Caractérisation des mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation des neutrophiles par le récepteur inhibiteur CLEC12A

L'arthrite est une des principales causes d'invalidité et d'utilisation des soins de santé au Canada. Environ 16 % des Canadiens âgés de 15 ans et plus souffrent d'arthrite et l'incidence devrait atteindre 20 % de la population d'ici 2031. Les médicaments utilisés pour traiter l'arthrite ciblent les médiateurs pro-inflammatoires. Malheureusement, tous les patients ne répondent pas bien à ces médicaments et beaucoup souffrent d'effets secondaires indésirables. L'inflammation étant régulée par un équilibre délicat entre les voies d'inhibition et d'activation des cellules immunitaires, une stratégie thérapeutique alternative consiste à cibler les molécules et les voies de signalisation anti-inflammatoires. Les récepteurs inhibiteurs sont ainsi devenus un sujet d'étude important étant donné leur potentiel thérapeutique. Toutefois, leur fonctionnement et leur rôle dans les maladies inflammatoires demeurent peu connus, nécessitant ainsi leur étude. C'est dans ce but scientifique que cette thèse s'est déroulée. Mes travaux se sont basés sur l'identification du récepteur inhibiteur CLEC12A appartenant à la famille des lectines, dont notre laboratoire a montré qu'il était impliqué dans la pathogenèse de la goutte. Le récepteur CLEC12A est un récepteur inhibiteur exprimé chez les cellules d'origine myéloïde, dont les ligands naturels et la voie de signalisation restent à identifier. Toutefois, CLEC12A possède un motif ITIM ("Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibitory Motif") caractéristique des récepteurs inhibiteurs. Les motifs ITIM recrutent des phosphatases qui, à leur tour, inhibent les voies de signalisation activatrices des cellules immunitaires et permettent ainsi de moduler leurs fonctions. Cette capacité de modulation négative de l'activation des cellules myéloïdes du récepteur CLEC12A a été observée dans plusieurs études faisant de lui un candidat pertinent à étudier. CLEC12A apparaît notamment comme un facteur commun dans le syndrome de Behçet's, l'arthrite rhumatoïde et la goutte qui sont caractérisés par des épisodes inflammatoires aigus impliquant le neutrophile. Les études montrent que la diminution ou l'altération du récepteur CLEC12A est associée avec une inflammation exacerbée dans ces pathologies. De plus, en absence de CLEC12A, le neutrophile arbore une réponse accrue à des stimuli pro-inflammatoires. De ce fait, le laboratoire a étudié le rôle du récepteur CLEC12A dans la pathologie de la goutte dont l'agent étiologique connu, les cristaux d'urate monosodique (UMS) provoquent une inflammation exacerbée caractérisée par la suractivation des neutrophiles. Les cristaux d'UMS diminuent l'expression de CLEC12A à la surface des neutrophiles ce qui aboutit à une réponse inflammatoire accrue. De plus, nous savons que l'une des molécules (la colchicine) utilisées pour traiter les patients souffrant de la goutte prévient la diminution de l'expression de CLEC12A à la surface des neutrophiles par les cristaux d'UMS. Or, chez le neutrophile, notre laboratoire a démontré qu'en réponse aux cristaux d'UMS CLEC12A régule négativement l'influx de calcium intracellulaire, la phosphorylation des protéines intracellulaires ainsi que la production d'IL-8. Ceci a mené à notre hypothèse que CLEC12A modulerait la réponse des neutrophiles en ciblant les différentes voies de signalisation intracellulaires activées par les cristaux d'UMS. Ainsi, notre premier objectif était de mieux identifier les voies de signalisation modulées par CLEC12A chez le neutrophile en réponse aux cristaux d'UMS. Cependant, le manque de connaissance sur la signalisation du récepteur CLEC12A limitait notre approche afin de comprendre son rôle et les mécanismes altérant son expression dans la pathogenèse de la goutte. Ainsi, notre deuxième objectif était de caractériser les mécanismes moléculaires impliqués dans la signalisation de CLEC12A. Dans la pathologie de la goutte, nos travaux ont identifié l'axe de signalisation p38-MAPK-PI3K Akt dans la production de l'IL-8 par les neutrophiles en réponse aux cristaux d'UMS. Nous avons démontré la rapide phosphorylation du récepteur CLEC12A par une kinase Src dans les domaines membranaires résistants aux détergents (DRM) enrichies en flotilline-1 en réponse aux cristaux d'UMS, ce qui révèle qu'avant d'être dégradé par les cristaux, le récepteur module l'activation des neutrophiles par l'axe de signalisation p38-MAPK-PI3K-Akt. Afin de pouvoir comprendre les mécanismes dérégulant l'expression de CLEC12A dans la goutte, nos travaux ont identifié des mécanismes de signalisation du récepteur qui étaient encore méconnus. Nos résultats rapportent les premières évidences des mécanismes de signalisation du récepteur CLEC12A. Nous démontrons le rôle des cystéines 118 et 130 de la tige extracellulaire de CLEC12A dans son oligomérisation, expression, et signalisation selon un mécanisme de modification post-traductionnel des cystéines

The Inhibitory Receptor CLEC12A Regulates PI3K-Akt Signaling to Inhibit Neutrophil Activation and Cytokine Release

The myeloid inhibitory C-type lectin receptor CLEC12A limits neutrophil activation, pro-inflammatory pathways and disease in mouse models of inflammatory arthritis by a molecular mechanism that remains poorly understood. We addressed how CLEC12A-mediated inhibitory signaling counteracts activating signaling by cross-linking CLEC12A in human neutrophils. CLEC12A cross-linking induced its translocation to flotillin-rich membrane domains where its ITIM was phosphorylated in a Src-dependent manner. Phosphoproteomic analysis identified candidate signaling molecules regulated by CLEC12A that include MAPKs, phosphoinositol kinases and members of the JAK-STAT pathway. Stimulating neutrophils with uric acid crystals, the etiological agent of gout, drove the hyperphosphorylation of p38 and Akt. Ultimately, one of the pathways through which CLEC12A regulates uric acid crystal-stimulated release of IL-8 by neutrophils is through a p38/PI3K-Akt signaling pathway. In summary this work defines early molecular events that underpin CLEC12A signaling in human neutrophils to modulate cytokine synthesis. Targeting this pathway could be useful therapeutically to dampen inflammation

Light-driven processes: key players of the functional biodiversity in microalgae

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Caractérisation des vésicules extracellulaires plasmatiques dans une cohorte de patients infectés par le VIH-1

Les vésicules extracellulaires (VE) jouent un rôle de communication intercellulaire pouvant réguler le système immunitaire. Les VE sont composées de différentes populations que l'on retrouve dans tous les fluides biologiques et constituent des biomarqueurs ainsi que des outils thérapeutiques dans diverses pathologies comme les cancers. Une étude dans notre laboratoire a révélé le potentiel de biomarqueur des vésicules extracellulaires plasmatiques (VEsp) chez des patients infectés par le virus de l'immunodéficience humaine de type-1 (VIH-1). Cette étude a montré un enrichissement des VE acétylcholinestérase positive (AChE+) et des marqueurs protéiques de la population des exosomes chez les patients infectés. Nous avons proposé comme hypothèse que la population de VEsp AChE+ serait des exosomes et que cette population constituerait un meilleur biomarqueur de l'infection par le VIH-1 que l'ensemble des VE. Les VEsp AChE+ d'une nouvelle cohorte de patients ont été caractérisées. Dans un premier temps, la purification des VEsp AChE+ a été optimisée afin de séparer les grosses vésicules des petites. Dans un deuxième temps nous avons validé que la population de VEsp AChE+ est une population homogène et spécifique dont le potentiel de biomarqueur de l'infection a été validé. Pour terminer la caractérisation de cette population, elle a été séparée dans un gradient de vélocité à l'iodixanol afin de valider que cette population de vésicules était des exosomes. Ce projet a permis de valider que la population d'exosomes AChE+ purifiées et caractérisées dans une cohorte de patients atteints du VIH-1+, représente un biomarqueur de l'évolution de l'infection par le VIH-1

Multi-start iterated local search for the periodic vehicle routing problem with time windows and time spread constraints on services

International audienceIn the field of high-value shipment transportation, companies are faced to the malevolence problem. The risk of ambush increases with the predictability of vehicle routes. This paper addresses a very hard periodic vehicle routing problem with time windows, submitted by a software company specialized in transportation problems with security constraints. The hours of visits to each customer over the planning horizon must be spread in the customer's time window. As the aim is to solve real instances, the running time must be reasonable. A mixed integer linear model and a multi-start iterated local search are proposed. Results are reported on instances derived from classical benchmarks for the vehicle routing problem with time windows, and on two practical instances. Experiments are also conducted on a particular case with a single period, the vehicle routing problem with soft time windows: the new metaheuristic competes with two published algorithms and improves six best known solutions

Tournées de véhicules avec dispersion des temps de services

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A periodic vehicle routing problem with time windows and time spread constraints on services

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Vehicule Routing problem with overlap constraints

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Can Leaves and Stems of Rubus idaeus L. Handle Candida albicans Biofilms?

Candida albicans is an opportunistic pathogen involved in many infections, especially linked to implanted medical devices. Its ability to form biofilms complicates the treatment of these infections as few molecules are active against sessile C. albicans. The aim of this study was to evaluate the potential of leaves, three-month-old and one-year-old stems of Rubus idaeus L. against C. albicans biofilm growth. Extractions with a polarity gradient were carried out on hydroacetonic extracts and followed by fractionation steps. The obtained extracts and fractions were tested for their anti-biofilm growth activity against C. albicans using XTT method. Compounds of active subfractions were identified by LC-MS. The hexane extracts from leaves and stems were the most active against the fungus with IC50 at 500 and 250 µg/mL. Their bioguided fractionation led to 4 subfractions with IC50 between 62.5 and 125 µg/mL. Most of the components identified in active subfractions were fatty acids and terpenoïds