Tesi sul tema "Non auto immune"

Le développement de l’uvéite auto-immune expérimentale (UAE) se fait en plusieurs étapes, commençant par l’activation en périphérie de lymphocytes T auxiliaires auto-réactifs spécifiques d’antigènes rétiniens, leur migration vers l’œil, où ils sont réactivés de façon antigène-spécifique et CMH II (complexe majeur d’histocompatibilité de classe II)-dépendante pour enfin induire la rupture de la barrière hémato-rétinienne (BHR), permettant le recrutement aspécifique de cellules inflammatoires responsables des dommages tissulaires. Tous ces processus représentent des cibles potentielles pour des thérapies biologiques ciblées. Dans cette perspective, notre travail a pour but d’approfondir la compréhension des mécanismes impliqués dans le recrutement de cellules inflammatoires, la présentation locale d’antigènes rétiniens et la rupture de la BHR interne lors de l’induction de l’UAE par transfert adoptif.L’expression de molécules d’adhésion par les cellules de la BHR joue un rôle central dans l’infiltration de cellules inflammatoires dans l’œil. Dans ce contexte, nous avons d’abord montré qu’à l’instar de ce que nous avions démontré pour VCAM-1, l’expression d’ICAM-1 est fortement induite dans la rétine durant l’UAE, avec une intensité et une extension corrélées à la sévérité de la maladie. Cependant, alors que VCAM-1 est uniquement inductible, une expression basale d’ICAM-1 est détectée dans la rétine naïve. Le ligand d’ICAM-1, LFA-1, est exprimé de façon ubiquitaire par les cellules immunes circulantes, contrairement au ligand de VCAM-1, VLA-4, qui n’est exprimé que par une minorité de cellules. Par ailleurs, nous avons observé une répartition tissulaire différente de ces deux molécules d’adhésion dans la rétine. En effet, si ICAM-1 prédomine dans l’épithélium pigmentaire rétinien, VCAM-1 est fortement exprimé au niveau des lésions de vasculite, à la fois sur les cellules endothéliales et gliales péri- vasculaires. Ces 2 sites correspondent respectivement à la BHR externe et interne. Ces différences majeures en termes de distribution rétinienne des molécules d’adhésion pourraient refléter des voies d’entrée distinctes pour les cellules inflammatoires lors de leur pénétration dans l’œil.Comme les lymphocytes T auto-réactifs n’induisent la maladie qu’après avoir localement reconnu leur antigène, nous nous sommes ensuite intéressés à identifier les cellules présentatrices d’antigène (CPA) potentielles exprimant du CMH II dans la rétine lors de l’UAE. Nous avons tout d’abord observé une forte induction de l’expression de molécules du CMH II dans la rétine lors de l’inflammation intraoculaire, corrélée avec la sévérité de la maladie. Celle-ci est associée avec l’induction de l’expression de molécules de co-stimulation, particulièrement sur les cellules exprimant fortement le CMH II. L’expression la plus forte de CMH II se retrouve dans la rétine interne, au niveau des vaisseaux enflammés et s’étend vers les couches externes de la rétine et l’espace sous-rétinien dans les uvéites sévères. Nous avons identifié 3 populations de CPA potentielles exprimant le CMH II dans la rétine :des cellules CD45-CD11b- non-hématopoïétiques exprimant faiblement le CMH II et des cellules CD45+CD11b+ hématopoïétiques exprimant plus fortement le CMH II, pouvant être subdivisées en cellules Ly6C+ et Ly6C-. L’analyse bio-informatique à l’aveugle du transcriptome de ces 3 populations mène à une ségrégation claire des échantillons, avec un enrichissement en marqueurs de macrophages et de microglie dans les cellules Ly6C+ et Ly6C-, respectivement. Cependant, l’expression de Ly6C ne permet pas une ségrégation absolue entre macrophages infiltrants et microglie résidente. L’analyse fonctionnelle à l’aide de DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery) révèle que les 2 populations de cellules hématopoïétiques sont plus compétentes dans la présentation d’antigène associée au CMH II et l’activation des lymphocytes T que les cellules non-hématopoïétiques.Paradoxalement, nos données n’ont pas mis en évidence d’expression de CMH II par les principales cellules de la BHR que sont les cellules endothéliales et les cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien. Cependant, il est bien établi que les cellules endothéliales rétiniennes subissent un changement majeur de phénotype lors du développement d’une UAE. Afin d’investiguer de façon globale les mécanismes sous-jacents à la rupture de la BHR interne, nous avons étudié la régulation de l’expression génique des cellules endothéliales rétiniennes lors de l’uvéite non-infectieuse. En accord avec les données de nos travaux précédents, l’analyse du transcriptome des cellules endothéliales rétiniennes n’a pas mis en évidence d’expression de CMH II lors de l’UAE. En revanche, cette approche nous a permis d’identifier 65 gènes modulés dans les cellules endothéliales rétiniennes lors du développement d’une UAE, confirmant non seulement l’implication de certaines molécules dont le rôle pathogénique est déjà connu, mais procurant également une liste de nouveaux gènes candidats et de voies fonctionnelles potentiellement associées à la rupture de la BHR lors d’une uvéite non- infectieuse.
Doctorat en Sciences médicales (Médecine)
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Cette thèse de sciences s'est consacrée à une exploration approfondie de la composante génétique de cas de diabète, d'obésité et de lipodystrophies familiales (FPLD). Ces maladies métaboliques d'origine multifactorielle sont des enjeux de santé cruciaux en raison de leurs impact majeur sur l'espérance et la qualité de vie des malades, mais aussi sur les systèmes collectifs de santé. L'objectif central était d'exploiter les capacités du séquençage de nouvelle génération (NGS), par exome, pour détecter des variants au sein de gènes déjà associés à ces affections chez des patients en errance diagnostic. Il est maintenant démontré qu'au moins 2% des cas de diabète de type 2 peuvent être attribués à des variants pathogènes dans des gènes liés au diabète Maturity-Onset Diabetes of the Young (MODY). Cette étude avait pour objectif d'améliorer le processus de diagnostic et d'optimiser la prise en charge thérapeutique de ces patients, tout en démontrant l'efficacité de l'approche de séquençage dans la gestion globale de ces affections complexes. Dans un premier cas, nous avons démontré l'importance de cette démarche en examinant un patient présentant un diabète atypique de forme syndromique. Nous avons identifié un variant hétérozygote pathogène dans WFS1, transmis par le père atteint de diabète. Cette découverte a eu un impact majeur sur le traitement de ce patient, mettant en évidence l'efficacité d'un traitement par analogue du GLP1 pour optimiser la gestion de son diabète. Notre étude a aussi examiné l'impact d'une délétion en 16q24.2 de novo, ayant le potentiel d'affecter la régulation d'un gène voisin, FOXC2, impliqué dans le syndrome lymphœdème-distichiasis. Ce cas soulevait aussi des questions sur les troubles neurodéveloppementaux, liés potentiellement à la délétion et à un variant hérité de sa mère dans USP9X. Ces résultats mettent en lumière l'importance cruciale du diagnostic précis dans le choix des traitements appropriés. Notre recherche a aussi porté sur PDX1 (MODY4), en analysant les porteurs hétérozygotes de variants pathogènes. Nos investigations ont révélé une pénétrance complète du diabète, une augmentation de l'indice de masse corporelle et un risque accru d'insuffisance pancréatique chez ces individus. Une fois de plus, l'utilisation d'analogues du GLP1 s'est révélée bénéfique pour optimiser la gestion de la glycémie.Ensuite, nous avons exploré le cas d'une patiente souffrant d'obésité morbide, présentant un déficit hypophysaire combiné et une hétérozygotie composite en POMC. Cette observation a remis en question la notion selon laquelle l'hétérozygotie en POMC pouvait être la cause d'une obésité monogénique. Cela soulève la question de l'efficacité du traitement par agonistes de MC4R chez ces patients, qu'il convient de réserver aux cas dont l'étiologie génétique est avérée.Enfin, nous avons étudié une famille présentant un syndrome métabolique associé à une possible FPLD. L'analyse génétique a révélé un variant dans ZMPSTE24, déjà identifié dans la même région géographique, ce qui a soulevé la question d'un variant fondateur. Cependant, la contribution de ce variant hétérozygote à la FPLD reste à confirmer, nécessitant des études complémentaires pour établir définitivement son rôle.En conclusion, cette thèse a mis en évidence l'efficacité du NGS pour élucider des cas complexes de diabète et d'obésité atypiques, mettant en avant des formes monogéniques de ces affections. Cette recherche a élargi la portée de ses investigations en examinant ces données à l'échelle de la population générale, grâce à une revue de la littérature et à l'analyse de différentes bases de données, telles que Human Gene Mutation Database, RaDIO et UK Biobank. Nous espérons que ces résultats convaincants contribueront à encourager une adoption plus répandue du séquençage génétique, ouvrant ainsi la voie à une personnalisation accrue des traitements en fonction du génotype des patients dans un avenir proche
This scientific thesis delves deeply into critical health issues, specifically diabetes, obesity, and rare familial lipodystrophies. These health concerns hold immense importance due to their substantial medical and financial implications, impacting individuals, healthcare systems, and national economies. The central aim of this research was to harness the capabilities of next-generation sequencing (NGS), such as exome sequencing, to detect genetic mutations within genes already associated with these conditions in diagnostically challenging patients. It is now established that up to 2% of cases of type 2 diabetes can be attributed to pathogenic variants in genes related to Maturity-Onset Diabetes of the Young (MODY). This study sought to enhance the diagnostic process and optimize therapeutic management for these complex conditions while demonstrating the effectiveness of the sequencing approach in comprehensive disease management.In a first case, we showcased the significance of this approach by examining a patient with an atypical syndromic form of diabetes. Through in-depth genetic analysis using NGS, we identified a pathogenic heterozygous variant in the WFS1 gene inherited from the diabetic father. This discovery had a profound impact on the patient's treatment, highlighting the effectiveness of GLP1 analog therapy in optimizing diabetes management. Furthermore, our study investigated the impact of a de novo deletion in 16q24.2, which had the potential to affect the regulation of a neighboring gene, FOXC2, implicated in lymphedema-distichiasis syndrome. This case also raised questions about neurodevelopmental disorders, potentially linked to this deletion and a variant located in USP9X inherited from the patient's mother. These results underscore the critical importance of precise diagnosis in selecting appropriate treatments.In a second article, our research focused on the PDX1 gene, responsible for MODY 4, by analyzing heterozygous carriers of pathogenic variants. Our investigations revealed complete penetrance of diabetes, an increase in body mass index, and an elevated risk of pancreatic insufficiency in these individuals. Once again, the judicious use of GLP1 analogs proved beneficial in optimizing glycemic control.Next, we explored the case of a patient suffering from morbid obesity, presenting with combined pituitary deficiency and composite heterozygosity in POMC. This observation challenged the previous notion that heterozygosity in POMC could cause monogenic obesity. This reconsideration raises crucial questions about the effectiveness of targeted treatment with MC4R agonists in POMC heterozygotes, posing significant financial challenges for its use in this indication.Finally, we studied a large family with a severe metabolic syndrome associated with partial lipodystrophy. Genetic analysis revealed a variant in the ZMPSTE24 gene, previously identified in the same geographic region, raising the question of a founder variant. However, the contribution of this heterozygous variant to partial lipodystrophy remains to be confirmed, necessitating further studies to definitively establish its role.In conclusion, this thesis has highlighted the remarkable efficacy of next-generation sequencing in elucidating complex cases of atypical diabetes and obesity, shedding light on monogenic forms of these conditions. Moreover, this research expanded its investigations to the broader population through comprehensive literature reviews and analysis of various databases, including the Human Gene Mutation Database, RaDIO, and UK Biobank. We hope that these compelling results will encourage wider adoption of genetic sequencing, paving the way for increased customization of treatments based on patients' genotypes in the near future

T lymphocytes and macrophages appear to play an important role in mediating ß-cell damage and causing Type 1 diabetes. Both activated T cells and macrophages operate and interact through the release of soluble factors called cytokines, which influence the type and magnitude of immune responses. It has been suggested that cytokines such as TNF-α and IL-1α can damage the N-cell directly. In Type 1 diabetes, cytokines are likely to have a critical role in individuals whose immune system is unbalanced allowing the emergence of self-destructive processes. To investigate this possibility, sensitive assays to detect a range of cytokines of potential relevance to the immune pathogenesis of diabetes were establised. Using these, serum levels of IL-1α, IL-1N, TNF-α and IL-6 (macrophage-derived cytokines), IFN-γ and IL-2 (T helper 1 cytokine profile) and IL-4 and IL-10 (T helper 2 profile) have been measured in patients with Type 1 diabetes of different disease duration. Increased levels of TNF-α, IL-1α, IL-2 and IFN-γ were found in recently diagnosed patients with Type 1 diabetes when compared with both disease and metabolic control subjects and with normal controls. The presence of this profile of cytokines implies activation of the TH1 subset of helper cells near to diagnosis of Type 1 diabetes

Les cellules iNKT ont des propriétés régulatrices qui suscitent un intérêt particulier en immunopathologie. Mon travail de thèse a eu pour objectif de mesurer l'impact du défaut des cellules iNKT de la souris NOD dans deux situations auto-immunes : 1) le diabète de type 1, une maladie développée spontanément par la souris NOD dans laquelle nous avons montré que les cellules iNKT, tout en constituant des cibles thérapeutiques sous l'impulsion de leur ligand a-GalCer n'ont pas d'activité protectrice spontanée; 2) l'hépatite induite par la ConA, dont la moindre susceptibilité chez la souris NOD a révélé le caractère dominant du rôle délétère de la production d'IL-4 assurée surtout par les cellules iNKT spléniques et non hépatiques et qui est directement potentialisée par l'IL-12, une cytokine qui exacerbe la maladie. En conclusion, notre travail ouvre une nouvelle voie thérapeutique tout en illustrant le caractère ambivalent « mi ange, mi démon » des cellules iNKT en situation auto-immune.

Les myopathies inflammatoires (MI) représentent un groupe hétérogène de maladies caractérisépar une faiblesse musculaire chronique et symétrique associée à une augmentation du taux sérique decréatine phosphokinase (CPK). Les MI sont actuellement subdivisées en 5 entitées : les dermatomyosites,les myopathies nécrosantes auto-immunes, la myosite à inclusion, la polymyosite et les myosites dechevauchement. A ce jour, le diagnostic des MI repose sur l’association de signes cliniques, decaractéristiques anatomopathologiques sur la biopsie musculaire et la présence d’auto-anticorps (aAc). Eneffet, la découverte d’aAc spécifiques et/ou associés aux myosites (MSA/MAA) a considérablementamélioré le diagnostic et le pronostic de la maladie. Cependant, un nombre non négligeable de patientsatteints de MI sont séronégatifs pour les MSA/MAA connus. Par ailleurs, la biopsie musculaire nécessaireau diagnostic est parfois guidée par imagerie par résonance magnétique (IRM), bien qu’il n’ait pas étéprouvé que les données d’imagerie soient corrélées aux signes histologiques. Enfin, le traitement des MIrepose sur l’utilisation d’immunosuppresseurs systémiques, une approche non spécifique de laphysiopathologie de la maladie. Les modèles animaux de MI les plus utilisés sont induits et nonspontanés : ils reposent principalement sur l’immunisation d’animaux contre des protéines telles que lamyosine, la protéine C ou l’histidyl-tRNA synthétase.Les souris NOD (non obese diabetic) sont le modèle classique d’étude du diabète de type 1.Lorsque ces souris sont invalidées pour la voie de costimulation lymphocytaire ICOS/ICOSL, les souris nedéveloppent plus de diabète mais présentent alors une atteinte musculaire. Dans ce travail, nous avonsétudié le phénotype et caractérisé l’atteinte musculaire des souris NOD Icos-/- et NOD Icosl-/-. Nous avonsainsi établi le 1er modèle murin spontané de MI, dont la physiopathologie est médiée par leslymphocytes T CD4+ et la sécrétion d’IFN-γ. Par ailleurs, ces souris présentent un déficit en lymphocytes Trégulateurs. Nous avons également identifié 4 auto-antigènes (aAg) candidats cibles d’aAc chez ces souris.La recherche des aAc correspondants aux aAg orthologues dans le sérum des patients atteints de MI apermis d’identifier, pour l’un d’entre eux, une minorité d’individus séropositifs grâce au développementd’un nouveau test ALBIA (addressable laser bead immunoassay). Il pourrait donc s’agir d’un nouveaubiomarqueur. Dans la perspective de nouvelles évaluations thérapeutiques, nous avons établi desdonnées préliminaires montrant que l’interleukine 2 à faibles doses permet de retarder l’apparition de lamaladie. Enfin, nous avons mis à profit ce modèle et démontré la corrélation entre les données généréespar IRM et par analyse histologique de l’inflammation, confortant le rôle de cette technique d’imagerie àla fois pour le diagnostic et le suivi des MI
Inflammatory Myopathies (IM) are a heterogeneous group of diseases characterized bychronic and symmetrical muscle weakness associated to increased creatine phosphokinase (CPK)levels, according to entity concerned. Currently, IM are divided into 5 main entities:dematomyositis, immune-mediated necrotizing myopathies, inclusion body myositis, polymyositisand overlap myositis. Nowadays, IM diagnosis is based on clinical signs associated to pathologicfeatures on muscle biopsy and presence of auto-antibodies (aAb). Indeed, the discovery of myositisspecific and/or associated auto-antibodies (MSA/MAA) had considerably improve disease diagnosisand prognosis. However, substantial proportion of IM patients do not display any knownMSA/MAA. Furthermore, diagnosis requires muscle biopsy. This biopsy is sometimes guided bymagnetic resonance imaging (MRI), even though correlation between MRI findings and pathologicalfeatures is not established. Lastly, therapeutics used in IM treatment are systemicimmunosuppressive agents, i.e. not specific to IM pathophysiology. Animal models of IM are mainlybased on active immunization against different proteins as myosin, C protein orhistidyl-tRNA synthetase, while spontaneous models are required to identify pathophysiologicalmechanisms that new therapeutics should target.NOD (non obese diabetic) mice are the main model of type 1 diabetes. When invalidatedfor ICOS/ICOSL costimulation pathway, these mice do not develop diabetes but present musculardisorders. In this work, we study Icos-/- and Icosl-/- NOD mice phenotype and characterize theremuscle lesion. Thus, we have established this model as the first paradigm of IM. Pathophysiologicalstudy in these mice demonstrated that disease is CD4+ T cell dependent and associated to IFN-γproduction. Furthermore, we shown a quantitative defect in regulatory T cells. We have alsoidentified 4 candidate autoantigens (aAg) in Icos-/- and Icosl-/- NOD mice. Searching forcorresponding aAb against ortholog proteins in patients with IM, we identified for one of them, alow percentage of seropositive individuals using a new ALBIA (addressable laser beadimmunoassay). It could be identified as a new biomarker. In order to evaluate new therapies, weestablished preliminary data showing that low dose interleukin 2 therapy allow to delay diseaseonset. Lastly, we took advantage of this new model to demonstrate the correlation betweenMRI findings and histological inflammation features, confirming the valuable role of MRI for thediagnosis and monitoring of IM

Ce travail chez la souris NOD a été réalisé dans le but d'étudier les phénomènes immunitaires précoces accompagnant le début du diabète chez la souris NOD, pouvant éventuellement permettre de développer des outils de dépistage précoce du diabète de type 1 chez l'homme. Ces analyses ont donc été réalisées avec un objectif de transfert des connaissances chez l'homme. Dans un premier travail une étude des propriétés fonctionnelles des lymphocytes T périphériques à différents âges chez la souris NOD femelle ou dans le modèle du diabète accéléré chez le mâle a été réalisée. Elle a permis de mettre en évidence d'une part des anomalies d'activation lymphocytaire globale, d'autre part au moment du diabète une modification de la balance entre lymphocytes de type Thl et Th2 variable selon les sous populations étudiées. Nous avons identifié une variabilité de comportement selon les sous-populations lymphocytaires testées survenant au moment du diabète, avec en particulier parmi les lymphocytes reconnus par les anticorps antiVβ6 une forte prédominance de lymphocytes de type Th2. Ces lymphocytes Vβ6 de type Th2 sont capables de transférer le diabète. Dans un deuxième travail chez la souris NOD, nous avons cherché à étudier les mécanismes immunitaires à l'origine de la diminution de l'incidence du diabète dans un modèle de manipulation diététique. Chez des souris nourries avec un hydrolysat protéique et chez lesquelles l'incidence du diabète était diminuée, la réponse lymphocytaire T a été étudiée, et montrait une tendance à une discrète amélioration. Dans un troisième volet de ce travail nous nous sommes intéressés aux particularités structurales et/ou fonctionnelles du thymus de la souris NOD, responsables du passage en périphérie de lymphocytes T autoréactifs. C'est cette fois dans une vision plus globale de recherche de phénotype "autoimmun" que cette étude a été réalisée, en cherchant des. Points communs entre plusieurs lignées murines développant des pathologies autoimmunes. Un phénotype thymique a été identifié associé au développement ultérieur d'une pathologie autoimmune clinique. Ce phénotype associe une diminution de la taille de la médulla thymique, et une dispersion des cellules médullaires dans le cortex avec une perte de la cohésion des foyers médullaires au sein desquels ont lieu les processus de sélection négative. L'ensemble de ces travaux nous ont conduit à développer un concept d'anomalies globales du système immunitaire, associées au développement de pathologies autoimmunes, génétiquement déterminées, mais dont l'intensité est variable et modulable.

La contribution des DCs dans l’initiation et la perpétuation des maladies auto-immunes est bien établie. Chez la souris Non Obèse Diabétique (NOD), modèle spontané du diabète de type 1 (DT1), plusieurs travaux ont rapportés des anomalies phénotypiques et fonctionnelles des DCs. Les DCs sont parmi les premières cellules qui infiltrent les ilots pancréatiques, produisent des quantités excessives de cytokines pro-inflammatoires et contribuent à l’activation des lymphocytes T auto-réactifs (Teff). Cette capacité accrue des DCs à activer les Teffs est régulée par plusieurs voies de signalisation intracellulaire. STAT5 est parmi les facteurs de transcription critiques dans la régulation des gènes associés au développement, la maturation et les fonctions des DCs. La prédisposition au DT1 chez la NOD est déterminée par plusieurs régions de susceptibilités au diabète (idd1-20). De façon intéressante, le gène Stat5b est localisé dans la région de susceptibilité idd4 chez la souris NOD suggérant son implication dans le développement du diabète. En effet des études récentes ont identifiés un dysfonctionnement dans la voie de signalisation JAK-STAT5 chez les souris NOD, y compris la présence d’une mutation (L327M) au niveau du domaine de liaison à l’ADN de Stat5b qui altère sa liaison à l’ADN. Par ailleurs, les études réalisées dans notre laboratoire ont montré que le conditionnement des DCs au GM-CSF ou à la TSLP, qui activent la voie de signalisation Jak-Stat5, constitue une voie potentielle d’immunothérapie chez la souris NOD. Ces données suggèrent un rôle central de Stat5b dans la régulation des fonctions tolérogènes des cellules du système immunitaire. Nous avons généré un modèle de souris NOD transgéniques (NOD.CD11cStat5b-CA) exprimant de façon constitutive la forme active de STAT5B de la souris C57BL/6 spécifiquement dans les DCs. Nos résultats ont montré que ces souris transgéniques ont développées une protection totale contre le diabète auto-immun. Cette résistance au diabète à long terme est associe à l’acquisition des fonctions tolérogènes par les Stat5b-CA.DCs qui se manifestent par un phénotype mature tolérogène, marquées par une forte expression de molécules immunorégulatrices (PD-L1 et PD-L2) et une grande production de cytokines anti-inflammatoire (TGF-β) et une baisse significative de la production de cytokines pro-inflammatoires (IL-12p70, TNF-α et d’IL-23). Par ailleurs, nous avons mis en évidence le rôle de STAT5B dans la régulation à la hausse d’IRF4 et l’implication du complexe STAT5B/EZH2 dans le contrôle de la régulation à la baisse d’IRF8. En effet, cette régulation différentielle de l’expression des gènes Irf4 et Irf8 est accompagnée du développement d’une sous population CD11c+ CD11b+ DCs. Nos études ont démontré que le potentiel tolérogène des Stat5b-CA.DCs à rétablir et à maintenir la tolérance périphérique du système immunitaire vis-à-vis des auto-antigènes est associe à leur grande capacité d’induire la conversion et l’expansion des Tregs ainsi que la différentiation de deux populations cellulaires régulatrices Th2 et Tc2. Nous avons aussi démontré in vivo qu’une injection intraveineuse unique de Stat5-CA.DCs (spléniques ou générés de la moelle osseuse) ou de Tregs des souris transgéniques NOD.CD11cStat5b-CA a induit une protection totale contre le diabète chez les souris NOD receveuses. Notre étude apporte donc une évidence claire que la correction du défaut de la voie de signalisation Jak-Stat5b au sein des DC chez la souris NOD induit une protection à long terme contre le diabète. Finalement, cette voie de signalisation peut constituer une cible thérapeutique éventuelle non seulement dans le contexte du diabète de type 1 mais également dans d’autres maladies auto-immunes.
The contribution of DCs in the initiation and progression of autoimmune diseases is well established. Several studies have reported that phenotypic and functional abnormalities of DCs, in Non Obese Diabetic (NOD), contribute to spontaneous type 1 diabetes (T1D) development. DCs are among the first cells that infiltrate the pancreatic islets, produce excessive amounts of pro-inflammatory cytokines, and contribute to the activation of T effector cells (Teff). This increased ability of DCs to activate Teff is regulated by several intracellular signaling pathways. STAT5 is among the critical transcription factors in the regulation of genes associated with the development, maturation and functions of DCs. The predisposition to T1D in NOD is determined by several regions of susceptibility to diabetes (idd1-20). Interestingly, the Stat5b gene is located in the idd4 susceptibility region in NOD mice suggesting its involvement in the development of diabetes. Recent studies have identified a dysfunction in the Jak-Stat5 signaling pathway in NOD mice, including the presence of a mutation (L327M) at the DNA-binding domain of Stat5b which alters its binding to DNA. Furthermore, previous studies from our laboratory have shown that the GM-CSF- or TSLP-conditioned DCs, which activate the Jak-Stat5 signaling pathway, is a potential pathway for immunotherapy in NOD mice. These data suggest a central role for Stat5b in the regulation of tolerogenic functions of the immune cells. Here, we generated a transgenic NOD mouse model (NOD.CD11cStat5b-CA) that constitutively express the active form of STAT5B from the C57BL/6 mouse specifically in DCs. Our results showed that these transgenic mice are completely protected against autoimmune diabetes. This long-term diabetes protection is associated with the acquisition of tolerogenic functions by Stat5b-CA.DCs, that exhibit a mature tolerogenic phenotype, overexpression of immunoregulatory molecules (PD-L1 and PD-L2) and produce anti-inflammatory cytokines (TGF-β) and a significantly decrease their production of pro-inflammatory cytokines (IL-12p70, TNF-α and IL-23). Moreover, we have highlighted the role of STAT5B in the upregulation of IRF4 and also the involvement of the STAT5B/ EZH2 complex in downregulation of IRF8. This differential regulation of the Irf4 and Irf8 genes expression is accompanied by promoting the development of CD11c+CD11b+ DC subset. Furthermore, we demonstrated that the tolerogenic Stat5b-CA.DCs were able to restore and maintain peripheral immune tolerance to autoantigens, which is associated with their high ability to induce conversion and expansion Tregs and to promote Th2 and Tc2 immune deviation. We also demonstrated that a single intravenous injection of Stat5-CA.DCs (splenic or bone marrow derived dendritic cells) or Tregs from transgenic mice NOD.CD11cStat5b-CA halted ongoing diabetes in recipient NOD mice. Thus, our study provides clear evidence that the correction of the Jak-Stat5b signaling pathway defect in DC of NOD mice induces long-term protection against diabetes suggesting that signaling pathway can be a potential therapeutic target not only in the context of type 1 diabetes but also in other autoimmune diseases.

La tolérance immunitaire dépend de la distinction entre le soi et le non soi par le système immunitaire. Un bris dans la tolérance immunitaire mène à l'auto-immunité, qui peut provoquer la destruction des organes, des glandes, des articulations ou du système nerveux central. Le diabète auto-immun, également connu sous le nom diabète juvénile et diabète de type 1, résulte d'une attaque auto-immune sur les cellules β pancréatiques sécrétrices d’insuline, localisées au niveau des îlots de Langerhans du pancréas. Bien que le diabète auto-immun soit traitable par une combinaison d’injections quotidiennes d’insuline d’origine exogène, de régime et d'exercices, beaucoup de complications chroniques peuvent se manifester chez les patients, y compris, mais non limitées à, la cécité, les maladies cardiovasculaires, l’insuffisance rénale et l'amputation. En raison des nombreuses complications liées au diabète auto-immun à long terme, la recherche continue afin de mieux comprendre tous les facteurs impliqués dans la progression de la maladie dans le but de développer de nouvelles thérapies qui empêcheront, renverseront et/ou traiteront cette maladie. Un rôle primordial dans la génération et l'entretien de la tolérance immunitaire a été attribué au nombre et à la fonction des sous-populations de cellules régulatrices. Une de ces populations est constituée de cellules T CD4-CD8- (double négatives, DN), qui ont été étudiées chez la souris et l'humain pour leur contribution à la tolérance périphérique, à la prévention des maladies et pour leur potentiel associé à la thérapie cellulaire. En effet, les cellules de T DN sont d'intérêt thérapeutique parce qu'elles montrent un potentiel immunorégulateur antigène-spécifique dans divers cadres expérimentaux, y compris la prévention du diabète auto-immun. D’ailleurs, en utilisant un système transgénique, nous avons démontré que les souris prédisposées au diabète auto-immun présentent peu de cellules T DN, et que ce phénotype contribue à la susceptibilité au diabète auto-immun. En outre, un transfert des cellules T DN est suffisant pour empêcher la progression vers le diabète chez les souris prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats suggèrent que les cellules T DN puissent présenter un intérêt thérapeutique pour les patients diabétiques. Cependant, nous devons d'abord valider ces résultats en utilisant un modèle non-transgénique, qui est plus physiologiquement comparable à l'humain. L'objectif principal de cette thèse est de définir la fonction immunorégulatrice des cellules T DN, ainsi que le potentiel thérapeutique de celles-ci dans la prévention du diabète auto-immun chez un modèle non-transgénique. Dans cette thèse, on démontre que les souris résistantes au diabète auto-immun présentent une proportion et nombre absolu plus élevés de cellules T DN non-transgéniques, lorsque comparées aux souris susceptibles. Cela confirme une association entre le faible nombre de cellules T DN et la susceptibilité à la maladie. On observe que les cellules T DN éliminent les cellules B activées in vitro par une voie dépendante de la voie perforine et granzyme, où la fonction des cellules T DN est équivalente entre les souris résistantes et prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats confirment que l'association au diabète auto-immun est due à une insuffisance en terme du nombre de cellules T DN, plutôt qu’à une déficience fonctionnelle. On démontre que les cellules T DN non-transgéniques éliminent des cellules B chargées avec des antigènes d'îlots, mais pas des cellules B chargées avec un antigène non reconnu, in vitro. Par ailleurs, on établit que le transfert des cellules T DN activées peut empêcher le développement du diabète auto-immun dans un modèle de souris non-transgénique. De plus, nous observons que les cellules T DN migrent aux îlots pancréatiques, et subissent une activation et une prolifération préférentielles au niveau des ganglions pancréatiques. D'ailleurs, le transfert des cellules T DN entraîne une diminution d'auto-anticorps spécifiques de l'insuline et de cellules B de centres germinatifs directement dans les îlots, ce qui corrèle avec les résultats décrits ci-dessus. Les résultats présentés dans cette thèse permettent de démontrer la fonction des cellules T DN in vitro et in vivo, ainsi que leur potentiel lié à la thérapie cellulaire pour le diabète auto-immun.
Immune tolerance is dependent on the immune system discriminating between self and non-self. A break in immune tolerance results in autoimmunity, which can lead to the destruction of healthy organs, glands, joints or the central nervous system. Any disease that results from such an aberrant immune response is termed an autoimmune disease. Autoimmune diabetes, which is also referred to as juvenile diabetes and type 1 diabetes, results from an autoimmune attack on the insulin-producing β cells located within the islets of Langerhans of the pancreas. Although autoimmune diabetes is treatable through a combination of insulin therapy, diet and exercise, many chronic complications may arise in patients, including, but not limited to, blindness, cardiovascular disease, kidney failure and amputation. Due to the many complications associated with long-term autoimmune diabetes, research continues to better understand all the factors implicated in disease progression in order to develop new therapies that will prevent, reverse and/or cure this disease. A prominent role in the generation and maintenance of immune tolerance has been attributed to the number and function of regulatory cell subsets. One of these regulatory cell populations, namely CD4-CD8- (double negative, DN) T cells, have been studied in both mice and humans for their contribution to peripheral tolerance, disease prevention and their potential for use in cellular therapy. DN T cells are of particular therapeutic interest because they exhibit an antigen-specific immunoregulatory potential in various experimental settings, including the prevention of autoimmune diabetes. Indeed, using a transgenic system, we have shown that autoimmune diabetes-prone mice carry fewer DN T cells and that this phenotype contributes to autoimmune diabetes susceptibility, where a single transfer of DN T cells is sufficient to prevent diabetes progression in otherwise autoimmune diabetes-prone mice. These results suggest that DN T cells may be of therapeutic interest for diabetic patients. However, we must first validate these results using a non-transgenic setting, which is more physiologically relevant to humans. The main objective of this thesis is to determine the immunoregulatory function of the DN T cells as well as the therapeutic potential of these cells in the prevention of autoimmune diabetes in the non-transgenic setting. Here, we show that diabetes-resistant mice present with a higher proportion and cell number of DN T cells than diabetes-susceptible mice in the non-transgenic setting, which associates a deficiency in DN T cell number with disease susceptibility. We determine that DN T cells eliminate activated B cells in vitro via a perforin/granzyme-dependent pathway, where the function of DN T cells is equal between the diabetes-resistant and -susceptible mice, demonstrating that the association to autoimmune diabetes is due to a deficiency in DN T cell number rather than function. Interestingly, we show that non-transgenic DN T cells eliminate B cells loaded with islet antigen, but not B cells loaded with an irrelevant antigen, in vitro. Importantly, we establish that the transfer of activated DN T cells could prevent autoimmune diabetes development in the non-transgenic setting. Interestingly, we reveal that DN T cells migrate to the pancreatic islets and undergo preferential activation and proliferation within the pancreatic lymph nodes. Moreover, the transfer of DN T cells results in a decrease in both germinal center B cells directly within the pancreatic islets as well serum insulin autoantibody levels, which correlates with the aforementioned findings. Altogether, the results presented in this thesis have allowed us to enhance our understanding of the function of DN T cells both in vitro and in vivo as well as demonstrate the therapeutic potential for DN T cells as a novel cellular therapeutic for autoimmune diabetes.