL-23, IL-10, and IP-10 production by DCs to a greater extent than nonrecombinant BCG. In a coculture system of CD4+T cells and loaded DCs, rBCGhIL-18 favoured strong IFN-γbut also IL-10 production by naive T cells but not by memory T cells. This was much less the case for nonrecombinant BCG. Thus the expression of IL-18 by recombinant BCG increases IL-23, IP-10, and IL-10 expression by human DCs and enhances their ability to induce IFN-γand IL-10 expression by naive T cells, without affecting the maturation phenotype of the DCs.

Le développement des nanotechnologies fait naître autant d’espoirs que d’inquiétudes. Parmi celles‐ci figure la toxicité des nanoparticules qui est encore mal connue. Cette méconnaissance est entretenue par le fait que les travaux de recherche mènent souvent à des résultats contradictoires. On soupçonne que les nanoparticules puissent affecter le système immunitaire et induire des dysfonctionnements tels que des inflammations chroniques ou des allergies.Le projet de recherche "Innimmunotox" porte sur l’étude de la fonctionnalité de cellules du système immunitaire (des cellules dendritiques et des macrophages), mises en présence de nanoparticules.

Increased prevalence of allergies in early life suggests a deficiency of immune regulation during this period. Oral tolerance is a key immuno-regulatory mechanism in the gut for immune homeostasis. The principal objective of my thesis was to determine in a murine model the mechanisms at the origin of oral tolerance in early life to better prevent allergy development. We found that induction of oral tolerance in early life is effective only from the 3rd week of life. The defect of oral tolerance observed during the first 2 weeks of life is the consequence of a defect in antigen capture and RALDH expression (enzyme which converts retinol in retinoic acid) by mesenteric CD103+ dendritic cells. Serum levels of retinol in neonatal period are very low, and an enrichment of the maternal milk with vitamin A allows to correct this neonatal deficiency as well as the defect of antigen presentation by the CD103+ dendritic cells. This enrichment also allows allergy prevention from the first days of life. To our surprise, while in adult mice, oral tolerance depends on the generation of regulatory T lymphocytes, oral tolerance observed in the 3 week-old mice and in the newborn which received vitamin A, depends on the generation of Th1 lymphocytes. These results demonstrate that vitamin A levels in early life are directly correlated with Th1 differentiation induced by oral administration of allergen, necessary for allergy prevention. This knowledge should now be taken into account for the implementation of allergy prevention strategies, more specific and better adapted to the neonatal period, such as a supplementation with vitamin A.; La constante augmentation des allergies en début de vie suggère une déficience de régulation immunitaire au cours de cette période. La tolérance orale est un mécanisme clé de régulation au niveau de l’intestin pour le maintien de l’homéostasie immunitaire. L’objectif de ma thèse a été de déterminer dans un modèle murin les mécanismes à l’origine de la tolérance orale en début de vie afin de mieux prévenir le développement d’allergies. L’induction de tolérance orale en début de vie n’est efficace qu’à partir de la 3ème semaine de vie. Le défaut de tolérance orale observé au cours des 2 premières semaines de vie est la conséquence d’un défaut de capture de l’antigène et d’expression de la RALDH (enzyme de conversion du rétinol en acide rétinoïque) par les cellules dendritiques CD103+ mésentériques, résultant en une ignorance de l’antigène. Les taux de rétinol sanguins en période néonatale sont très bas, et un enrichissement du lait maternel en vitamine A permet de corriger cette déficience néonatale ainsi que le défaut de présentation antigénique des cellules dendritiques CD103+. Cet enrichissement permet également de prévenir l’apparition de l’allergie dès les premiers jours de vie. De manière surprenante, alors que chez la souris adulte, la tolérance orale dépend de la génération de lymphocytes T régulateurs, la tolérance orale observée chez les souriceaux âgés de 3 semaines et chez les nouveau-nés ayant reçu de la vitamine A, dépend de la génération de lymphocytes Th1.

Le système ubiquitine-protéasome est le principal mécanisme par lequel les protéines intracellulaires sont dégradées. Le protéasome dit constitutif (PC) est donc essentiel à l’homéostasie mais aussi à la régulation de la majorité des processus cellulaires importants. La découverte d’un deuxième type de protéasome, appelé immunoprotéasome (IP), soulève toutefois de nouvelles questions. Pourquoi existe-t-il plus d’un type de protéasome ? L’IP a-t-il des rôles redondants ou complémentaires avec le PC ? L’IP étant présent principalement dans les cellules immunitaires ou stimulées par des cytokines, plusieurs groupes ont tenté de définir son rôle dans la réponse immunitaire. Or, l’implication de son homologue constitutif dans un éventail de processus non spécifiquement immunitaires nous laisse croire que l’IP pourrait lui aussi avoir un impact beaucoup plus large. L’objectif de cette thèse était donc de caractériser certains rôles cellulaires de l’IP dans les cellules dendritiques. Nous avons d’abord étudié l’impact global de l’IP sur la présentation antigénique de classe I. Ce faisant, nous avons pu déterminer ses deux contributions principales, soit l’augmentation drastique du nombre et de la diversité des peptides présentés sur les complexes majeurs d’histocompatibilité de classe I. Les différences de clivage entre le PC et l’IP pourraient expliquer en partie cette diversité du répertoire peptidique, notamment par l’affinité apparente de l’IP pour les régions protéiques non structurées. Dans un deuxième temps, nous avons dévoilé un nouveau rôle de l’IP sur un processus dépassant le cadre immunitaire : la transcription. Nous avons découvert que l’IP modifie l’abondance des ARNm en agissant principalement au niveau de leur synthèse. L’impact de l’IP sur le transcriptome est majeur et serait dû en partie à une dégradation différente de facteurs de transcription des familles IRF, STAT et NF-kB. Les cellules dendritiques IP-déficientes activent moins efficacement les lymphocytes T CD8+ et nous croyons que cette défaillance est causée (du moins en partie) par la perturbation transcriptomique provoquée par l’absence d’IP. Il importe donc de comprendre les différents rôles moléculaires de l’IP afin de mieux définir sa contribution globale au fonctionnement de la cellule et comprendre l’avantage évolutif, au niveau de l’organisme, procuré par une telle plasticité du système ubiquitine-protéasome., The ubiquitin-proteasome system is the major mechanism by which intracellular proteins get degraded. Constitutive proteasomes (CPs) are thus essential for cellular homeostasis but also to regulate the majority of important cellular processes. However, the discovery of a second type of proteasome, named immunoproteasome (IP), raises new questions. Why are there more than one type of proteasome? Does the IP perform redundant or complementary roles with the CP? The IP is predominantly expressed in immune or cytokine-stimulated cells and several groups worked at defining its role during the immune response. Yet, the implication of its constitutive homolog in a variety of processes suggests that the IP may also have a much broader impact. The objective was to characterize cellular roles of the IP in dendritic cells. We first studied the global impact of the IP on class I antigen presentation. We discovered that the IP drastically increases the number and the diversity of peptide presented by class I major histocompatibility complexes. Cleavage differences between the CP and the IP are likely part of the explanation for this peptide repertoire diversity, notably due to IP’s apparent affinity for unstructured protein regions. Second, we discovered a new role for the IP in a process unrestricted to the immune system: transcription. We found that the IP affects transcript abundance mostly at the level of mRNA synthesis. The impact of IPs on the transcriptome is major and would be partly based on a different degradation of IRF, STAT and NF-kB transcription factor family members by the two types of proteasomes. IP-deficient dendritic cells are less potent activators of CD8+ T cells and we believe that this defect is at least partly caused by the transcriptome alterations induced by the absence of IPs. It is therefore important to understand the different molecular roles of the IP in order to better define its global contribution to cellular functions and to understand the evolutionary advantage, at the level of the organism, brought by such plasticity of the ubiquitin- proteasome system.