Tesis sobre el tema "Récepteur-1 de la chimiokine CX3C"

Selon les données de l'Organisation mondiale de la Santé (OMS), l'obésité a atteint des proportions pandémiques dans le monde entier, avec plus d'un milliard d'adultes qui présentent un surpoids (indice de masse corporelle (IMC) > 25 kg/m2) dans le monde entier, et au moins 300 millions cliniquement obèses (IMC > 30 kg/m ). L'obésité est un trait complexe qui ne suit pas un mode de transmission mendélienne classique, ce qui implique qu'elle est influencée par l'interaction entre les gènes, l'environnement et le mode de vie. L'obésité est également reconnue pour être associée à une composante inflammatoire caractérisée par une production anormale de cytokines et l'activation de voies de signalisation inflammatoires dans le tissu adipeux. Le gène CX3CR1 code pour le récepteur de la fractalkine (CX3CR1) et possède deux polymorphismes nucléotidiques simples (Single Nucleotide Polymorphisms : SNPs), V249I et T280M, situés dans une région codante, et qui ont été associés à un risque moins élevé de présenter certaines maladies inflammatoires telles que les maladies coronariennes et l'asthme. Dans le but de déterminer si CX3CR1 est associé à l'obésité, nous avons procédé au génotypage des polymorphismes V249I et T280M du gène CX3CR1 chez des sujets ayant un IMC > 30 kg/m2 et des témoins non obèses avec un IMC <30 kg/m2. Les analyses ont révélé que le génotype 280MM est associé à l'obésité (p = 0,022). Pour les deux polymorphismes, et ce de manière indépendante, les femmes portant deux copies de l'allèle mineur avait un tour de taille qui était en moyenne significativement plus élevé que celles qui ne portent qu'une seule copie de l'allèle mineur (MM> TM, P = 0,031; II> VI, P = 0,013), ou celles qui étaient homozygotes pour l'allèle majeur (MM> TT, p = 0,005; II> VV, P = 0,006). Nous avons également observé un tour de taille en moyenne significativement supérieur chez les hommes portant une copie de l'allèle mineur par rapport à ceux qui étaient homozygotes pour l'allèle majeur pour le polymorphisme T280M (TM> TT, P = 0,029). Cette étude suggère que CX3CR1 constitue une cible potentielle d'investigation sur le rôle de l'inflammation dans l'expression de phénotypes de l'obésité.

La dichotomie MSS/MSI dans les cancer colorectaux (CCR) n’influence pas la survie des patients dans le contexte d’un fort infiltrat immun en termes de densité et de cellules effectrices autrement appelé « Immunoscore ». Cependant, le taux de réponse objectif aux immunothérapies est très supérieur dans le cas des CCR MSI que MSS et ce malgré la présence d’un infiltrat immunitaire au sein des tumeurs des CCR MSS. Les CCRm MSS représentant 95% des cas observés en clinique, il est nécessaire de mieux comprendre l’influence du MET des CCRm sur les LT CD8 afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nos recherches se sont focalisées sur CX3CR1, un récepteur couplé aux protéines G (RCPG) donc le rôle dans l’immunité antitumorale a déjà été décrit, comme biomarqueur de réponse aux immunothérapies ou chimiothérapies, mais aussi associé à des fonctions cytotoxiques dans de nombreux modèles infectieux et tumoraux. Ce travail de thèse porte donc sur la compréhension du rôle de CX3CR1 comme biomarqueur dans les CCR, l’investigation des mécanismes de régulation de son expression dans le MET mais aussi l’exploration du rôle direct de l’axe CX3CL1-CX3CR1 dans l’immunité antitumorale médiée par les LT CD8 infiltrant les tumeurs et sa potentielle utilisation comme optimisation des thérapies cellulaires. Nous avons donc mis en évidence que des patients atteints de CCRm qui ne rechutaient pas après chirurgie exprimaient significativement plus CX3CR1 à la surface de leurs LT CD8. Alors que leurs LT CD8 infiltrant la tumeur n’exprimaient pas CX3CR1, nous avons démontré qu’il s’agissait en majorité des LT CD8 CX3CR1+ du sang périphérique qui avaient infiltré le MET. Le TGF-β, sécrété par le MET, induisait une perte d’expression de CX3CR1 via le miR-27a-5p chez ces derniers. De plus, nos travaux ont démontré le rôle de l’axe CX3CR1-CX3CL1 dans la potentialisation des fonctions cytotoxiques des LT CD8+ spécifiques d’antigènes de tumeurs vis-à-vis des cellules cancéreuses y compris des CAR-T cells. Ce travail a permis de mettre en lumière un potentiel mécanisme d'échappement tumoral dépendant du TGF-β inhibant l'expression de CX3CR1 chez les LT CD8 infiltrant la tumeur et privant ces derniers du rôle fonctionnel de ce récepteur dans l’activation des LT CD8
The MSS/MSI dichotomy in colorectal cancer (CRC) does not influence patient survival in the context of a strong immune infiltrate in terms of density and effector cells, also known as the "Immunoscore". However, the objective response rate to immunotherapies is much higher in MSI-CRC compared to MSS-CRC, despite the presence of an immune infiltrate within MSS CRC tumors. Since MSS metastatic colorectal cancers (MSS-mCRC) represent 95% of clinically observed cases, it is necessary to better understand the influence of the MSS-mCRC tumor microenvironment (TME) on CD8 T cells in order to develop new therapeutic strategies. Our research focused on CX3CR1, a G protein-coupled receptor (GPCR) whose role in antitumor immunity has been described as a biomarker for response to immunotherapies or chemotherapies and is also associated with cytotoxic functions in numerous infectious and tumor models. This thesis work aims to understand the role of CX3CR1 as a biomarker in cancers, investigate the mechanisms regulating its expression in the TME, and explore the role of CX3CR1 in antitumor immunity mediated by CD8 T cells infiltrating tumors and its potential use in optimizing cell therapies. We demonstrated that patients with mCRC who did not relapse after surgery had significantly higher expression of CX3CR1 on the surface of their CD8 T cells. While their tumor-infiltrating CD8 T cells did not express CX3CR1, we showed that the majority of these cells were CX3CR1+ CD8 T cells from the peripheral blood that had infiltrated the TME. TGF-β, secreted by the TME, induced a loss of CX3CR1 expression via miR-27a-5p in these cells. Moreover, our work demonstrated the role of the CX3CR1-CX3CL1 axis in potentiating the cytotoxic action of antigen-specific CD8+ T cells against cancer cells. Finally, the addition of this receptor in combination with a CAR-T cell construct potentiated the action of these cells. This work highlighted a potential tumor escape mechanism dependent on TGF-β, inhibiting the expression of CX3CR1 in tumor-infiltrating CD8 T cells and depriving them of the functional role of this receptor

L’infection du système nerveux central (SNC) par le virus herpès simplex 1 (VHS-1) peut mener au développement d’une encéphalite herpétique qui représente l’infection cérébrale sporadique la plus répandue dans les pays développés. Cette infection dévastatrice a une prévalence de 1/250 000 individus, et atteint un taux de mortalité de 30% malgré l’administration d’un traitement antiviral à base d’acyclovir. De plus, la majorité des patients qui survivent à l’infection conservent des séquelles neurologiques graves et permanentes. Il est suggéré, qu’en plus des dommages causés par la réplication virale, la réponse immunitaire inflammatoire induite par l’infection serait responsable de l’exacerbation de l’encéphalite herpétique. Cette réponse inflammatoire est initiée par les macrophages résidents du SNC, nommés microglies. Dans certains désordres neurologiques, Il est proposé qu’en plus des microglies, les monocytes sanguins pourraient infiltrer le SNC et participer à la réponse immunitaire. Les connaissances concernant le recrutement des monocytes périphériques au SNC et leur rôle dans l’élaboration de la réponse immunitaire durant l’encéphalite herpétique sont très limitées. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans cette réponse dirigée contre l’infection du cerveau par le VHS-1 pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et mener au développement de nouvelles stratégies combinant des antiviraux et des agents immunomodulateurs pour contrôler à la fois la propagation du virus et l'état inflammatoire dans le SNC. Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse s’intéressent à l’implication des monocytes périphériques recrutés au niveau du cerveau dans la réponse immunitaire innée développée dans un modèle murin d’encéphalite herpétique. Pour atteindre nos objectifs, nous avons d’abord utilisé des souris chimériques dont les précurseurs myéloïdes dérivés de la moelle osseuse et les leucocytes sanguins expriment la protéine fluorescente verte (GFP pour «green fluorescent protein»). Ce modèle nous a principalement permis de distinguer les macrophages d’origine hématopoïétique des microglies résidentes du SNC car il n’existe aucun marqueur naturel permettant de différencier ces deux populations cellulaires. Cette stratégie nous a aidé à mieux caractériser la cinétique d’infiltration des monocytes, leur localisation dans le cerveau, et leur participation à la réponse immunitaire suite à l’infection du SNC par le VHS-1. La deuxième partie des travaux porte sur les mécanismes impliqués dans le recrutement de ces monocytes et dans le contrôle de l’état inflammatoire au niveau du SNC durant l’encéphalite herpétique. Plus précisément, les expériences réalisées s’intéressent aux rôles de la signalisation via les récepteurs de chimiokines CCR2 et CX3CR1, exprimés à la surface des monocytes sanguins et des microglies, dans la protection ainsi que dans le recrutement des deux sous-types de monocytes sanguins, soient les monocytes «inflammatoires» et «patrouilleurs», au cours de l’encéphalite herpétique. Nos résultats ont montré pour la première fois que les monocytes sanguins infiltraient le SNC pour donner naissance à des macrophages ayant le même profil que les microglies résidentes et que ces cellules participaient à la réponse immunitaire suite à l’infection par le VHS-1. Nous avons également démontré, en utilisant des souris chimériques ayant des déficiences compartimentées en récepteurs CX3CR1 et CCR2 au niveau du SNC au niveau du système hématopoïétique, que les voies de signalisation via CX3CR1 au niveau des cellules résidentes du cerveau et de CCR2 au niveau des cellules hématopoïétiques étaient importantes pour la survie des souris, pour le contrôle de la réplication virale ainsi que pour contenir la réponse inflammatoire cérébrale durant l’encéphalite herpétique expérimentale.
Herpes simplex virus 1 (HSV-1) is the main cause of sporadic viral encephalitis in developed countries with an annual incidence of 1/250 000 individuals per year. Despite the use of acyclovir that aimed at blocking virus replication, the mortality rate associated with HSV encephalitis (HSE) is still high (i.e., 30%), with the majority of surviving patients developing severe neurological sequelae. It is believed that the high mortality rate and neurological disorders attributable to HSE could involve both virally- and immune-induced damages of the central nervous system (CNS). The inflammatory response is initiated by the resident macrophages of the brain, namely microglia. In addition, blood leukocytes, particularly monocytes, are thought to infiltrate the CNS and contribute to the control of viral infection together with microglia. However, it is also argued that these cells may also amplify the inflammatory response, thereby contributing to brain damages. Knowledge concerning the recruitment of peripheral monocytes to the CNS and their role in the immune response during HSE is limited. A better understanding of the mechanisms involved in their dynamic of recruitment might lead to the identification of new therapeutic targets and the development of new strategies combining antiviral agents and immunomodulatory molecules to better control both HSV replication as well as the inflammatory environment in the CNS. The studies presented in this thesis are intended to better evaluate the involvement of monocytes-derived macrophages, together with microglia, in the cerebral innate immune response during experimental HSE. To achieve our goals, we first used chimeric mice in which bone marrow progenitor cells and blood leukocytes express the green fluorescent protein (GFP). This model allowed us to better characterize the kinetics of infiltration of blood monocytes into the CNS, their distribution in different anatomical areas of the brain and their involvement in the immune response during experimental HSE. The second part of the work focuses on the mechanisms involved in the recruitment of monocytes into the CNS and in the control of the inflammatory state in mouse brain following HSV-1 infection. More precisely, experiments aimed at characterizing the role of signaling pathways through chemokine receptors CCR2 and CX3CR1, expressed on the surface of blood monocytes and microglia, in protecting and modulating the recruitment of the two blood monocytes subtypes, namely the "inflammatory" and "patrolling" monocytes, during HSE. To achieve this aim, we used chimeric mouse models of CCR2- and CX3CR1-deficient animals, in which the lack of either receptor was restricted to the hematopoietic system (blood monocytes) or the CNS (microglia). Our results showed that blood monocytes are recruited to the CNS following HSV-1 infection and give rise to microglia-like macrophages. These cells are involved in the immune response together with microglia by performing immunological functions including phagocytosis and antigen presentation. Furthermore, we showed that CX3CR1 and CCR2 expressed on cells of the CNS and in the hematopoietic system, respectively, are important for mouse survival, viral replication control and in maintaining an appropriate inflammatory response during experimental HSE.

L'objectif de ce travail de thèse était de développer des outils pour détecter et traiter le cancer àun stade précoce. Nous avons donc entrepris la synthèse de nouveaux radiopharmaceutiques ciblantspécifiquement le récepteur CXCR4, en utilisant le savoir-faire et l'expertise de notre groupe dans lasynthèse et la fonctionnalisation des polyazacycloalcanes. Nous avons travaillé simultanément surdeux aspects : l'agent chélatant et la molécule vectrice.Dans un premier temps, les travaux ont concerné la conception, la synthèse et la caractérisationde nouveaux macrocycles à fort potentiel pour la chélation du cuivre et du gallium. Nous avons toutd'abord développé une nouvelle voie de synthèse permettant d'accéder à des dérivés homocyclènesC-functionnalisés. Nous nous sommes ensuite intéressés aux dérivés du 1,4,7-triazacyclononane(TACN). En optimisant une voie de synthèse déjà développée au laboratoire, nous avons facilitél'accès à des dérivés TACN N- et C-fonctionnalisés. Nous avons ainsi préparé une série denouveaux agents chélatants bifonctionnels adaptés pour la complexation du cuivre ou du gallium, envariant la nature de la fonction de greffage et des bras coordinants. Nous avons également réalisé lasynthèse de nouveaux cryptands en série cyclène et nous avons étudié leur propriété decomplexation vis à vis du cuivre.Dans un second temps, nous avons développé une nouvelle famille d'agents imageants duCXCR4 en modifiant la structure des AMD3100 et AMD3465. Ce travail a tout d'abord nécessité lamise au point de nouvelles méthodes de fonctionnalisation de ces structures. Nous avons ainsi pupréparer de nouveaux synthons porteur d'une fonction de greffage dans les deux séries. Nous avonsensuite introduit différentes sondes imageantes, telles que des chélates adaptés pour la complexationdu cuivre, gallium et indium ainsi que des sondes fluorescentes de type bodipy.

La libération des mégacaryocytes matures hors de la moelle osseuse est indispensable pour la production des plaquettes. Les mécanismes de cette libération ne sont pas clairement élucidés. Les chimiokines et leurs récepteurs ont été impliqués dans la régulation de la migration des cellules hématopoïétiques vers un site spécifique, mais également dans leur rétention dans ce site. Nous avons étudié le rôle de la chimiokine SDF-I et de son récepteur CXCR4 dans la mégacaryopoïèse, et montré que CXCR4 est exprimé dans les mégacaryocytes et les plaquettes, avec une expression croissante au cours de la maturation. Contrairement à son expression, la fonctionnalité du récepteur en réponse à SDF-I est diminuée au cours de cette différenciation. CXCR4 est couplé aux protéines Gay pour la transduction du signal. Dans une approche de RT-PCR en utilisant des oligonucléotides dégénérés, nous avons montré que plusieurs membres de la famille des protéines ROS, protéines impliquées dans la régulation négative des récepteurs couplés aux protéines Gαβγ, sont exprimés dans les mégacaryocytes matures et les plaquettes. L'expression des ARNm de RGS2 et ROSI6 augmente au cours de la maturation mégacaryocytaire, contrairement aux ROS, -1, -3 et -5. Seule l'expression de ces deux ROS sont régulées positivement par SDF-1 montrant leur rôle spécifique dans la régulation de la fonction de CXCR4. La surexpression de ROSI, RGS2, RGS3, et RGSI6, à la fois dans unelignée cellulaire mégacaryocytaire MO7e et dans des mégacaryocytes produits in vitro, conduisent à une inhibition de la réponse à SDF-1, aussi bien en migration que dans l’activation des MAP Kinases. L'ensemble de ce travail montre que le couple CXCR4/SDFI est impliqué dans la régulation de la migration des temps précoces de la mégacaryopoïèse. Ils suggèrent que la régulation positive de RGS2 et ROS16 au cours de la mégacaryopoïèse joue un rôle dans la perte de la fonction de CXCR4 et leur sortie de la moelle vers la circulation
Mature megakaryocytes migration out of the bone marrow represents the ultimate step for platelet production and their release into the blood circulation. Regulation of this mechanism remains to be determined. Chemokines and their receptors play a major role in regulating cell migration towards specifie site, but also in cell retention. We studied the role of the SDF-I chemokine and its receptor CXCR4 during megakaryopoiesis. CXCR4 is expressed in megakaryocytes and platelets with an increasing expression during this differentiation process. Nevertheless, in opposite to CXCR4 expression, response to SDF-1 is down regulated during megakaryocyte maturation. CXCR4 signal transduction is mediated through heterotrimeric G protein αβγ. Using RT- PCR with degenerate oligonucleotides, we showed expression of severa! ROS proteins family members, negative regulators of G protein coupled receptor signaling, in megakaryocytes and platelets. RGS2 and RGS16 transcript levels, but not ROSI, RGS3 and ROSS, increase during megakaryocyte differentiation. Only these two ROS are transcriptionnaly upregulated in response to high concentrations ofSDF-1, revealing a specifie role in downregulating CXCR4 function. ROSI, RGS2, RGS3, and RGS16 overexpression in a megakaryocytic cellline MO7e and in megakaroyctes obtained in vitro lead to an inhibition ofSDF-1 response as weil as in migration and MAP kinases activation assays. This whole work implies CXCR4/SDF-I proteins in regulation of early stages of megakaryocyte migration. Our results suggest that upregulation of RGS2 and ROS16 expression during MK maturation plays a crucial role in CXCR4 loss of function and megakaryocyte release into the blood circulation

Le couple CXCR4/SDF-1 joue un rôle crucial dans la domiciliation des cellules souches hématopoïètiques (CSH). L'étude de la régulation de la fonction de CXCR4 est cruciale pour mieux décrypter les mécanismes de migration, mobilisation et rétention des CSH, Un des modes de régulation implique l'accumulation de neutrophile élastase (NE) et cathépsineG (CG) associée au clivage de l'extrémité N-terminale de CXCR4, Nous montrons que la forme murine de CXCR4 est clivé très rapidement après traitement avec la NE et la CG, Les formes mutées de CXCR4 potentiellement résistants aux deux enzymes que nous avons générées sont toujours sensibles au clivage mais l'étude fonctionnelle de cas mutants a révélé que certains acides aminés sont essentiels à la signalisation de CXCR4. La fonction de CXCR4 est également régulée par la concentration extracellulaire de SDF-1. Nous montrons que le récepteur CXCR7 est capable de lier SDF-1, qui! n'est pas exprimé dans les cellules hématopoïètiques alors que son expression est forte dans les cellules de lignées stromales et primaires et qu'en surexpression, il ne confère ni la capacité migratoire ni l'activation des voies PÎ3K et MAPK en réponse à SDF-1. Cependant CXCR7 peut inhiber de manière paracrine la réponse à SDF-1 de cellules exprimant CXCR4. Finalement, nous avons démontré que des cellules stromales MS-5 surexprimant CXCR7 pouvaient inhiber la prolifération et la capacité de soutient de l'hématopoïèse des cellules hématopoïètiques immatures humaines et murines en piégeant SDF-1 du milieu extracellulaire suggérant fortement que CXCR7 est un récepteur « decoy » qui régule de manière négative la fonction de CXCR4
Couple CXCR4/SDF-1 plays a crucial role in the domiciliation of the HSC. The study of the regulation of the fonction of CXCR4 is crucial for better describing the mechanisms of migration, mobilization and retention of the hematopoietic original cells. One of the modes of regulation implies the accumulation of neutrophil elastase{NE) me cathepsinG (CG) associated with the cleavage of the N-terminal of CXCR4. We show that the murine form of CXCR4 is cleaved very quickly after treatment with NE and CG. The mutated forms of CXCR4 potentially resistant to the two enzymes which we generated are always sensitive to cleavage but the functional study of these mutants revealed that certain amino-acids are essential for CXCR4 signaling, The fonction of CXCR4 is also controlled by th0 extracellular concentration of SDF-1. We show that CXCR7 receptor is able to bind SDF- 1, is not expressed in thé hematopoietic cells whereas its expression is strong in stromal cell lines and primary stromal cells and that in overexpression, it confers neither the migratory capacity nor the activation of PI3K and MAPK pathways in response to SDF-1, However, CXCR7 can inhibit in a paracrine manner SDF-1 biological activities of cells expressing CXCR4, FinaHy, we showed that MS~5 stromal celis overexpressing CXCR7 inhibit the proliferation and hematopoiesis of human and murine hematopoietic immature cells by trapping SDF-1 of the extracellular medium strongly suggesting that CXCR7 is a "decoy receptor" which controls in a negative manner the fonction of CXCR4

Depuis quelques décennies, le syndrome d'immunodéficience acquise a causé la mort de millions de personnes. La recherche des dernières années a permis de caractériser l'agent causal, le virus de l'immunodéficience humaine, d'identifier des cibles thérapeutiques ainsi que de développer des drogues permettant de contrôler la réplication de ce virus. Toutefois, nous constatons l'émergence de souches virales résistantes à un ou plusieurs des médicaments disponibles. De plus, bien qu'elle permette de bien contrôler la réplication du virus, la thérapie actuelle ne permet pas son éradication et il n'existe aucun vaccin efficace pour la prévention de l'infection. Le virus persiste ainsi dans certaines cellules infectées, lesquelles formeront un réservoir viral. Les monocytes représentent une population cellulaire favorable à la formation d'un tel réservoir viral. Leur dissémination et leur accumulation dans les ganglions lymphatiques constitueraient une étape critique dans la persistance du virus. Les mécanismes menant à la migration des monocytes vers les ganglions lymphatiques sont actuellement méconnus. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse avaient pour objectif de mieux comprendre les évènements immunologiques et moléculaires contrôlant la migration des monocytes vers les ganglions lymphatiques. Dans un premier temps, nous avons démontré le rôle de la prostaglandine E[indice inférieur 2], une cytokine produite massivement au cours de l'infection, dans le contrôle de l'expression du récepteur de chimiokine CCR7 chez les monocytes. Ce récepteur est responsable de la migration des leucocytes vers les ganglions lymphatiques sous l'action chimiotactique des chimiokines CCL19 et CCL21. Nous avons démontré qu'une exposition des monocytes à la prostaglandine E[indice inférieur 2] entraînait une augmentation de leur migration vers ces chimiokines. Nous avons caractérisé les voies de signalisation intracellulaire activées par la prostaglandine E[indice inférieur 2] menant à l'expression de CCR7 chez les monocytes. Nous avons ainsi établi que la synthèse d'AMPc résultant de l'activation des récepteurs EP[indice inférieur 2] et EP[indice inférieur 4] entraînait l'expression de CCR7 chez les monocytes. Nous avons ensuite démontré l'implication des kinases PKA, ERK et p38 dans ce processus. Dans un second temps, nous avons vérifié l'effet de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine sur l'expression et la fonctionnalité du récepteur CCR7 chez les monocytes exposés à la prostaglandine E[indice inférieur 2]. Notre modèle expérimental démontre que l'exposition des monocytes au virus de l'immunodéficience humaine diminue le niveau de surface ainsi que la fonctionnalité du récepteur CCR7. Toutefois, la prostaglandine E[indice inférieur 2] augmente l'expression de CCR7 à la surface des monocytes exposés au virus, ce qui résulte en une augmentation de la sensibilité des monocytes pour la chimiokine CCL19. Nos résultats suggèrent que lors de la transmission mucosale du virus de l'immunodéficience humaine, l'exposition des monocytes au virus ainsi qu'à la prostaglandine E[indice inférieur 2] pourrait favoriser la dissémination du virus vers les ganglions lymphatiques. Une meilleure compréhension de la pathogenèse du virus ainsi que des mécanismes menant à la dissémination virale pourrait conduire à l'amélioration de l'approche thérapeutique actuelle.

Les infections humaines par Schistosoma japonicum et Schistosoma mansoni provoquent des pathologies hépatospléniques conduisant à la fibrose hépatique sévère chez 5 à 30% des sujets infectés vivant en zone endémique. Plusieurs études ont montré que le développement de cette fibrose était régulé par des cytokines mais aussi par des chimiokines. Les chimiokines sont des cytokines chimioattractantes produites par une variété des cellules immunes et non immunes, et qui ont été impliqués dans la régulation de l'inflammation granulomateuse et la fibrose pulmonaire et hépatique chez la souris et chez l'homme. Nous avons donc étudié la modulation des chimiokines et récepteurs dans le foie et la rate des patients hépatospléniques exposés à l'infection par S.japonicum. Notre étude démontre que les transcrits de chimiokines de type CXC et CC ainsi que des récepteurs sont augmentés dans le foie des patients hépatospléniques, lesquels ne sont pas significativement augmentés dans la rate au cours de l'infection. Cette augmentation des transcrits de chimiokines n'est pas restreinte aux chimiokines inflammatoires, une augmentation des transcrits des chimiokines homéostatiques CCL19 et CCL21 est aussi observée dans le foie des patients hépatospléniques. Nous avons également observé une corrélation des niveaux d'expression des ligands CXCR3 entre eux, dans le foie des sujets hépatospléniques. Ces observations suggèrent que les chimiokines régulent l'inflammation hépatique induite par les œufs de schistosomes et jouent probablement un rôle dans la fibrose hépatique
Human infections with Schistosoma japonicum and Schistosoma mansoni causes hepatosplenic diseases leading to severe hepatic fibrosis in 5 to 30% of infected subjects living in endemic areas. Several studies demonstrated that the development of this fibrosis was regulated by cytokines but also by chemokines. Chemokines are the chemoattractant cytokines produced by a variety of immune and non-immune cells, and have been involved in the regulation of inflammation and granulomatous pulmonary and hepatic fibrosis in mice and humans. We therefore studied the modulation of chemokines and receptors in the liver and spleen of hepatosplenic patients exposed to infection with S.Japonicum. Our study demonstrates that the transcripts of CXC and CC chemokines and their receptors are increased in the liver of hepatosplenic patients, which were not significantly increased in the spleen during infection. This increase of transcripts of chemokines is not restricted to inflammatory chemokines, an increase of transcripts of homeostatic chemokines CCL19 and CCL21 is also observed in the liver of hepatosplenic patients. Moreover, the proportion of CD3+ lymphocytes but not CD14+ monocytes/macrophages is increased in the liver. We also observed a correlation of expression levels of CXCR3 ligands between them, in the liver of hepatosplenic subjects. These observations suggest that chemokines regulate hepatic inflammation induced by schistosoma eggs and probably play a role in liver fibrosis ensuing

Les cellules lymphoïdes innées de groupe 3 (ILC3) contribuent activement à l’homéostasie intestinale par leur production d’Interleukin-22 (IL-22). Ces ILC3 regroupent 2 sous-populations majeures, les LTi (« Lymphoid Tissue inducer »), caractérisées par l’expression du récepteur au chimiokine CCR6, et les ILC3 exprimant le facteur de transcription (FT) T-bet, qui comprennent une population positive pour le marqueur de surface NKp46, récepteur originalement utilisé pour identifier les ILC de groupe 1 (ILC1). Les ILC1 jouent un rôle prépondérant dans la réponse aux pathogènes intracellulaires et anti-tumorale. Jusqu’à présent, trois populations majeures composent les ILC1 : les lymphocytes cytotoxiques Natural Killer (NK ou ILC1b), qui dépendent largement du FT Eomes et expriment l’intégrine CD49b ; les ILC1 hépatiques et intestinaux, qui dépendent du FT T-bet et expriment CD49a (ILC1a) ; et une population CD49a+ et DX5+ indépendante du FT Nfil3 localisée dans les glandes salivaires ou l’utérus (ILC1ab). Mes travaux visent à comprendre la biologie des ILC exprimant NKp46, ainsi que les facteurs impliqués dans leur développement, leur maturation et leur fonction. La majeure partie de ma thèse se concentre sur les NKp46+ ILC3. Premièrement, nous démontrons un rôle majeur pour le récepteur aux chimiokine CXCR6 dans la localisation des NKp46+ ILC3 dans les villi de la lamina propria intestinale (Satoh-Takayama et al. 2014). Deuxièmement, j’ai mis en évidence que NKp46+ ILC3 pouvait perdre l’expression de NKp46 (Verrier et al. 2016). Déclenchée par le TGFβ, cette perte d’expression est associée à une plus forte capacité à produire de l’IL-22, mais aussi à l’acquisition de marqueurs identifiant les LTi (CCR6, MHC-II), démontrant ainsi la plasticité des NKp46+ ILC3. Enfin, en collaboration avec le groupe de Rachel Golub, nous avons confirmé le rôle présumé de la molécule Notch dans cette plasticité (Chea et al. 2016). Dans ce manuscrit, je discuterai du développement et de l’hétérogénéité des ILC3, ILC1a, ILC1b et ILC1ab. L’ensemble de mes résultats soutient une vision dynamique de la biologie des ILC reflétant l’adaptation de ces cellules effectrices face à leur environnement. En caractérisant les différents acteurs impliqués dans ce processus dynamique, mes travaux pourront servir au développement de thérapies visant à contrôler l’équilibre entre ces différentes populations dans divers pathologies comme le cancer, les infections virales, ou encore les maladies intestinales
Group 3 Innate Lymphoid cells (ILC3) actively maintain mucosal homeostasis through the production of Interleukin-22 (IL-22). ILC3 encompass 2 major populations, LTi (« Lymphoid Tissue inducer »), characterized by the expression of the chemokine receptor CCR6, and ILC3 that express the transcription factor T-bet, which include a population expressing the surface marker NKp46, a receptor originally used to identify group 1 ILC (ILC1). ILC1 plays a major role in the defense against intracellular pathogens and anti-tumoral responses. Three major ILC1 populations have been identified: the cytotoxic lymphocytes « Natural Killer » (NK or ILC1b), which largely rely for on the transcription factor Eomes their generation and express the integrin CD49b; hepatic and intestinal ILC1 that depends on the T-bet transcription factor and express CD49a (ILC1a); and a population that expresses CD49a and CD49b (ILC1ab) and populates the salivary gland and the uterus, which is independent of the transcription factor Nfil3. My work aimed to understand the biology of NKp46 expressing ILC, as well as factor involved in their development, maturation and function. The major part of my work focuses on NKp46+ ILC3. First, we demonstrate a major role for the chemokine receptor CXCR6 in their localisation in the lamina propria villi (Satoh-Takayama et al. 2014). Second, I showed that NKp46+ ILC3 could lose NKp46 expression (Verrier et al. 2016). Induced by TGFβ, this loss of expression was associated with higher IL-22 production and by the acquisition of markers identifying LTi (CCR6, MHC-II), demonstrating NKp46+ ILC3 plasticity. Finally, in collaboration with Rachel Golub’s group, we confirmed a putative role for Notch-signaling in this plasticity (Chea et al. 2016). In this manuscript, I will discuss the development and the heterogeneity of ILC3, ILC1a, ILC1b and ILC1ab. All the results I generated support a dynamic vision of ILC biology, which reflects how they adapt in response to environmental cues. By characterizing the different actors involved in this dynamic process, my work could be used to design therapies aiming at controlling the equilibrium between these different populations in diverse pathologies such as cancer, viral infection, or intestinal diseases

RÉSUMÉ Le récepteur de chimiokine CXCR7 a été récemment identifié comme liant la chimiokine SDF-1, anciennement considérée comme ligand exclusif du récepteur CXCR4. Ces deux récepteurs sont exprimés majoritairement dans les mêmes types cellulaires et, ainsi, la découverte de CXCR7 incite à réévaluer les effets respectifs de SDF-1 sur CXCR4. Étant donné son rôle dans le cancer, CXCR4 est une cible de choix pour le développement de molécules thérapeutiques. Également, CXCR7 semble être impliqué dans la croissance tumorale. AMD3100, un antagoniste «sélectif» pour CXCR4, est maintenant commercialisé. Cet antagoniste a été identifié comme liant lui aussi CXCR7. De plus, sur CXCR7, l’AMD3100 agit comme agoniste puisqu’il induit le recrutement de la β-arrestine, à l’opposé de son effet sur. En revanche, AMD3100 n’induit pas le recrutement de la β-arrestine à CXCR4. Basé sur ces résultats, il est nécessaire de revoir la sélectivité d’autres antagonistes synthétiques de CXCR4. À l’aide de la technique de BRET (Résonance d’un transfert d’énergie par bioluminescence), nos résultats montrent que le Tc14012, un autre antagoniste synthétique de CXCR4, et structurellement distinct de l’AMD3100, interagit avec CXCR7. Contrairement à CXCR4, les deux antagonistes de CXCR4 agissent comme agonistes sur CXCR7 en induisant le recrutement de la β-arrestine. Nos résultats suggèrent que l’organisation spatiale du corps du récepteur serait responsable de cet effet opposé. En conclusion, AMD3100 et Tc14012 ne sont pas sélectifs pour CXCR4, puisqu’ils interagissent avec CXCR7. Lors du développement de nouvelles molécules synthétiques ciblant CXCR4, il serait alors nécessaire d’en évaluer leur sélectivité, et leurs effets en les testant aussi sur CXCR7. Mot-clés : Récepteur de chimiokine CXCR4 et CXCR7, BRET, recrutement de la β-arrestine, AMD3100, Tc14012 et SDF-1.
ASBTRACT SDF-1 was at first thought to exclusively bind CXCR4, but it was subsequently found to also bind to the chemokine receptor CXCR7. CXCR4 is a promising target for drug development due to its role in cancer. AMD3100 is newly commercialised synthetic antagonist of CXCR4. This drug leads to massive release of hematopoietic stem cell into the peripheral blood. It was found that AMD3100 also binds to CXCR7 and acts as an agonist of β-arrestin recruitment to CXCR7. An antagonist of CXCR4 acts as an agonist on CXCR7. Prompted by this observation, we tested whether this might hold true for other CXCR4 antagonist. Tc14012, a peptidomimetic of T140, has been extensively described as a potent CXCR4 antagonist. We find that TC14012 also interacts on CXCR7. Like AMD3100, TC14012 alone induces β-arrestin recruitment to CXCR7. Thus, two structurally unrelated CXCR4 antagonists, AMD3100 and TC14012, are agonists of the CXCR7-arrestin pathway. This suggests distinct activation mechanisms of the arrestin pathway by CXCR4 and CXCR7. The results we obtained using a BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer)-based arrestin recruitment assay, suggest that the CXCR7 receptor core is responsible for the recruitment of beta-arrestin in response to AMD3100 and TC14012. The finding that both AMD3100 and TC14012 do not only bind CXCR4, but also CXCR7, with opposite effects on arrestin recruitment, is important for the use of the compounds as tools to dissect SDF-1-mediated effects. This may be a general feature of synthetic ligands of the two receptors, with potential consequences for drug development. Key words: Chemokine receptor, CXCR4 and CXCR7, BRET, β-arrestin recruitement, TC14012, AMD3100 and SDF-1.

Les estrogènes sont impliqués dans plusieurs aspects de la physiologie humaine en particulier, le développement, la croissance, la différenciation des tissus reproducteurs, la reproduction, et la grossesse. Les effets cellulaires des estrogènes sont transmis via l'interaction avec les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ. L’activation de ERα et ERβ contrôle directement la transcription des gènes cibles nécessaires pour médier les effets physiologiques des estrogènes. L’effet des estrogènes peut aussi être mitogénique et devient la cause de plusieurs pathologies surtout dans les tissus qui présentent une sensibilité accrue à l’hormone tel que les tissus mammaires, les ovaires et l’utérus. De ce fait, une surexposition de ces tissus à l’estrogène augmente le risque de développer le cancer. Dans une lignée cellulaire qui coexprime les deux récepteurs, nous avons identifié la chimiokine SDF-1 qui interagit avec le récepteur CXCR4 et qui décrit une boucle de régulation autocrine/paracrine entre la voie des chimiokines et celle des estrogènes. Cette régulation induit une augmentation de l’expression des gènes cibles prolifératifs du cancer du sein. Cependant, les mécanismes exacts de cette régulation restent inconnus. Afin d'identifier les cibles exactes de cette régulation au niveau génomique, nous avons développé un modèle cellulaire pour discriminer le rôle respectif de ERα et ERβ au niveau du contrôle transcriptionnel de cette boucle de régulation des chimiokines. En partant d’une lignée cellulaire ER-, nous avons généré un système cellulaire qui exprime l’un ou l’autre des isoformes en plus du mutant ERβ-S87A. Nous avons construit le promoteur CXCR4bLuc qu’on a testé dans les lignées cellulaires générées. En utilisant la construction du promoteur CXCR4bLuc, nous avons démontré une voie de régulation des récepteurs des chimiokines par les récepteurs des estrogènes. L’activation membranaire de CXCR4 par SDF-1 implique l’activation directe du récepteur de l’estrogène ERβ par phosphorylation de la sérine 87. Cette phosphorylation active ERβ et favorise l’expression du gène de CXCR4. La transcription de CXCR4 passe par la liaison de ERβ au niveau d’un élément de liaison ERE que nous avons identifié dans ce travail par la technique de ChIP. Ainsi, nous avons identifié une cible exacte de la régulation des récepteurs des chimiokines CXCR4 par le récepteur des estrogènes ERβ qui peut constituer une approche prometteuse pour contrer les pathologies associées au cancer du sein et ses métastases.
Estrogens are involved in development, growth, differentiation, reproduction, and pregnancy. The cellular effects of estrogens are mediated through its interaction with estrogen receptors ERα and ERβ. The ERα and ERβ activation controls directly the transcription of target genes required to mediate the physiological effects of estrogen. The effect of estrogen may be mitogenic and becomes the cause of many diseases especially in tissues that have greater sensitivity to the hormone such as breast tissue, ovaries and uterus. Therefore, overexposure of these tissues to estrogen increases the risk of developing cancer. In a cell line that co-expresses both receptors, we identified the chemokine SDF-1 that interacts with the CXCR4 receptor and describes an autocrine / paracrine loop pathway between chemokines and estrogen. This control leads to an increase of the expression of proliferatives target genes in breast cancer. However, the exact mechanisms of this regulation remain unknown. To identify the exact target of this regulation at the genomic level, we have developed a cellular model to discriminate the respective role of ERα and ERβ level of transcriptional control of the loop chemokines. Starting from an ER- cell line, we generated a cell system that expresses one or other of isoforms in addition to the mutant ERβ-S87A. We built the promoter CXCR4bLuc that we have tested in the generated cell lines. Using the CXCR4bLuc promoter construct, we have demonstrated a regulatory pathway of chemokine receptors by estrogen receptors. The membrane activation of CXCR4 by SDF-1 involves the direct activation of estrogen receptor ERβ by phosphorylation of serine 87. This phosphorylation leads to activate ERβ and promotes the expression of CXCR4 gene. The transcription of CXCR4 involves the binding of ERβ at an ERE binding element that we have identified in this work by the ChIP technical. Thus the identification of a precise ERE target regulation of chemokine receptors CXCR4 by estrogen receptor ERβ, is a promising approach to counter the pathologies associated with breast cancer and its metastases.

La régulation de la transcription des gènes par les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ joue un rôle important dans la croissance cellulaire et dans le développement du cancer du sein. Une augmentation de l’expression de CXCR4 et de son ligand SDF-1/CXCL12 corrèle avec un phénotype plus agressif du cancer du sein. Ici, nous démontrons un mécanisme de boucle de régulation positive entre la signalisation de CXCR4/SDF-1 et l’activité transcriptionnelle des ERs dans des cellules cancéreuses mammaires. L’activité transcriptionnelle de ER et l’expression de gènes cibles de ER, dont SDF-1 lui-même, sont augmentées dans la lignée cancéreuse mammaire MCF-7 en réponse à SDF-1. Ces effets sont bloqués par l’anti-estrogène fulvestrant et par la délétion de CXCR4. Par ailleurs, l’expression des gènes et la prolifération des cellules cancéreuses mammaires MCF-7 en réponse à l’estrogène sont altérées par l’inhibition de CXCR4. La signalisation par les facteurs de croissance joue un rôle important dans le cancer du sein. La surexpression et la dérégulation de la signalisation par le récepteur à activité tyrosine kinase ErbB2 corrèlent avec un phénotype tumoral mammaire plus agressif et un moins bon pronostic. Cependant, comment la signalisation de ErbB2 et de CXCR4 sont fonctionnellement reliées dans la régulation de la réponse de ER dans les cellules cancéreuses mammaires n’est pas connue. Nous démontrons ici que CXCR4 régule négativement l’expression protéique de ErbB2 et de son partenaire d’interaction ErbB3 ainsi que la phosphorylation de ErbB2. CXCR4 altère l’activation de la voie PI3-K/Akt par le dimère ErbB2/ErbB3 en réponse à héréguline alors qu’en présence de SDF-1, les niveaux d’activation sont récupérés. Nous avons trouvé que héréguline-β promouvoit la phosphorylation de la sérine 339 de CXCR4, un site important pour l’internalisation et la signalisation du récepteur. De plus, le recrutement de ErbB2 à CXCR4 est favorisé par ErbB3 et héréguline-β. L’activité transcriptionnelle ainsi que l’expression des gènes cibles de ER en réponse à l’héréguline sont relevées avec l’expression de CXCR4 et partiellement récupérées avec l’addition de SDF-1. Ces résultats démontrent que le recrutement de CXCR4 à ErbB2 altère la signalisation médiée par ErbB2/ErbB3 ainsi que l’activité hormonale de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. Nous travaux ont permis d’identifier et de caractériser l’impact de la signalisation médiée par des récepteurs membranaires sur la réponse transcriptionnelle de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. La signalisation membranaire est un facteur pouvant contribuer à la résistance aux thérapies endocriniennes et donc cibler les récepteurs impliqués s’avèrerait utile pour améliorer les traitements existants et mettre au point de nouvelles approches.
Induction of estrogen-regulated gene transcription by estrogen receptors ERα and ERβ plays an important role in breast cancer development and growth. High expression of the chemokine receptor CXCR4 and its ligand CXCL12/SDF-1 has also been correlated with aggressive breast tumor phenotypes. Here, we describe a positive regulatory loop between CXCR4/SDF-1 signaling pathway and ER transcriptional competence in human breast cancer cells. Treatment of breast carcinoma MCF-7 cells with SDF-1 increased ER transcriptional activity and expression of ER target genes, including SDF-1 itself. These effects were blocked by the antiestrogen ICI-182780 and by CXCR4 silencing, and conversely, estrogen-induced gene expression and growth of MCF-7 cells were impaired upon CXCR4 inhibition. Growth factor signaling also plays an important role in breast cancer. Overexpression and deregulated signaling of receptor tyrosine kinase ErbB2 correlate with aggressive breast tumor phenotype and poor outcomes. However, how ErbB2 and CXCR4 signaling is functionally related to regulate ER response in breast cancer cells is not known. Here we show that steady-state levels of ErbB2 and its dimeric partner ErbB3, as well as ErbB2 tyrosine phosphorylation were negatively regulated with the expression of CXCR4. CXCR4 downregulated ErbB2/ErbB3 dimer activation of the PI3-K/Akt pathway in response to ErbB3 ligand heregulin-β, whereas addition of SDF-1 restored activation levels. We found that heregulin-β promoted CXCR4 phosphorylation at serine 339, an important site for CXCR4 internalization and signaling. In addition, ErbB2 recruitment to CXCR4 was enhanced by ErbB3 and heregulin-β. Transcriptional activity and gene expression measurement showed that the hormonal repression of ER was relieved with the expression of CXCR4 and partially recuperated with the addition of SDF-1. Together, these results show that CXCR4 recruitment to ErbB2 alters ErbB2/ErbB3 signaling pathway and downstream regulation of ER hormonal activity in in breast cancer cells. Our work has enabled us to identify and characterize the impact of membrane receptors signaling on ER transcriptionnal response in breast cancer cells. Membrane signaling is one of the factors involved in endocrine therapy resistance and targeting the receptors implicated could be benificial to improve existing treatments and to work on the creation of new ones.

Le sang provenant d’un cordon ombilical (SCO) représente une bonne source de cellules souches hématopoïétiques (CSH) pour des transplantations. Cependant, le nombre de cellules souches contenues dans ce sang est souvent insuffisant pour greffer un adulte. Le mécanisme intervenant dans la domiciliation de ces cellules au sein de la moelle osseuse (MO) est encore mal compris. On sait que l’interaction entre la chimiokine SDF-1 et le récepteur CXCR4, présent sur les cellules CD34+ de SCO, mène à la migration de ces cellules en direction de la MO. Nous pensons que l’augmentation de la proportion de cellules qui réussit à se greffer pourra pallier au problème du nombre. Les produits de dégradation, C3a et le C3desarg,, issus du système du complément, sont connus pour favoriser la réponse de cellules exprimant CXCR4 vers SDF-1. Nous avons analysé l’effet du C3adesarg, molécule non anaphylatoxique, sur la migration cellulaire vers SDF-1, de même que sur la prise de greffe des cellules CD34+ issues de SCO suite à une transplantation sur des souris NOD/SCIDyC-. Nos expériences ont démontré que le C3a ainsi que le C3adesarg augmentaient tous les deux la réponse des cellules CD34+ vers SDF-1. Toutefois, nous n’avons pas pu démontrer que ces molécules liaient directement le récepteur CXCR4. Par contre, le composé C3adesarg favorise la prise de greffe des cellules CD34+ de SCO. Il serait donc un bon candidat pour poursuivre une optimisation de ses propriétés. Nous avons également constaté que suite à une transplantation chez la souris, les cellules CD34+ de SCO subissent une hausse d’expression transitoire de leur CXCR4 environ quatre jours après la greffe. Cette hausse d’expression coïncide avec la multiplication des cellules CD34+ dans la MO. Nous avons également confirmé qu’une cellule CD34+ avec une forte expression de CXCR4 était dans un état prolifératif. Nos données suggèrent que l’interaction directe avec les cellules stromales soit responsable de cette hausse d’expression de CXCR4.
Since the first successful cord blood (CB) transplant was performed there has been a gradual increase in the use of CB for haematopoietic stem cell (HSC) transplantation, but the number of stem cells per CB is in general too low to ensure successful transplantation in adult patients. We would like to bypass the limitation of insufficient number of these cells in CB by enhancing the engraftment efficiency. The chemokine stromal-derived factor (SDF)-1, that binds to its receptor, CXCR4, plays an important and unique role in regulating the trafficking of HSC and their homing/retention in bone marrow (BM), but molecular regulatory mechanism of niches for HSC maintenance remains unclear. The complement C3 cleavage fragments, C3a and C3adesarg, modulate the responsiveness of CXCR4-expressing cell lines to SDF-1. We assessed the effect of the non anaphylatoxic complement fragment, C3adesarg, on SDF-1 responsiveness and engraftment of CB-HSC transplantation in a NOD/SCIDyC- mouse model. Complement breakdown products C3a and C3adesarg both increase the responsiveness of CD34+ cells to SDF-1. We find no evidence for direct interaction of complement fragments with CXCR4. Our data suggest that C3adesarg might contribute to optimize CB-HSC homing to bone marrow, and therefore efficacy of cord blood transplantation. We quantified the number of CXCR4 on the surface of CB-CD34+ after transplantation in mice. Our results showed that there is a transient overexpression of CXCR4 on the surface of HSC CD34+ found in the BM of NOD/SCIDyC- mice after 4-5 days post-injection. This transient overexpression correlated with multiplication of CD34+ cells in the BM. We confirm that the cells with an overexpression of CXCR4 are in a proliferation state. Our data suggested that this transient overexpression is caused by an interaction with the stomal cells.