Academic literature on the topic 'Peptides de l’immunité innée'

Les principes, contraintes et questions de recherche relatifs à plusieurs perspectives d’alternatives thérapeutiques aux antibiotiques sont présentés. Différentes approches telles que la phytothérapie et la phagothérapie, basée sur l’activité lytique des phages infectant les bactéries, sont anciennes mais leur utilisation pratique nécessiterait des recherches complémentaires en matière de qualité, efficacité et sécurité ainsi que des évolutions réglementaires. D’autres approches sont plus récentes et requièrent de poursuivre des travaux de recherche avant d’envisager leur application sur le terrain. C’est le cas notamment des peptides de défense de l’hôte, molécules de l’immunité innée produites essentiellement par les cellules épithéliales et phagocytes, qui ont une activité antimicrobienne à large spectre et un pouvoir de régulation de l’immunité. Il y a peu de développement industriel lié à des difficultés techniques, malgré le grand nombre de peptides candidats. Une autre approche concerne le « quorum sensing », lié à la sécrétion de molécules de signalement par les bactéries, qui permet des changements coordonnés chez les bactéries présentes au-delà d’un certain seuil, notamment la production de facteurs de virulence ou de biofilms. Le blocage de ces mécanismes, ou « quorum quenching », pourrait permettre de réguler ces propriétés.

La vitamine D est une hormone stéroïde vitale synthétisée essentiellement de façon endogène sous l’effet des rayons ultraviolets sur la peau, mais aussi présente dans certains aliments (origine exogène), qui a un effet immuno-modulateur en stimulant l’immunité innée via la sécrétion de peptides antiviraux. Des publications récentes suggèrent que la carence en vitamine D pourrait compromettre les fonctions immunitaires respiratoires augmentant ainsi le risque d’infection par la COVID-19 mais aussi le risque de formes graves et de mortalité. La vitamine D induit la prolifération et la production cytokinique des cellules NK. Il est de plus en plus admis que la vitamine D joue un rôle dans L’immunité innée et adaptative et qu’elle limiterait les conséquences néfastes de l’immunopathologie induite par les agents infectieux. Ainsi la supplémentation en vitamine D pourrait réduire le risque de développement et de formes graves de la COVID 19 si instaurée précocement, avant une éventuelle atteinte pulmonaire, son efficacité n’est pas certaine dans les formes évoluées. Il a été également suggéré qu’une supplémentation en magnésium avec des suppléments de vitamine D serait bénéfique, car le magnésium aide à réguler l’homéostasie phosphatée et calcique. Il est donc recommandé une dose quotidienne de 800 UI/jour de cholécalciférol (ou équivalent). Des études randomisées contrôlées de large ampleur, en termes de taille et de typage clinique des populations, sont à mener afin de déterminer dans quelle mesure la gestion de la pandémie à Sars-CoV2 pourrait passer par celle de la carence vitaminique D.

Le virus Ébola est un pathogène émergent important en Afrique où il a été responsable de plusieurs épidémies de fièvres hémorragiques associées à un taux de mortalité extrêmement élevée (jusqu’à 90 %). La pathogenèse des filovirus est, entre autres, liée à une réponse antivirale inadaptée. Cette famille de virus a en effet développé des stratégies d’échappement aux mécanismes précoces de l’immunité innée. Il en résulte une réplication virale massive qui induit une réponse immunitaire inappropriée à l’origine d’une réaction inflammatoire aiguë associée au syndrome hémorragique. Dans cette revue, nous décrivons les mécanismes utilisés par les filovirus, tels que le virus Ébola, pour échapper à la réponse immunitaire innée.

La vaccination est l’un des progrès majeurs de la médecine moderne. Mais afin d’améliorer l’efficacité des vaccins existants et d’en élaborer de nouveaux, nous devons mieux connaître les mécanismes d’action à l’origine de l’immunité protectrice et les stratégies vaccinales permettant d’induire une défense durable. La voie cutanée est une stratégie de vaccination importante, en raison de la richesse qu’elle présente en cellules de l’immunité innée qui ont un rôle clé dans la qualité, l’intensité et la persistance des réponses adaptatives qu’elles induisent. L’intégration des données biologiques obtenues au cours d’un essai clinique de vaccination antigrippale nous donne un aperçu de l’impact de la voie d’immunisation et de la signature innée sur la qualité des réponses immunitaires.

De nombreux états critiques, qu’ils soient d’origine infectieuse ou non, s’associent à une réponse inflammatoire aigue. L’immunité innée constitue la première ligne de défense contre l’agression, et caractérisée par sa mise en jeu rapide et non spécifique. Une activation excessive et dérégulée de l’immunité innée joue un rôle central dans la survenue des dysfonctions d’organes qui conduisent les patients en réanimation et participant à la survenue d’une morbi-mortalité précoce. Elle participe aussi à la survenue de dysfonctions immunitaires et facilitant la survenue d’infections secondaires et d’une morbi-mortalité plus tardive. Cette revue a pour but d’expliquer la physiopathologie de cette réponse immunitaire innée, les déterminants qui peuvent conduire à sa dérégulation. Ainsi, si l’immunomodulation est une piste prometteuse dans de nombreuses pathologies critiques, cette revue rappelle la complexité de trouver les meilleures cibles thérapeutiques, imposant de mieux appréhender l’hétérogénéité des réponses, selon le type d’agression, les caractéristiques de l’hôte et le timing de la prise en charge. Aussi, une meilleure compréhension des voies de régulation de cette réponse a permis de développer de nouveaux concepts comme l’immunothrombose, l’immunométabolisme et l’épigénétique, qui pourraient aboutir au développement de nouvelles thérapeutiques capables de restaurer l’homéostasie au cours des états d’agression aiguë. Ainsi, le réanimateur est plus que jamais, incité à s’intéresser à la réponse immunitaire innée.

La moule de Méditerranée Mytilus galloprovincialis (Mollusque Bivalve), est un animal important tant au niveau écologique qu'économique. Comme tous les invertébrés, elle ne possède qu'un système d'immunité innée pour lutter contre les infections. Cependant, étant constamment exposée à une grande variété de microorganismes invasifs et potentiellement pathogènes, et existant depuis plus de 500 millions d'années, son système immunitaire paraît très efficace. C'est afin de mieux comprendre comment celui-ci fonctionne, que ces travaux concernant la structure des peptides impliqués dans la réponse immunitaire, ainsi que leur régulation, ont été entrepris. Ils ont permis (i) de déterminer que le niveau d'expression constitutive des gènes liés à l'immunité, ainsi que la nature et l'intensité de la régulation de leur expression, sont fortement dépendant de la saison et de l'origine géographique des moules ; (ii) de confirmer le rôle essentiel de la structure tridimensionnelle des peptides antimicrobiens (AMP) dans les activités biologiques ; (iii) de déterminer la structure complète de la mytimycine, peptide strictement antifongique, ainsi que de la cytokine MIF ; (iv) de confirmer l'existence d'un fort polymorphisme des ARNm codant les molécules effectrices de l'immunité au niveau individuel, intra et inter-populationnel ; (v) de déterminer que les niveaux d'expression des gènes liés à l'immunité dépendent des microorganismes injectés, ce qui suggère une reconnaissance/réponse spécifique; (vi) de démontrer l'existence d'une voie de transmission du signal fonctionnelle depuis des récepteurs membranaires de type Toll (TLR) jusqu'au facteur NF-κB, mais pas d'une voie de type IMD. Ainsi, la réponse immunitaire innée de la moule apparait extrêmement complexe, mettant en jeux des effecteurs polymorphes dont l'expression est modulée en fonction de la saison, de l'origine géographique et de façon spécifique en réponse à différents microorganismes. Par contre, la transcription de leurs gènes pourrait être sous le contrôle d'une seule voie de transmission du signal
The Mediterranean mussel, Mytilus galloprovincialis (bivalve, mollusc), is an ecologically and economically essential animal. As other invertebrates, it possesses only an innate immune system to protect itself against infections. However, constantly exposed to a large variety of invasive and potentially pathogen microorganisms, and existing since more than 500 million years, its immune system seems very effective. To improve our understanding on such a system, present works were made concerning the structure and expression regulation of peptides involved in the immune response. They allowed (i) to determine that the constitutive expression levels of genes linked to immunity, as well as the nature and intensity of their expression regulation, are strongly dependent on the season and on the geographical origin of mussels; (ii) to confirm the crucial role of the three-dimensional structure of antimicrobial peptides (AMP) in biological activities; (iii) to determine the complete structure of mytimycine, a strictly antifungal peptide, as well as of cytokine MIF; (iv) to confirm the existence of an extended polymorphism of mRNA coding for the molecular effectors of immunity in individuals, within and between populations; (v) to determine that expression levels of genes linked to immunity are strongly dependent to the injected microorganisms, suggesting a specific recognition/ response; (vi) to demonstrate the existence of a functional signalling pathway from Toll-like receptors (TLR) to NF-κB factor, but not of an IMD-like pathway. In conclusion, the immune response of the mussel appeared extremely complex, involving polymorphic effectors expressed differently according to the season, the geographical origin, and specifically in response to different microorganisms. On the other hand, their gene transcription could be under the control of only one signal transmission pathway

L'obésité est un facteur de risque majeur de diabète de type 2 (DT2), favorisés par une inflammation systémique et une résistance à l'insuline. Ces pathologies métaboliques sont associées à une fragilité osseuse augmentant significativement le risque de fracture souvent sans modification de la masse osseuse. Elles s'accompagnent aussi d'un niveau de graisse dans la moelle osseuse (adiposité médullaire (AM)) anormalement élevé et suspectée de jouer un rôle délétère sur l'os. Cependant, les mécanismes responsables de l'accroissement de l'AM et ses conséquences sur l'os sont encore mal définis. Les défensines et la cathélicidine, des peptides antimicrobiens de l'immunité innée dont l'expression est modifiée dans l'obésité et le DT2, semblent influencer la différenciation ostéoblastique de cellules souches squelettiques (CSS). Cette thèse explore les relations entre l'expression du gène de la cathélicidine, la régulation de l'AM, et les altérations osseuses dans les contextes d'obésité et de DT2. La première partie de ce travail a évalué, dans des modèles murins d'obésité (basé sur un régime riche en lipides, High Fat Diet-HFD) et de DT2 (HFD associé à un traitement par streptozotocine-STZ), les relations entre l'expression de la cathélicidine murine (CRAMP : cathelicidin-related antimicrobial peptid), l'AM, la microarchitecture et la fragilité osseuse. Les souris C57BL/6J mâles soumises à un régime HFD développent une obésité hyperinsulinémique, caractérisée par un gain de poids, une hyperglycémie modérée, une intolérance au glucose et une insulino-résistance. Cette obésité a induit une réduction de l'épaisseur trabéculaire et corticale du tibia, associée à une expansion significative de l'AM, sans modification des taux circulants du peptide CRAMP malgré une baisse de l'expression de ses transcripts dans le tissu adipeux viscéral (TAV). Ces observations soulignent un effet de l'insuline sur l'accumulation des adipocytes médullaires (AdMeds). En revanche, le modèle HFD/STZ induit une hyperglycémie et une insulinopénie marquées, caractéristiques d'un DT2, limitant l'expansion des graisses périphériques et médullaires par rapport aux souris HFD. Ces souris diabétiques présentent une fragilité osseuse accrue, avec une réduction du nombre de trabécules de tibia et une baisse de rigidité de l'os cortical fémoral, associées à des taux réduits de CRAMP circulant. Cela suggèrent une corrélation entre la diminution de CRAMP circulant dans le DT2 et une qualité osseuse compromise à l'origine de la fragilité osseuse des souris diabétiques. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié in vitro l'expression du gène de la cathélicidine humaine (CAMP) dans les AdMeds différenciés à partir de CSS, et sa régulation par divers stimuli métaboliques. Pour la première fois, nous avons détecté l'expression des transcrits de CAMP dans les AdMeds dès le jour 3 de différenciation, avec une augmentation linéaire jusqu'à maturité des AdMeds au jour 21. En présence de fortes concentrations de glucose (11 ou 25 mM), le taux d'ARNm de CAMP est significativement réduit dans les AdMeds, ce qui corrobore la corrélation négative observée entre CRAMP circulant et la glycémie des souris diabétiques. En outre, le traitement des AdMeds différenciés avec du butyrate ou de l'oléate a entraîné une augmentation des ARNm de CAMP, tandis que le propionate a induit un effet inverse. Ces régulations suggèrent que les taux altérés d'acides gras libres dans les contextes d'obésité/DT2 ou de fragilité osseuse peuvent impacter la sécrétion de CAMP dans le plasma et la moelle osseuse. Ce travail de thèse suggère que l'expression systémique de CAMP pourrait constituer un marqueur immuno-métabolique de la fragilité osseuse associée au DT2. D'autres études sont nécessaires pour préciser les mécanismes régulant l'expression de la cathélicidine en contextes d'obésité et de DT2 et mieux comprendre son rôle dans la régulation de l'AM et de la qualité osseuse
Obesity is a major risk factor for developing type 2 diabetes (T2D), the diseases favoured by systemic inflammation and insulin resistance. These metabolic diseases are associated to bone fragility increasing significantly the risk of fracture, often without modification in bone mineral density. Obesity and T2D are also accompanied by an abnormal high level of fat in the bone marrow (bone marrow adiposity (BMA)) which is suspected to exert a deleterious effect on the bone. However, the underlying mechanisms increasing the BMA and its consequences on bone tissue are not fully understood. The defensins and the cathelicidin, the antimicrobial peptides of the innate immunity the expression of which is modified in obesity and T2D, seem to influence the osteoblastic differentiation of skeletal stem cells (SSC). This PhD thesis explores the relationships between the expression of the cathelicidin gene, the regulation of BMA, and the bone alterations in the context of obesity and T2D. The first part of this work evaluated, in murine models of obesity -based on High Fat Diet - HFD) and of T2D (induced by HFD combined with streptozotocin-STZ treatment), the relations between the expression of the murine cathelicidin (CRAMP : cathelicidin-related antimicrobial peptide), the BMA, and bone microarchitecture and fragility. C57BL/6J male mice fed with HFD have developed hyperinsulinemic obesity, characterized by weight gain, a moderate hyperglycaemia, an impaired glucose tolerance with an insulin resistance. This obesity induced decreased trabecular and cortical thickness of the tibia, associated with a significant expansion of BMA, without changes in the circulating levels of the CRAMP peptide despite a decreased expression of its transcripts in visceral adipose tissue (VAT). These findings highlight the role of insulin in the accumulation of bone marrow adipocytes (BMAds). In contrast, the HFD/STZ mice model induces a marked hyperghycemia and insulinopenia, features of T2D, limiting the expansion of both peripheral and marrow fat as compared to the HFD group. The HFD/STZ diabetic mice also exhibit increased bone fragility, as characterized by a reduction in the trabeculae number of the tibia and a decrease of cortical rigidity of the femur, associated with decreased of CRAMP circulating levels. These alterations suggest a correlation between declined serum levels of CRAMP with a compromised bone quality leading to the bone fragility in diabetic mice. In the second part of this thesis, we studied in vitro the expression of the human cathelicidin gene (CAMP) in BMAds differentiated from SSC, as well as its regulation in response to various metabolic stimuli. For the first time to our knowledge, this study detected the expression of CAMP transripts in BMAds as early as the third day of differentiation, with a gradual increase until mature adipocytes on day 21. Under high glucose concentration (11 or 25 mM), the mRNA levels of CAMP are significantly reduced in BMAds, thus corroborating the negative correlation observed between circulating CRAMP and glycaemia in diabetic mice. Furthermore, treatment of differentiated BMAds with butyrate or oleate led to an increase in CAMP transcripts, whereas propionate caused an opposite effect on CAMP expression in vitro. These regulations suggest that abnormal levels of free fatty acids in the contexts of obesity and T2D or of bone fragility, may have effects on plasma and bone marrow levels of CAMP. Although further studies are needed, this thesis work suggests that the systemic expression of CAMP could constitute an immune-metabolic marker of bone fragility related to T2D. Future research is essential to clarify the mechanisms regulating the cathelicidin expression and better understand its role in the regulation of BMA and bone quality in the contexts of obesity and T2D

Le diabète de type 1 (T1D) est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction des cellules β du pancréas par les lymphocytes T auto-réactifs. Durant ma thèse, nous nous sommes intéressés au rôle des cellules de l’immunité innée dans le T1D à l’aide d’un modèle murin de la maladie : la souris NOD. Au contraire des cellules du système adaptatif (lymphocytes T et B), les cellules de l’immunité innée constituent la première ligne de défense de l’organisme lors d’une infection. Cette population est constituée entre autre de neutrophiles, cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC), macrophages, mais aussi de lymphocytes T et B non conventionnels tel que les cellules iNKT et B-1a. Précédemment, notre laboratoire a mis en lumière le rôle des lymphocytes iNKT dans le développement du T1D. Durant la première partie de ma thèse, nous avons démontré que les lymphocytes iNKT17, une sous-population des lymphocytes iNKT, ont un rôle délétère dans le T1D chez la souris NOD. Ces cellules infiltrent le pancréas et y produisent de l’IL-17, une cytokine pro-inflammatoire. Grâce à des expériences de transferts, nous avons mis en évidence que les lymphocytes iNKT17 exacerbent la maladie via la production d’IL-17. Dans la deuxième partie de ma thèse, nous nous sommes intéressés aux mécanismes qui induisent l’activation des lymphocytes T auto-réactifs. Nous avons observé chez la souris NOD, que la mort physiologique des cellules β conduit à l’activation de cellules de l’immunité innée : les neutrophiles, les lymphocytes B-1a et les pDC. La coopération entre ces cellules conduit à l’activation des pDC qui produisent de l’IFNα. Cette cytokine active les lymphocytes T auto-réactifs qui vont détruire les cellules β du pancréas. Nos résultats montrent que l’immunité innée est un acteur important dans la physiopathologie du diabète sucré
The type 1 diabetes ( T1D ) is an autoimmune disease characterized by the destruction of β cells in the pancreas by autoreactive T lymphocytes. During my thesis, we are interested in the role of cells of innate immunity in T1D using a mouse model of the disease: NOD mice. In contrast to cells of the adaptive system (T and B lymphocytes ) cells of innate immunity is the first line of defense of the body during infection . This population consists of neutrophils , among other , plasmacytoid dendritic cells ( pDC ) , macrophages , T lymphocytes but not conventional B as iNKT cells and B -1a.Previously, our laboratory has highlighted the role of iNKT cells in the development of T1D . During the first part of my thesis , we demonstrated that iNKT17 cells, a subpopulation of iNKT cells, have a deleterious role in T1D in NOD mice . These cells infiltrate the pancreas and there produce IL -17 , a proinflammatory cytokine. Through transfer experiments , we demonstrated that lymphocytes iNKT17 exacerbate disease through the production of IL-17 . In the second part of my thesis , we investigated the mechanisms that induce the activation of autoreactive T lymphocytes. We observed in NOD mice , the physiological death of β cells leads to activation of innate immunity cells : neutrophils, lymphocytes B- 1a and pDCs . The cooperation between these cells leads to activation of pDC that produce IFNa . This cytokine activates autoreactive T cells which will destroy the β cells of the pancreas. Our results show that innate immunity is an important player in the pathogenesis of diabetes mellitus

La SUMOylation est une modification post-traductionnelle réversible permettant de diversifier les fonctions de centaines de substrats. Elle est impliquée dans des processus essentiels à la cellule et à l'organisme, tels que la réparation de l'ADN, la mitose, la transcription. A l'aide de modèles murins génétiquement modifiés déficients pour l'unique enzyme E2 de SUMOylation, UBC9, nous avons caractérisé les conséquences de la réduction de la SUMOylation sur l'immunité innée et l'oncogenèse.Nous révélons un rôle majeur de la SUMOylation dans la régulation négative du gène codant pour l'IFN- . La dérégulation de ce gène par l'absence d'Ubc9 a des conséquences importantes sur l'immunité innée, avec une augmentation de l'expression du programme transcriptionnel inflammatoire, une hypersensibilité au choc endotoxique, et une protection contre les infections virales. L'étude du profil chromatinien de SUMO autour du gène Ifnb1 a révélé trois nouveaux domaines à potentiel régulateur. Enfin, la SUMOylation régule l'expression de rétrovirus endogènes, potentiellement déclencheurs d'une réponse interféron.Le second axe de recherche a permis de caractériser les conséquences de la réduction de la SUMOylation sur la transformation cellulaire et l'oncogenèse colorectale. Nous montrons une sensibilité accrue des cellules transformées à la perte de SUMOylation comparées aux cellules primaires. De plus, les souris hétérozygotes pour Ubc9 présentent une réduction du nombre de polypes intestinaux dans un modèle d'oncogenèse colorectale.Ces résultats permettent d'affiner nos connaissances sur le rôle de la SUMOylation dans l'oncogenèse et l'immunité innée
SUMOylation is a reversible post-translational modification modifying the functions of hundreds ofproteins. It is implicated in essential cellular and organismal processes, such as nuclear shuttling, DNArepair, mitosis, transcription. Using genetically modified models, deficient for the uniqueSUMOylation E2 enzyme UBC9, we characterized the consequences of a decrease in globalSUMOylation in two processes: innate immunity and oncogenesis.We reveal a major role for SUMOylation in the negative regulation of the gene coding for IFN-.Deregulation of this gene in the absence of Ubc9 has dramatic consequences on innate immunity, withincreased inflammatory transcriptional program expression, endotoxic shock hypersensitivity, andprotection against viral infection. Chromatin binding profile analysis of SUMO surrounding the Ifnb1gene revealed three new putative regulatory domains. Finally, SUMOylation regulates endogenousretroviruses expression, potential triggers for interferon response.Our second research axis allowed the characterization of the consequences of global SUMOylationdecrease on cellular transformation and colorectal oncogenesis. Our results show increased sensitivityof transformed cells to SUMOylation loss, when compared to primary cells. Furthermore, decreasingUBC9 levels by half causes a two-fold decrease in intestinal polyp numbers developing in the colon ofmice, in a chemically-induced model of colorectal oncogenesis.Altogether, these results helped increasing our knowledge of the role of SUMOylation in majorcellular processes implicated in oncogenesis and innate immunity

La SUMOylation est une modification post-traductionnelle réversible permettant de diversifier les fonctions de centaines de substrats. Elle est impliquée dans des processus essentiels à la cellule et à l'organisme, tels que la réparation de l'ADN, la mitose, la transcription. A l'aide de modèles murins génétiquement modifiés déficients pour l'unique enzyme E2 de SUMOylation, UBC9, nous avons caractérisé les conséquences de la réduction de la SUMOylation sur l'immunité innée et l'oncogenèse.Nous révélons un rôle majeur de la SUMOylation dans la régulation négative du gène codant pour l'IFN- . La dérégulation de ce gène par l'absence d'Ubc9 a des conséquences importantes sur l'immunité innée, avec une augmentation de l'expression du programme transcriptionnel inflammatoire, une hypersensibilité au choc endotoxique, et une protection contre les infections virales. L'étude du profil chromatinien de SUMO autour du gène Ifnb1 a révélé trois nouveaux domaines à potentiel régulateur. Enfin, la SUMOylation régule l'expression de rétrovirus endogènes, potentiellement déclencheurs d'une réponse interféron.Le second axe de recherche a permis de caractériser les conséquences de la réduction de la SUMOylation sur la transformation cellulaire et l'oncogenèse colorectale. Nous montrons une sensibilité accrue des cellules transformées à la perte de SUMOylation comparées aux cellules primaires. De plus, les souris hétérozygotes pour Ubc9 présentent une réduction du nombre de polypes intestinaux dans un modèle d'oncogenèse colorectale.Ces résultats permettent d'affiner nos connaissances sur le rôle de la SUMOylation dans l'oncogenèse et l'immunité innée
SUMOylation is a reversible post-translational modification modifying the functions of hundreds ofproteins. It is implicated in essential cellular and organismal processes, such as nuclear shuttling, DNArepair, mitosis, transcription. Using genetically modified models, deficient for the uniqueSUMOylation E2 enzyme UBC9, we characterized the consequences of a decrease in globalSUMOylation in two processes: innate immunity and oncogenesis.We reveal a major role for SUMOylation in the negative regulation of the gene coding for IFN-.Deregulation of this gene in the absence of Ubc9 has dramatic consequences on innate immunity, withincreased inflammatory transcriptional program expression, endotoxic shock hypersensitivity, andprotection against viral infection. Chromatin binding profile analysis of SUMO surrounding the Ifnb1gene revealed three new putative regulatory domains. Finally, SUMOylation regulates endogenousretroviruses expression, potential triggers for interferon response.Our second research axis allowed the characterization of the consequences of global SUMOylationdecrease on cellular transformation and colorectal oncogenesis. Our results show increased sensitivityof transformed cells to SUMOylation loss, when compared to primary cells. Furthermore, decreasingUBC9 levels by half causes a two-fold decrease in intestinal polyp numbers developing in the colon ofmice, in a chemically-induced model of colorectal oncogenesis.Altogether, these results helped increasing our knowledge of the role of SUMOylation in majorcellular processes implicated in oncogenesis and innate immunity

Le LED est une maladie autoimmune caractérisée par la production d’Ac anti-nucléaires et la formation de complexes immuns responsables des lésions tissulaires. Chez la souris WB, qui présente un lupus associé à un syndrome des anti-phospholipides et à un risque accru d’athérosclérose, nous avons caractérisé de nombreux autoanticorps dirigés contre la nucléophosmine. Ces derniers sont associés à la présence d’anticorps anti-cardiolipine et pourrait être responsables des anomalies vasculaires. Chez les souris B6lpr/lpr invalidées pour le gène tlr9, nous avons observé une aggravation de la maladie et démontré le rôle protecteur de TLR9 par son implication dans la réponse anti-nucléosome. A l’inverse, les souris invalidées pour tlr2 et tlr4 présentent une maladie plus modérée, suggérant un effet délétère des récepteurs TLR2 et TLR4, probablement lié à leur rôle dans la différenciation des lymphocytes B, en particulier au niveau de la zone marginale de la rate
SLE is an autoimmune disease characterised by the production of anti-nuclear Ab and immune complex formation which induce tissue lesions. Lupus disease in mice WB is associated with anti-phospholipid syndrome and risk of atherosclerosis development, we characterised Ab directed against nucleophosmin. This autoAb population is associated with presence of anti-cardiolipin Ab and could be responsible for vascular lesions. We showed that disease development is dramatically increased in B6lpr/lpr lupus mice knocked out for tlr9 and this protective role of TLR9 could be explained by its implication in anti-nucleosome Ab response. Inversely, clinical signs of the disease are improved in TLR2-/- and TLR4-/- mice suggesting a harmful effect of TLR2 and TLR4 due to their implication in B cell differentiation and more precisely in marginal zone B cell emergency

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la tumeur primitive la plus fréquente dans le foie se développant essentiellement sur un foie cirrhotique. Le CHC est au 6ème rang en termes d’incidence et au 2nd en termes de mortalité. La compréhension imparfaite des mécanismes impliqués dans le CHC empêche le développement de traitements efficaces contre ce cancer. Notre étude a porté sur les effets d’une lectine humaine de type C, REG3A, sur la carcinogenèse hépatique. Il s’agit d’une protéine secrétée de 16 kDa liant certains poly-oligosaccharides agissant par voie autocrine et paracrine sur différents organes inflammatoires et tumoraux. REG3A déploie des activités biologiques variées dans la prolifération et la survie des cellules, le contrôle de l’inflammation et du stress oxydatif. Son rôle dans la carcinogenèse est controversé. Nous montrons que la surexpression de REG3A retarde l’apparition du CHC dans deux modèles murins de carcinogenèse chimique et génétique. Nous montrons que cet effet de REG3A est associé à une réduction significative des protéines O-GlcNAcylées. Nous décrivons comment la O-GlcNAcylation via REG3A déséquilibre la balance stabilité / dégradation de l’oncogène c-MYC, favorise la dégradation de c-MYC et freine le développement tumoral dans les modèles étudiés. Au total, notre étude révèle un lien entre lectine, O-GlcNAcylation et contrôle tumoral. Les mécanismes par lesquels REG3A régule la O-GlcNAcylation des protéines restent cependant à élucider
The hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common liver cancer developing mainly on a cirrhotic background. HCC is the 6th most commonly occurring and the 2nd most deadly cancer in the world. Little is known about the mechanisms involved in HCC making it difficult to develop effective treatments against this aggressive cancer. Our study investigated the effects of a human C-type lectin, REG3A, on liver carcinogenesis. REG3A is a secreted 16 kDa protein, which binds specific poly/oligosaccharides targets and acts on various inflamed and cancerous organs in autocrine and paracrine manner. REG3A displays several biological activities in cell growth and survival, the tissue protection against inflammation and oxidative stress. Its role in carcinogenesis is still controversial. We demonstrated that overexpression of REG3A delayed the onset of HCC in two murine models of chemical and genetic carcinogenesis. We showed that the slow-down effect of REG3A was associated with a significant reduction of O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAcylation) of proteins. We described how this phenomenon unbalances the stability / degradation of the c-MYC oncogene, promotes c-MYC degradation and slows tumor development at least in our experimental models. Overall, our study reveals a link between lectin, O-GlcNAcylation and carcinogenesis. However, the mechanisms by which REG3A regulates O-GlcNAcylation remain to be elucidated

Le système de l’immunité innée cérébrale (SIIC) est principalement composé des cellules microgliales. En réponse à des stimuli immuns, inflammatoires ou un trauma neurologique, la microglie s’active et produit des facteurs pro et anti-inflammatoires qui d’une part coordonnent la réponse de l’immunité innée cérébrale et d’autre part modulent l’activité neuronale et, in fine, le comportement. Plus récemment, les cellules microgliales se sont révélées jouer un rôle clé dans le développement cérébral. Ainsi, par leurs activités de phagocytose, elles participent à la maturation des réseaux neuronaux. Si l’activation du SIIC permet de défendre le tissu cérébral des agressions, l’activation prolongée des cellules microgliales a aussi des effets délétères. Ainsi, dans le cerveau adulte, la production soutenue de cytokines inflammatoires contribue au développement de pathologies neurodégénératives. Au cours du développement les stimuli inflammatoires, en perturbant l’activité des cellules microgliales conduisent à une dysfonction de circuits neuronaux qui pourrait être impliquée dans des pathologies neuropsychiatriques à composante neurodéveloppementale. La compréhension de la régulation des cellules microgliales et de leur réponse est donc capitale. L’activité microgliale repose sur ses propriétés morphologique, dynamique et sa communication avec les neurones qui impliquent des profils de synthèse de facteurs (cytokines, chemokines, facteurs de croissance, etc..) et de récepteurs particuliers, la polarisation vers un phénotype pro ou anti-inflammatoire et la phagocytose. Peu d’études ont caractérisé l’ensemble des propriétés morphofonctionnelles des cellules microgliales in vivo. Par la combinaison d’approches de FACS, immunohistochimie, microscopie confocale et reconstruction en 3D, microscopie bi-photonique et dosage des facteurs de communication, il est aujourd’hui possible de mieux caractériser ces cellules afin de comprendre leur régulation par l’environnement et l’impact (bénéfique ou délétère) sur les fonctions neuronales. L’objectif général de cette thèse a été d’étudier les propriétés morphofonctionnelles des cellules microgliales in vivo dans deux situations physiopathologiques, une inflammation induite par l’administration périphérique de lipopolysaccharide (LPS) et une déficience alimentaire en acides gras polyinsaturés (AGPI) de type n-3, connus pour leurs propriétés immunomodulatrices. La première étude nous a permis de développer des outils nécessaires à l’étude de la plasticité morphofonctionnelle de la microglie et d’apporter de nouveaux éléments de compréhension de l’impact d’une inflammation périphérique sur l’activité de ces cellules in vivo. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons montré pour la première fois que le statut alimentaire maternel en AGPI n-3 influence les propriétés morphofonctionnelles des cellules microgliales au cours du développement post-natal ainsi que l’activité des réseaux neuronaux. De façon générale, nos résultats apportent des éléments de compréhension des relations entre plasticité morphologique et fonctionnelle des cellules microgliales in vivo
The brain innate immune system is mainly composed of microglial cells. Microglia are activated in response to an immune or inflammatory stimuli or a trauma, and then produce pro- and anti-inflammatory factors. These factors drive the innate immune response and can modulate neuronal activity and in fine, learning and memory. Recently, microglia have been shown to play a key role during brain development. Via their phagocytic activity, microglial cells can participate to neuronal networks maturation. Although brain innate immune system defends brain tissue from aggression, chronic activation of microglia can also be deleterious. In the adult brain, chronic production of inflammatory cytokines can contribute to the pathogenesis of neurodegenerative diseases. During development, inflammatory stimuli modifying microglia activity and homeostasis could lead to neuropsychiatric diseases with a neurodevelopmental origin. Understanding how microglia are regulated and how they respond to various stimuli is therefore crucial.Microglia activity is characterized by morphological and dynamic properties of microglia,by its communication with neurons by its polarization into a specific phenotype, and by their phagocytic profile. Few studies have characterized all the morphofunctional properties of microglial cells in vivo. Using a combination of approaches including FACS, immunohistochemistry, confocal microscopy, 3D reconstruction, two-photon microscopy and communication factors assays, it is now possible to better characterize these cells in order to understand their regulation by the environment and the resulting impact (beneficial or deleterious) on neuronal functions. The main goal of this thesis was to study the morphofunctional properties of microglial cells in vivo in two pathophysiological states: a peripheral inflammation induced by a peripheral injection of lipopolysaccharide (LPS) and in an n-3 PUFAs nutritional state. In the first study, we developed tools to investigate microglial morphofunctional plasticity and gained a better understanding of the impact of peripheral inflammation on the activity of these cells in vivo. In the second part of this thesis, we showed for the first time that maternal nutritional status in n-3 PUFAs affect the morphofunctional properties of microglial cells and the establishment of neural circuits during the postnatal development of the pups. Overall, our results provide new insights in the relationship between morphological and functional plasticity of microglial cells in vivo

L'immunothérapie est récemment apparue comme une approche anti-cancéreuse prometteuse, mais ne profitant qu'à un nombre limité de patients. Étant donné que la perte de la SUMOylation dans les cellules immunitaires induit une réponse massive d'interféron de type I (IFN-I) et que l’IFN-I agit en synergie avec la thérapie par blocage des points de contrôle, nous avons étudié l'effet de la manipulation de la voie SUMO sur les réponses immunitaires anti-tumorales. Mes résultats ont révélé que des souris hypoSUMOylées présentent un délai significatif de croissance tumorale sous anti-PD-1 par rapport aux WT et que cette réponse dépend en partie de la signalisation IFN-I et implique à la fois les populations myéloïdes et lymphocytaires. De plus, nous avons défini le répertoire des substrats endogènes de SUMO dans des macrophages stimulés ou non avec des pathogènes. Au total, 1232 substrats ont été identifiés, dont 30 différentiellement SUMOylés. La validation et la caractérisation fonctionnelle de ces substrats donnent un aperçu du mécanisme par lequel SUMO régule l'immunité. De plus, il est connu que SUMO agit au niveau de la chromatine et fonctionne comme un régulateur de l'identité cellulaire. Une autre partie de mon projet vise donc à évaluer le rôle de la SUMOylation dans un processus physiopathologique associé aux changements de destin cellulaire. Plus précisément, nous avons étudié le rôle de SUMO dans le système musculaire squelettique et montré qu’une hypoSUMOylation améliore la régénération musculaire. Nous espérons que ces études éclaireront les fonctions de SUMO dans la régénération tissulaire et permettront l'identification de nouveaux traitements contre le cancer
Immunotherapy has recently emerged as a promising approach for cancer treatment but it only benefits to a limited number of patients. Since loss of SUMOylation in immune cells induces a massive type I interferon (IFN-I) response and IFN-I-based innate responses were found to synergize with checkpoint blockade for the rejection of tumors, we investigated the effect of manipulating the SUMO pathway on anti-tumor immune responses. My results revealed that hypoSUMOylated mice show a significant delay in tumor growth upon PD-1 blockade as compared to the WT and that this anti-tumor response partly depends on IFN-I signaling and involved both myeloid and lymphocytic populations. We then identify the repertoire of endogenous SUMO substrates in macrophages either unstimulated or upon pathogenic stimuli. In total, 1232 substrates of SUMO were identified, 30 of which were differentially SUMOylated upon immune stimuli. Validation and functional characterization of these substrates give some insight into the mechanism by which SUMO regulates immunity. Moreover, it is known that SUMO acts at the chromatin and functions as a general safeguard of cell identity. In this context, another part of my project seeks to assess the function of SUMOylation in a patho-physiological process associated with cell fate changes. More precisely, we studied the role of SUMO in the skeletal muscle system and have shown that hypoSUMOylation improve muscle regeneration. We anticipate these studies to provide new insight into SUMO functions involved in the tissue regeneration as well as to allow the identification of new potential strategies to manipulate inflammation for cancer therapeutic purposes

L’immunité innée représente la première ligne de défense d’un organisme face à une infection virale, en engendrant une réponse rapide capable de restreindre la menace microbienne. Dans la cellule, les récepteurs Toll-likes (TLRs) et les hélicases cytosoliques RIG-I like (RLRs) représentent les deux systèmes majeurs de reconnaissance des virus. Les acides nucléiques viraux sont notamment reconnus les hélicases cytosoliques RIG-I et MDA5. Ces deux protéines possèdent deux domaines CARD impliqués dans le recrutement de la protéine adaptatrice MAVS, capable d’induire l’activation des promoteurs interférons (IFNs) de type I et de NF-B pour la mise en place d’une réponse antivirale. De façon surprenante, MAVS est localisée au niveau de la mitochondrie et a besoin de cette association au compartiment mitochondrial pour exercer sa fonction. Bien que de nombreuses études aient montré le rôle crucial de la protéine mitochondriale MAVS dans la signalisation antivirale des RLRs, sa régulation est encore mal connue à ce jour. Ce travail de doctorat a permis de mettre en évidence que la dégradation de MAVS suite à une infection virale est nécessaire à la transduction du signal antiviral. Nous avons ainsi déterminé que l’E3 ubiquitine ligase TRIM25 induit l’ubiquitination puis la dégradation de MAVS quelques heures après une infection virale. De plus, nous avons montré que l’activation du signalosome aboutissant à la production des IFNs de type I et dépendant de MAVS n’a lieu que suite à sa translocation de la mitochondrie vers le cytosol permise par la dégradation de MAVS. Enfin, nous avons mis en évidence le rôle essentiel de l’élongation du réseau mitochondrial suite à une infection virale pour la transduction du signal dépendant de MAVS
Innate Immunity acts as the first line of the host defense against viral infection, providing a rapid response to restrict the microbial threats. Toll-like receptors (TLRs) and cytosolic RIG-I-like helicases (RLRs) are the two major receptor systems for detecting virus. Viral nucleic acids are recognised by the helicases RIG-I and MDA5. These receptors contain two CARD domains involve in the recruitment of the mitochondrial antiviral signaling adaptor MAVS whose activation triggers a rapid production of type 1 interferons (IFNs) and of pro-inflammatory cytokines. Interestingly, it has been reported that MAVS must be localized to mitochondria to exert its function. While MAVS is essential for this signaling, its function and regulation remain unclear. In this work, we report that RLR activation triggers MAVS ubiquitination by the E3 ubiquitin ligase TRIM25 and marks it for proteasomal degradation concomitantly with downstream signaling. MAVS appears to function as a recruitment platform to first assemble a signaling complex, then the proteasome-mediated MAVS degradation is required to unleash into the cytosol this signaling complex allowing the signalosome activation and ensuing type I IFNs production. Futhermore, we reported that mitochondrial dynamics regulate MAVS-mediated signaling after viral infection