Dissertations / Theses on the topic 'Maladies mitochondriales'
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Aure, Karine. "Physiopathologie moléculaire et cellulaire des maladies mitochondriales à présentation neurologique." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066281.
Abstract:
Les maladies mitochondriales sont liées à un déficit de la chaîne respiratoire mitochondriale. Ces maladies posent des problèmes de diagnostic, dans leurs relations phénotype/génotype et dans leurs mécanismes physiopathologiques. L'étude longitudinale d'un cas de déficit en ubiquinone a démontré les limites de la supplémentation thérapeutique. L'analyse de l’histoire naturelle et des caractéristiques moléculaires de 69 patients porteurs de délétion de l’ADN mitochondrial a permis d'établir une nouvelle classification clinique et des facteurs pronostiques. L’efficacité de l’immortalisation par le gène de la télomérase a été démontrée dans les fibroblastes déficitaires. Nous avons montré la présence d’apoptose dans le muscle de patients avec mutations de l'ADN mitochondrial. Les difficultés de la démonstration du pouvoir délétère des mutations homoplasmiques de l’ADN mitochondrial ont été abordées à travers l'étude de familles portant la même mutation de l'ARN de transfert de la proline.
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Gilleron, Mylène. "Complexité des maladies mitochondriales : à partir de deux exemples." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066136/document.
Abstract:
Les maladies mitochondriales représentent un ensemble très divers de pathologies. Au cours de ce travail, j’ai abordé leur complexité dans deux situations différentes : les déficits humains en complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale et l’analyse des relations génotype/phénotype dans une cohorte de patients suspects de mutations sur un même gène nucléaire (POLG). Le complexe III joue un rôle central au sein de la chaîne respiratoire mitochondriale. Contrairement à sa caractérisation biochimique très complète, son rôle physiologique a été relativement mal établi. D'une cohorte de 2000 patients dont les activités de la chaîne respiratoire mitochondriale avaient été mesurées sur tissu hépatique ou musculaire, nous avons sélectionné 15 patients avec un déficit en complexe III pour lesquels nous disposions de fibroblastes exprimant un déficit respiratoire. L’origine génétique était initialement connue pour quatre des déficits (UQCRB, BCS1L x2, MT-CYB) et, au cours de ce projet, nous avons pu en identifier trois autres (CYC1, MT-CYB, LYRM7). Nous avons cherché à évaluer l'existence d'un lien entre le phénotype et les caractéristiques du déficit : gène impliqué, distribution tissulaire et profil des réponses cellulaires au déficit. Notre population de fibroblastes, hétérogène sur le plan génétique, s’est également révélée très variée quant aux conséquences biochimiques et cellulaires du déficit. Il ne semble donc pas exister de « profil type » des déficits en complexe III. Les atteintes liées à une mutation du gène POLG sont souvent considérées comme les maladies mitochondriales les plus fréquentes chez l’adulte. Elles sont associées à des présentations cliniques très diverses. Nous avons étudié la spécificité et la sensibilité des différents signes cliniques et biologiques considérés comme évocateurs et conduisant donc au séquençage de POLG. A cette fin, nous avons analysé rétrospectivement le phénotype clinique et les investigations mitochondriales chez 154 patients dont le séquençage du gène POLG avait été effectué révélant des mutations touchant les deux allèles du gène chez 34 patients, une seule mutation chez 10 patients et une séquence normale chez 110 patients. L’étude clinique a inclus les signes/symptômes cliniques, les données électrophysiologiques et l'imagerie cérébrale. Les investigations mitochondriales englobaient l’histologie musculaire, le dosage du lactate sanguin, la mesure des activités de la chaîne respiratoire et la recherche de délétions multiples de l’ADN mitochondrial musculaire. Cette étude a montré que les mutations du gène POLG étaient responsables de signes cliniques et paracliniques récurrents présentant donc une sensibilité et une spécificité, notamment en association, permettant de proposer un arbre décisionnel pour l’indication du séquençage du gène POLG. Cette étude a également permis d’établir l’histoire naturelle des maladies de l’adulte dues à des mutations délétères de POLG. En conclusion, la classification des maladies mitochondriales par une anomalie biochimique commune, un déficit en complexe III dans le cas présent, conduit à regrouper des atteintes très différentes, aussi bien sur le plan clinique que biochimique et cellulaire. Au contraire, même dans des affections réputées comme extrêmement diverses comme celles dues aux mutations du gène POLG, la classification par le gène atteint permet d’identifier des présentations récurrentes dans la classe d’âge étudiée, patients adultes dans le cas présent…Mitochondrial diseases represent a very diverse set of pathologies. With this work, I approached their complexity in two different situations: phenotypic analysis of fibroblasts derived from patients with defects of the respiratory complex III and phenotypic analysis of a cohort of patients, the POLG gene of whom had been sequenced. The complex III plays a central role in the mitochondrial respiratory chain. Contrary to its complete biochemical characterization, its physiological role has been relatively poorly established. We selected 15 patients with complex III defect in liver and/or muscle and with fibroblasts expressing a respiratory defect. The genetic origin was initially known for four of these defects (UQCRB, BCS1L x2, MT- CYB) and during this project, we were able to identify three additional cases (CYC1, MT- CYB, LYRM7). We sought to assess the existence of a link between the disease phenotype and the defect characteristics: gene involved, tissue expression and cellular responses. Our population of fibroblasts, genetically heterogeneous, turned also to be diverse with respect to the biochemical and cellular consequences of the defect. A "typical" profile of complex III defect therefore does not seem to exist. Pathologies related to POLG mutations are often considered the most common mitochondrial diseases in adults. Their clinical presentation is very diverse. We have investigated the specificity and sensitivity of different clinical and biological signs considered as suggestive for POLG mutations and therefore leading to POLG sequencing. To that purpose, we retrospectively analyzed the clinical phenotype and mitochondrial investigations in 154 patients for which POLG had been sequenced revealing mutations affecting two alleles of the gene in 34 patients, one allele for 10 patients and a normal sequence for 110 patients. This study has shown that POLG mutations were responsible of recurrent clinical and paraclinical signs, whose sensitivity and specificity when considered in association allowed to propose a diagnostic flowchart for POLG sequencing. This study has also permitted to establish the natural story of diseases associated with deleterious POLG mutations in adults. In conclusion, classification of mitochondrial diseases by a common biochemical abnormality, a complex III defect in the present case, leads to group very different diseases that differ from their clinical, biochemical and cellular patterns. On the contrary, even in diseases considered highly diverse as those due to POLG mutations, classification by the affected gene allows to identify recurrent presentations in a population of adult patients with neurological presentation
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Simon-Lombes, Anne. "Investigations moleculaires des maladies mitochondriales humaines." Paris 5, 1997. http://www.theses.fr/1997PA05N003.
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Legros, Frédéric. "Étude de la dynamique du compartiment mitochondrial et des mutations hétéroplasmiques de l'ADN mitochondrial." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077109.
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Savagner-Albertini, Frédérique. "Fonctions mitochondriales dans l'oncocytome thyroi͏̈dien." Angers, 2002. http://www.theses.fr/2002ANGE0503.
Abstract:
Les mitochondries sont suspectées depuis longtemps d'être impliquées dans la carcinogenèse. Le métabolisme des cellules cancéreuses est perturbé et l'utilisation de voies anaérobies de production d'ATP est souvent favorisée. Les tumeurs oncocytaires sont caractérisées par des cellules dont le cytoplasme est envahi par des mitochondries. Ces tumeurs constituent un modèle de choix pour l'étude de la biogenèse mitochondriale et de sa régulation. De plus, devant la fréquence de ces tumeurs dans le tissu thyroi͏̈dien, leur étude permet d'aborder l'influence des marqueurs thyroi͏̈de-spécifique sur le développement tumoral et mitochondrial. Nous avons montré que ces tumeurs présentaient un switch métabolique pouvant expliquer une résistance précoce des cellules tumorales à l'hypoxie. Nous rapportons l'existence d'un défaut de couplage entre la respiration et la production d'ATP, dans les tumeurs, comme dans un modèle cellulaire d'oncocytome thyroi͏̈dien que sont les cellules XTC. UC1. Ce défaut ne peut cependant pas expliquer à lui seul une telle accumulation de mitochondries. Nous montrons que la biogenèse anormale des mitochondries dans ces tumeurs est liée à une anomalie d'un ou plusieurs facteurs situés en amont de la cascade régulant conjointement la respiration et la biogenèse mitochondriale. Enfin, nous discutons du rôle des molécules impliquées dans la carcinogenèse folliculaire, dans l'accumulation des mitochondriesWe have studied thyroid oncocytomas, characterized by the presence of oxyphil cells containing abnormally large numbers of mitochondria, to explore the possible involvement of mitochondria in carcinogenesis. We showed that these tumors present a metabolic switch through an anaerobic synthesis of adenosine triphosphate (ATP). We also demonstrated the presence of a coupling defect between the respiratory chain and ATP production, in tumors as well as in an oncocytic oncocytic cell line named XTC. UC1. We showed that several factors regulating the mitochondrial biogenesis were involved in the accumulation of mitochondria in these tumors (UCP2, Tfam, PGC-1). We propose a model of mitochondrial accumulation in thyroid oncocytoma which could be a consequence of uncoupling
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Barthélémy, Cyrille. "Variations spontanées et induites du nombre de copies de l'ADN mitochondrial." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077125.
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PARFAIT, COPALU BEATRICE. "Implication des genes nucleaires de structure dans les maladies mitochondriales." Paris 7, 1999. http://www.theses.fr/1999PA077190.
Abstract:
Ce travail a porte sur l'implication possible du genome nucleaire dans les deficits de la chaine respiratoire. La premiere partie de ce travail a consiste a determiner l'origine genetique des deficits en cytochrome c oxydase (cox). Nous avons ainsi exclu l'implication du genome mitochondrial chez 18 patients presentant un deficit isole en cox. Cette etude, extremement importante pour le conseil genetique, permet d'abaisser le risque de recurrence de la maladie a 1/4 dans la fratrie des patients atteints de deficits isoles en cox. La deuxieme partie de ce travail a consiste a rechercher la presence de copies nucleaires de l'adn mitochondrial (adnmt) afin d'ameliorer le diagnostic moleculaire des maladies mitochondriales. La proportion de molecules mutees d'adnmt joue un role crucial dans l'expression de la maladie et la presence de ces copies pourrait entrainer une quantification erronee de ces molecules. Avant toute recherche et quantification de mutations de l'adnmt, nous proposons de tester la specificite des oligonucleotides utilises en utilisant l'adn de cellules rho o depourvues d'adnmt. Le troisieme volet de mon etude a consiste a etudier les bases moleculaires des deficits en succinate deshydrogenase (sdh), enzyme de la chaine respiratoire et du cycle de krebs. Nous avons determine la structure des deux copies du gene de la flavoproteine (fp) de la sdh et montre qu'une seule d'entre elles est active. Nous avons etudie la region promotrice du gene fp et caracterise des sites potentiels de liaison de facteurs transactivateurs. Nous nous sommes ensuite attaches a caracteriser l'existence d'une co-regulation de l'expression des 4 genes du complexe ii dans differents tissus. Enfin, nous avons etudie le deficit en sdh chez trois patients et les bases moleculaires du deficit ne sont clairement etablies que pour l'un d'entre eux. Cette etude suggere l'implication d'autres genes, encore inconnus chez l'homme, ayant un role dans la biogenese ou l'assemblage du complexe ii.
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Beinat, Marine. "Caractérisation génétique des atteintes hépatiques mitochondriales." Thesis, Paris 5, 2013. http://www.theses.fr/2013PA05T007/document.
Abstract:
Les maladies mitochondriales sont les anomalies congénitales du métabolisme les plus fréquentes. Elles sont caractérisées par une très grande hétérogénéité clinique et génétique, et le gène responsable de la maladie n’a pu être identifié que pour seulement 30% d’entre elles. Malgré l’hétérogénéité de ces maladies, il est possible d’identifier des groupes de patients cliniquement homogènes. C’est notamment le cas des atteintes hépatiques mitochondriales, qui peuvent se présenter sous une forme syndromique ou isolée. Les patients ayant une forme isolée ont soit une déplétion de l’ADNmt, soit une quantité d’ADNmt normale. Les patients avec déplétion de l’ADNmt sont très bien caractérisés génétiquement et sont mutés dans les gènes DGUOK, POLG, PEO1 ou MPV17, alors que les atteintes hépatiques sans déplétion de l’ADNmt n’ont commencé à l’être que plus récemment et montrent une très grande hétérogénéité génétique.Nous avons dans ce travail de recherche constitué une cohorte cliniquement homogène de 70 patients provenant des hôpitaux Necker-Enfants Malades et du Kremlin-Bicêtre présentant une atteinte hépatique mitochondriale isolée ou syndromique, sans déplétion de l’ADNmt, dont nous disposions de matériel (fibroblastes, ADN) nécessaire à leur étude. Nous avons tout d’abord identifié des mutations dans le gène TRMU, codant pour une enzyme de modification des ARNt mitochondriaux, responsables d’une anomalie de la traduction mitochondriale. Nous avons par ailleurs établi l’hétérogénéité génétique de ce groupe de patients, puisque nous avons pu exclure la présence de mutations dans les gènes TRMU, TSFM, GFM1 et LARS chez 40 patients, démontrant qu’il n’y a pas de gènes majeurs associé aux atteintes hépatiques sans déplétion de l’ADNmt. Pour deux familles multiplex pour lesquels l’ADN de plusieurs membres de la famille était disponible, nous avons réalisé une cartographie génétique combinée avec un séquençage exome et une étude du transcriptome, qui n’a pas permis de mettre en évidence de gène causal. Pour 38 autres patients, essentiellement des cas sporadiques, nous avons utilisé les stratégies du transcriptome et du séquençage exome, ce qui nous a permis d’identifier des variations robustes dans de nouveaux gènes MRPS5, ALDH1B, NOX5, MTUS1, AARS2, PPA2, MTHFD1, ALDH6A1, NME4 et GLDC pour 17 patients. Enfin, nous avons étudié particulièrement les mutations identifiées dans le gène NOX5, retrouvées chez 3 patients de la cohorte. Ce gène code pour une protéine NADPH de fonction inconnue, que pensons être impliquée dans la traduction mitochondrialeGenetic characterization of mitochondrial liver damage
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Baillet, Francette. "Anomalies mitochondriales dans la maladie de Menkes, à propos de trois observations." Bordeaux 2, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR2M003.
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Cherif, Chabane. "Substitution de l'ADN mitochondrial entre la lignée de souris CBA/H et NZB : effets sur des traits comportementaux sensori-moteurs et mnésiques à l'âge de 6 et 12 mois." Paris 5, 1997. http://www.theses.fr/1997PA05A001.
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Cambier, Linda. "Caractérisation fonctionnelle de deux nouvelles protéines mitochondriales." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20265.
Abstract:
Des approches bioinformatiques et d'hybridation d'ADNc à haute densité sur des gènes humains ont permis d'identifier des gènes potentiels préférentiellement exprimés dans le muscle strié humain et de fonction inconnue. Ce travail de thèse consiste en la caractérisation fonctionnelle de deux de ces gènes, appelés GENX-3587 et GENX-70612. Le GENX-3587 correspond au gène humain FEM1A, qui est un gène candidat pour le syndrome polykystique ovarien (PCOS), tandis que la protéine humaine FEM1A a été décrite comme participant à une voie de signalisation anti-inflammatoire médiée par la prostaglandine E2. Par l'élaboration d'un anticorps spécifique de FEM1A, nous avons montré pour la première fois que la protéine murine Fem1a est une protéine mitochondriale, exprimée préférentiellement dans des organes enrichis en mitochondries tels que le cerveau, le cœur et le foie. De manière intéressante, nous avons également observé que Fem1a est sur-exprimée dans les coeurs de souris ayant subi une ischémie, suggérant que Fem1a pourrait faire partie de la voie de signalisation cardioprotective de la prostaglandine E2 survenant après un infarctus du myocarde. Le GENX-70612 correspond au gène dénommé C6orf125 qui code pour une protéine de fonction inconnue, que nous avons dénommé mitochondrine. Nous avons démontré que la mitochondrine est une protéine mitochondriale exprimée préférentiellement au niveau du cerveau et du cœur de souris. De plus, nous avons montré que la mitochondrine participe au métabolisme énergétique de la mitochondrie en jouant un rôle positif sur la production d'ATP mitochondrial. Nous avons également montré que la mitochondrine est un régulateur positif essentiel de la différenciation musculaire tardive. Finalement, des expériences préliminaires semblent indiquer que la mitochondrine joue un rôle dans la sécrétion d'insuline par les cellules β-pancréatiquesBioinformatical and high density cDNA hybridization studies on human genes have allowed to identify potential genes preferentially expressed in human striated muscle and of unknown function. This thesis work consists in the functional characterization of two of these genes : GENX-3587 and GENX-70612. GENX-3587 corresponds to the human FEM1A gene, which is a candidate gene for the polycystic ovary syndrome (PCOS), while the human protein FEM1A is involved in an anti-inflammatory signaling pathway mediated by prostaglandin E2. Generation of a FEM1A specific antibody allowed us to show for the first time that mouse Fem1a is a mitochondrial protein, which is preferentially expressed in organs enriched in mitochondria such as brain, heart and liver. Interestingly, we have also observed that Fem1a expression is up-regulated in hearts from mice subjected to ischemia injury, suggesting that Fem1a may be part of the prostaglandin E2 cardioprotective pathway occurring after myocardial infarction. GENX-70612 corresponds to a gene called C6orf125 encoding a protein of unknown function, we have called mitochondrin. We have demonstrated that mitochondrin is a mitochondrial protein preferentially expressed in the brain and in the heart of mice. Furthermore, we have shown that mitochondrin is involved in the energetic metabolism of mitochondria by playing a positive role on mitochondrial ATP production. We have also shown that mitochondrin is an essential positive regulator of late muscle differentiation. Finally, preliminary experiments seem to indicate that mitochondrin plays a role on insulin secretion from β-pancreatic cells
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Pierron, Denis. "Anthropologie moléculaire et épidémiologie : interaction entre haplogroupes et pathologies mitochondriales." Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13593.
Abstract:
En vingt ans, l'ADN mitochondrial (ADNmt) s'est imposé comme un acteur majeur de l'anthropologie moléculaire. L'étude des polymorphismes mitochondriaux - considérés comme des marqueurs génétiques neutres - a permis d'une part de révéler la proximité de l'homme avec le chimpanzé et l'Homme de Neandertal et d'autre part de démontrer l'origine africaine de l'Homme moderne. De plus, l'hypothèse dite de l'horloge moléculaire (taux de mutation constant) a permis de proposer des datations pour les ancêtres communs de ces différentes espèces. Cependant, durant la même période, des mutations pathogènes récurrentes de l'ADNmt ont été associées à des nombreuses maladies métaboliques telles que des myopathies, des diabètes ou des pertes de vision. Au cours de cette thèse, nous avons étudié par un travail d'épidémiologie génétique si les polymorphismes mitochondriaux pouvaient influencer les pathologies causées par la mutation A3243G et les mutations du gène OPA1. Par la suite, nous avons étudié l'homogénéité du taux de mutation des lignées européennes de l'ADNmt à partir des données phylogéniques. Au terme de ces travaux nous proposons que (i) certaines lignées mitochondriales (haplogroupe J) ont accumulé des polymorphismes pouvant influencer l'expression des pathologies et ayant pu jouer un rôle dans l'adaptation au climat des populations humaines. (ii) la phylogénie mitochondriale humaine présente un rythme de mutation suivant une horloge moléculaire rapide et stable, mais pouvant néanmoins présenter des irrégularités de tempo sur certaines positions (hot-spot) ou certaines lignées (RO).
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Buchet-Poyau, Karine. "Cellules humaines dépourvues d'ADN mitochondrial : métabolisme adaptatif et utilisation dans l'étude génétique des pathologies mitochondriales." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10192.
Abstract:
Dans les cellules eucaryotes aerobies, l'energie provient essentiellement de l'atp synthetise par les phosphorylations oxydatives (oxphos) au niveau de l'atpase-atpsynthetase f0-f1. L'atp est alors exporte hors des mitochondries par le translocateur des nucleotides adenyliques (ant). Certaines sous-unites des complexes oxphos sont codees par l'adn mitochondrial (adnmt), les autres par l'adn nucleaire et importees dans les mitochondries par un mecanisme faisant intervenir le potentiel de membrane mitochondrial (pmm) etabli par les oxphos. Nous avons verifie que 2 lignees de cellules rho o humaines sont totalement depourvues d'adnmt, d'arn et de proteines codees par l'adnmt. Par contre, elles importent normalement des proteines d'origine nucleaire dans leurs mitochondries. Comment un pmm suffisant pour cette importation peut s'etablir dans les rho o en l'absence des oxphos ? nous avons montre que les rho o, depourvues des 2 sous-unites du facteur f0 de l'atpase-atpsynthetase codees par l'adnmt, ont un f1 assemble et fonctionnel pour hydrolyser de l'atp. De plus, 2 inhibiteurs specifiques de f1 (aurovertine) ou de l'ant (acide bongkrekique) reduisent la croissance et le pmm des rho o. Ainsi, la survie des rho o necessite un pmm suffisant maintenu par l'importation d'atp 4 cytosolique dans la mitochondrie par l'ant qui l'echange contre de l'adp 3 mitochondrial produit par l'atpase-f1. Nous avons egalement utilise les rho o pour determiner l'origine genetique de pathologies dues a un deficit d'un complexe oxphos. Les cellules de 3 patients atteints du syndrome de leigh avec deficit en cytochrome oxydase (cox) ont ete enucleees et fusionnees avec les rho o. L'activite cox etant restauree dans les cybrides, le deficit est localise sur l'adn nucleaire des patients. Par contre, la fusion a ete inutilisable pour determiner l'origine d'un deficit en complexe iii. En effet, le deficit est rapidement perdu dans les lymphocytes en culture suggerant un defaut heteroplasmique de l'adnmt.
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Hassoun, Sidi Mohamed. "Dysfonction myocardique septique : conséquences des altérations de l'homéostasie calcique et mitochondriales." Lille 2, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL2S030.
Abstract:
La dysfonction myocardique observée au cours du choc septique est souvent attribuée aux effets délétères de nombreux médiateurs circulants issus de la réponse inflammatoire systémique (cytokines pro-inflammatoires, NO, sphingosine, etc). L'activation des voies biochimiques de l'apoptose joue également un rôle important dans l'apparition des anomalies contractiles. A l'échelon cellulaire, ces anomalies sont associées à une baisse du transitoire calcique et du potentiel de membrane mitochondrial. En revanche, à l'échelon subcellulaire, les mécanismes de la dysfonction myocardique ne sont pas encore élucidés. Notre travail a consisté, dans un premier temps, à étudier l'implication du pore de transition de perméabilité (PTP) mitochondriale dans la dysfonction cardiaque. Pour ce faire, nous avons développé une approche multiparamétrique in vitro d'étude de la fonction mitochondriale en vérifiant que les effets de la sphingosine connus sur cellules étaient similaires sur mitochondries isolées. Ensuite, l'utilisation de dérivés non-immunosuppresseurs de la cyclosporine ou la surexpression de Bcl-2 a permis de prévenir la dysfonction cardiaque consécutive à la péritonite chez la souris, prouvant ainsi l'implication du PTP dans la dysfonction myocardique septique. Dans un second travail, nous avons cherché par quels mécanismes l'activation des caspases participe à la baisse du transitoire calcique du cardiomyocyte septique. Nos résultats ont mis en évidence une augmentation de la fuite calcique et un déficit de recapture du calcium dépendant de la pompe Ca2+/ATPase (SERCA2) sur des fractions vésiculaires enrichies en réticulum sarcoplasmique (RS) isolées de coeurs de rats traités par l'endotoxine. Ces anomalies sont prévenues par le zVAD. Fmk, un inhibiteur de caspases à large spectre. D'un point de vue moléculaire, nous avons pu montré que le clivage de la phosphatase de type PP2A par la caspase-3 provoque une augmentation de l'activité phosphatasique qui est alors responsable de ces anomalies du RS. Ainsi, les connaissances fondamentales acquises au cours de ce travail seront directement valorisables par la mise au point de nouvelles stratégies thérapeutiques dans la prise en charge de la dysfonction myocardique
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Sternberg, Damien. "Contribution à trois aspects de la génétique mitochondriale humaine : étude de transmission de l'ADN mitochondrial lors de fécondations in vitro - caractérisation de mutations de l'ADN mitochondrial dans les maladies mitochondriales et le vieillissement musculaire." Paris 12, 2002. http://www.theses.fr/2002PA120010.
Abstract:
L'ensemble de notre travail concerne trois aspects de la recherche en génétique mitochondriale humaine. Notre premier axe d'étude a été la transmission de l'ADN mitochondrial des parents aux enfants conçus par injection intracytoplasmique de spermatozoi͏̈de (ICSI). Si les risques de transmission de défauts de l'ADN nucléaire paternel sont reconnus depuis les débuts de cette technique de procréation médicalement assistée, aucune étude n'avait recherché à l'aide de techniques hautement sensibles chez les enfants conçus par ICSI la présence de molécules d'ADN mitochondrial d'origine paternelle. Nous avons montré qu'il n'existait pas, dans le sang circulant des enfants étudiés, d'ADN mitochondrial paternel détectable par les techniques utilisées. Notre deuxième axe d'étude avisé à préciser la responsabilité d'une classe de gènes de l'ADN mitochondrial, les gènes d'ARN de transfert, dans certaines maladies mitochondriales. Nous avons mis au point un outil d'analyse de l'ADN mitochondrial permettant d'analyser rapidement la séquence des 22 gènes d'ARN de transfert à la recherche de mutations de ces gènes. Appliqué à l'investigation d'une vaste cohorte de patients, cet outil a permis de détecter de très nombreuses variations de séquence, certaines déjà connues pour être pathogènes ou au contraire anodines, d'autres nouvelles et suspectes d'être pathogènes. Un travail complémentaire d'analyse des données et de validation des mutations a été nécessaire à l'interprétation des résultats. Il a également permis de mieux définir les indications d'une telle recherche. En troisième lieu, nous nous sommes intéressés à la part que pouvaient avoir les lésions de l'ADN mitochondrial dans la physiopathologie du vieillissement musculaire, et plus particulièrement dans la genèse des fibres négatives pour l'activité cytochrome oxidase. Nous avons recherché des mutations de l'ADN mitochondrial dans ces fibres, et avons pu montrer que, dans un certains nombre d'entre elles, une expansion clonale de molécules d'ADN mitochondrial porteuses de mutations ponctuelles des gènes d'ARN de transfert était responsable du déficit enzymatiqueMitochondrial genetics is important to consider when dealing with infertility, mitochondrial diseases or ageing. Our work contributes to the clarification of the role and behaviour of mitochondrial DNA (mtDNA) in those three circumstances. First, we studied mtDNA inheritance in children born after a particular in vitro fertilisation technique, i. E. Intracytoplasmic injection of spermatozoon (ICSI). Although the risk of transmission of a paternal infertility-linked nuclear defect by this technique is well known, the possible transmission of the patemal mtDNA had never been addressed by means of highly sensitive detection assays. By using different sensitive techniques, we showed that there was no detectable paternally inherited mtDNA in the peripheral blood of the 27 children who were studied. Second, we aimed at determining the contribution of mtDNA tranfer RNA (tRNA) gene defects to the pathogenesis ofmitochondrial disorders. We set up an exhaustive scanning method to screen ah tRNA genes for mutations, and applied it to a large number of selected patients with mitochondrial disorders. We found numerous sequence variations of those genes, some of them already known to be pathogenic or polymorphie, others being questionable from a functional point of view. We performed an evaluation of each questionable sequence variation by all possible means, and were able to assign a precise significance to most of them. In retrospect, we tried to delineate the best indications for the screening ofmtDNA tRNA genes. Third, we wanted to determine the contribution of mtDNA mutations to the ageing process of human muscle, at a single fibre level. We looked for large-scale rearrangements and tRNA gene point mutations in a large number of fibres defective in cytochrome c oxidase (COX- fibres) activity and an equal number of normal fibres (COX+ fibres) from normal biopsy samples taken from ageing subjects. We detected large scale rearrangements in several fibres. Most interestingly, we detected, characterised and quantified tRNA gene point mutations in several COX- fibres, such mutations being absent from COX+ fibres. We showed that clonally expanded point mutations contribute toageing process in muscle, by a segmental alteration of the respiratory chain activity
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Collombet, Jean-Marc. "Expression des gènes des phosphorylations oxydatives dans les cellules musculaires de patients atteints de diverses pathologies mitochondriales." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10057.
Abstract:
Des cultures de myoblastes ont ete etablies a partir des muscles de dix patients atteints de diverses myopathies mitochondriales, associees ou non a une mutation du genome mitochondrial (adnmt). Ces myoblastes, chez la plupart des patients, n'exprimaient pas les deficits enzymatiques et ne presentaient qu'un faible pourcentage d'heteroplasmie pour les mutations du genome mitochondrial, a l'origine des pathologies. Chez deux patients porteurs de deletions de l'adnmt, la differenciation des myoblastes en myotubes induit de maniere significative l'augmentation de la quantite d'adnmt delete. Les niveaux des transcrits de plusieurs genes mitochondriaux et des genes nucleaires atp synthetase beta et glyceraldehyde- 3- phosphate deshydrogenase ont ete quantifies dans les myoblastes des dix patients. Pour trois des patients (deficit en carnitine palmityl transferase ii, en 2 cetoglutarate deshydrogenase ou deficit reversible en complexe iv), un profil de transcription comparable a celui de temoins a ete obtenu. Chez les sept autres patients atteints de myopathies mitochondriales (deficits en complexe ii, en complexe iii ou en complexes i et iv associes a des deletions de 5,55 kb ou de 2,8 kb ou a la mutation ponctuelle 3243 de l'adn mitochondrial), des profils de transcription anormaux ont ete montres, en association avec une diminution significative de la quantite d'adnmt. Ces resultats ne peuvent pas etre directement relies aux deficits, ni aux mutations de l'adnmt (peu ou pas presents dans les myoblastes). L'intervention de facteurs nucleaires defectueux doit necessairement etre invoquee pour expliquer la perturbation de l'expression coordonnee des genes nucleaires et mitochondriaux des phosphorylations oxydatives
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Tudesq, Nicolas. "Encéphalomyopathies mitochondriales : à propos d'un cas de MERRF avec déficit en NADH Coenzyme Q Reductase : revue de la littérature." Bordeaux 2, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR23006.
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Haut, Sandrine. "Place de la biologie moléculaire dans le diagnostic des cytopathies mitochondriales." Paris 5, 1998. http://www.theses.fr/1998PA05P151.
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Lahaye, Laurent. "Anomalies mitochondriales au niveau musculaire chez trois sportifs de haut niveau d'entrainement." Bordeaux 2, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR2M075.
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Addo, Mathew Glover. "Identification of new nuclear genes involved in the mitochondrial genome maintenance." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112065.
Abstract:
Sous le terme de maladies mitochondriales, on désigne des maladies multi-systémiques ou à expression tissu-spécifique dues à un déficit de la phosphorylation oxydative qui est assurée par le fonctionnement de 5 complexes protéiques enzymatiques (chaîne respiratoire) parmi lesquelles 13 sous-unités sont codées par le génome mitochondrial, les autres par le génome nucléaire. Ces pathologies recouvrent donc en pratique des maladies génétiques par mutation de l’ADN mitochondrial (ADNmt) mais aussi des maladies génétiques à hérédité mendélienne classique. Dans les cytopathies mitochondriales liées à des mutations de gènes nucléaires, il existe deux sortes de gènes (i) à effet direct correspondant à des gènes codant pour les sous-unités protéiques de la chaîne respiratoire ou leur assemblage, et (ii) à effet indirect correspondant à des gènes codant pour des protéines impliquées dans le maintien et la réplication de l'ADN mitochondrial. Des mutations dans cette dernière classe de gènes peuvent s'accompagner d'anomalies quantitatives ou qualitatives de l'ADNmt : déplétion de l'ADNmt (réduction majeure du nombre de molécules d'ADNmt) et délétions multiples.Après des dosages enzymatiques de l’activité des complexes respiratoires mitochondriaux chez les patients, le ou les types de complexes altérés sont connus. Un grand nombre de gènes mutés responsables de pathologies mitochondriales ont été identifiés, tous codant des constituants des différents complexes de la chaîne respiratoire. Ces dernières années, le groupe d’Agnès Rötig (Hôpital Necker, Paris) a identifié de nouveaux gènes grâce à une approche gènes candidats ou grâce à des tours de génome de familles consanguines de patients qui permettent de délimiter une région chromosomique portant la mutation à l’état homozygote. La validation de l’effet délétère de la mutation identifiée se fait en général en utilisant des organismes modèles d’étude comme les cellules humaines en culture ou bien la levure. Cependant, il reste un grand nombre de cas où la mutation n’a pas pu être identifiée, soit parce que le déficit de tel ou tel complexe ne met pas en jeu un des composants connus de ce complexe ou bien plusieurs complexes de la chaîne respiratoire sont déficitaires mettant en jeu, dans un grand nombre de cas, le maintien de l’ADN mitochondrial pour lequel peu de gènes sont connus.Au laboratoire d’Orsay, nous disposons de deux organismes modèles d’étude, la levure S. cerevisiae et le nématode C. elegans. La levure S. cerevisiae est l’organisme modèle de choix pour étudier les fonctions mitochondriales grâce à ses caractéristiques comme la respiration facultative, mais aussi et surtout par la puissance de sa génétique et le fait que les mitochondries peuvent être transformées. Cependant de par sa respiration facultative et sa division clonale, elle ne se prête pas facilement à des études sur la stabilité de l’ADNmt. En effet, S. cerevisiae perd très facilement son ADNmt après inactivation d’un grand nombre de gènes impliqués dans pratiquement toutes les voies de la biogenèse mitochondriale. Cette levure ne peut donc pas être utilisée de façon simple pour l’étude de la transmission de l’ADN mitochondrial. C’est pourquoi nous nous sommes alors intéressés à l’autre organisme modèle développé au laboratoire, le nématode C. elegans dont ses caractéristiques en font un excellent modèle complémentaire à la levureMitochondrial respiratory chain diseases of nuclear origin represent one of the major causes of metabolic disorders. These diseases are characterized by a huge clinical and genetic heterogeneity which is a major problem in identifying the disease causing gene. Although several gene mutations have already been found in some patients or families, the disease causing gene of the majority is yet to be determined. The overall structure and gene content of the mitochondrial genome and the proteins required for mtDNA transactions are largely conserved from yeast to human offering the opportunity to use animal models to understand the molecular basis of mitochondrial dysfunctions. To expand the number of human candidate genes of mitochondrial diseases involved in mtDNA maintenance, we have developed in this study, the nematode Caenorhabditis elegans as a model organism to identify new proteins involved in mtDNA maintenance by combining RNAi and ethidium bromide exposure. We have developed a large-scale screening method of genes required for mtDNA maintenance in the worm and initially indentified four new C. elegans genes (atad-3, dnj-10, polrmt, phi-37 and immt-1) involved in mtDNA stability. The human homologs of these genes (ATAD3, DNAJA3, POLRMT and ATP5A1) can be now considered as candidate genes for patients with quantitative mtDNA deficiencies. Using our screening design we have begun to screen all the C. elegans genes encoding mitochondrial proteins. Of the 721 estimated C. elegans mitochondrial genes homologous to human genes, we have tested 185 genes and found that 41 genes are required for the maintenance of the mitochondrial genome in post mitotic cells. These genes fall into three main functional categories of metabolism, protein synthesis and oxidative phosphorylation. Finally, in this study, we investigated the reversibility of mtDNA depletion with drugs to counteract POLG dificiency. Three molecules, Chlorhexidine, Resveratrol and Bezafibrate, have been tested to restore normal mtDNA content and worm life cycle. These experiments hold promise for future work using C. elegans as a pharmacological model for mitochondrial diseases.Altogether, the data generated in this work is a starting point for promising advances in the mitochondrial field, showing the relevance of the nematode as a model organism to study fundamental processes as well as human health research
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Bouzidi, Mohamed Fouad. "Expression de protéines impliquées dans diverses pathologies mitochondriales : recherche de l'origine génétique de déficiences en ubiquinol-cytochrome c réductase ou en cytochrome oxydase." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10053.
Abstract:
Nous avons analyse des patients atteints de diverses pathologies mitochondriales et identifie des pathologies specifiques de tel ou tel complexe de la chaine respiratoire. Nous avons en meme temps tente de savoir si une surexpression de la creatine kinase mitochondriale pourrait etre un bon marqueur de ce type de pathologie. Nous avons montre qu'une augmentation significative de la creatine kinase mitochondriale etait observee dans les muscles contenant des rrf (fibres rouges dechiquetees), mais que cette augmentation n'etait pas significative avant l'apparition des rrf. Nous avons etudie de facon plus approfondie des patients presentant un deficit soit en complexe iii (ubiquinol-cytochrome c reductase) soit en complexe iv (cytochrome oxydase). Le patient pour lequel un deficit en complexe iii a ete observe presentait une intolerance musculaire a l'exercice. Nous avons montre que ce deficit provenait d'une baisse de la vitesse maximale de l'activite du complexe iii. Ce complexe presentait de plus une resistance a l'antimycine a, inhibiteur du complexe iii mais pas au myxothiazol. Le sequencage du gene du cytochrome b de ce patient a revele une mutation heteroplasmique en position 15615 touchant un acide amine tres conserve, la glycine#2#9#0. L'analyse immunologique du complexe iii a revele une diminution importante de l'expression du cytochrome b, de la proteine fes et de la proteine 9,5 kda. Ces resultats peuvent s'expliquer par un defaut d'assemblage du complexe iii induit par la mutation du cytochrome b. Le meme patient presentait aussi une duplication de 200 pb dans la d-loop de l'adn mitochondrial. Les patients pour lesquels un deficit en complexe iv a ete observe souffraient d'un syndrome de leigh. Ce deficit provenait d'une diminution importante de la teneur de sous-unites mitochondriales (cox i et cox ii) et nucleaire (cox iv) alors que tous les transcrits testes etaient normaux. L'origine moleculaire possible de ce syndrome est discute.
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Berg, Alonso Laetitia. "Déficits de la chaîne respiratoire mitochondriale avec instabilité de l’ADN mitochondrial : identification de nouveaux gènes et mécanismes." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4101/document.
Abstract:
Les maladies mitochondriales regroupent un ensemble de pathologies liées à un déficit de la chaînerespiratoire mitochondriale. Au laboratoire, nous focalisons notre intérêt sur les mitochondriopathies liées à undéfaut de stabilité de l’ADN mitochondrial (ADNmt), qui se traduit par des délétions multiples et/ou unedéplétion (diminution du nombre de copies). Ces pathologies sont caractérisées par une importantehétérogénéité clinique et génétique et sont secondaires à des mutations dans des gènes nucléaires codantpour des protéines impliquées dans le maintien de l’ADNmt. De nos jours, la recherche des gènesresponsables d’instabilité de l’ADNmt s’avère négative chez plus de 70% des malades, d’où un grand intérêtpour améliorer les techniques d’identification des mutations et la recherche de nouveaux gènes impliquésdans ces pathologiesNon communiqué
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Dubot, Audrey. "Étude des déficiences en cytochrome c oxydase et en ATPase-ATPsynthétase dans des pathologies mitochondriales humaines et chez le nématode C. Elegans." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10215.
Abstract:
Les pathologies mitochondriales dues à un défaut dans la synthèse d'ATP causé par une déficience d'une enzyme des OXPHOS peuvent avoir de graves manifestations pouvant aller jusqu'à une mort précoce. Tout d'abord, nous avons étudié le complexe IV (COX) dont le déficit est surtout dû à des mutations de SURF1. Diverses analyses réalisées sur des cellules de patients mutés pour ce gène se sont avérées très utiles pour la mise en place de diagnostics pré et post-natals pour le Syndrome de Leigh, mais aussi pour mieux comprendre l'assemblage de la COX. Un modèle C. Elegans de ces déficiences à été réalisé en inhibant par RNAi l'expression de protéines constitutives ou d'assemblage de l'enzyme. Il ne reste plus maintenant qu'à mettre en place un test pharmacologique à haut débit sur ces animaux. D'autre part, l'étude d'un patient portant le codon d'initiation GUG pour la traduction de la sous-unité 6 du complexe V apporte de nouveaux éléments sur le mécanisme traductionnel mitochondrial
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Bris, Céline. "Influence de la génétique mitochondriale en pathologie : apport des techniques de séquençage haut débit Deep sequencing shows that oocytes are not prone to accumulate mtDNA heteroplasmic mutations during ovarian ageing Novel NDUFS4 gene mutation in an atypical late-onset mitochondrial form of multifocal dystonia." Thesis, Angers, 2017. http://www.theses.fr/2017ANGE0093.
Abstract:
Les maladies mitochondriales sont des pathologies fréquentes du métabolisme caractérisées par une forte hétérogénéité clinique et génétique, notamment par la dépendance à 2 génomes, nucléaire (ADNn) et mitochondrial (ADNmt), et le concept d’hétéroplasmie (HT). L’objectif de ce travail de thèse a été de développer une stratégie d’analyse de l’ADNmt par séquençage haut-débit (NGS), puis de l’appliquer à l’étude des maladies mitochondriales et des pathologies liées au vieillissement : glaucome à angle ouvert (GPAO) et vieillissement ovarien précoce. Après validation des performances de notre stratégie NGS pour la détection et la quantification des variations de l’ADNmt, nous avons confirmé l’intérêt de l’analyse systématique de la totalité de l’ADNmt avec l’identification de nouveaux variants et l’utilisation de cellules uroépithéliales pour le diagnostic des maladies mitochondriales. Cependant, ces progrès génèrent de nouveaux défis dont l’interprétation des faibles HT et la priorisation des variants de signification inconnue. Pour les pathologies liées au vieillissement, nous avons mis en évidence le possible rôle protecteur des haplogroupes T et H chez les femmes, respectivement dans la survenue et la sévérité du GPAO, suggérant une modulation de l’influence de l’ADNmt par le genre et donc l’importance de la stratification par sexe dans les études d’association. En revanche, nous n’observons pas d’accumulation d’anomalies de l’ADNmt dans le vieillissement ovarien précoce. En perspective, nous rapportons l’identification d’une mutation de l’ADNn dans un phénotype atypique, rappelant la complexité de l’étude des pathologies mitochondriales, du fait de ce double génomeMitochondrial diseases are common metabolic disorders characterized by strong clinical and genetic heterogeneity, in particular due to the dependence on 2 genomes, nuclear (nDNA) and mitochondrial DNA (mtDNA), and the concept of mitochondrial heteroplasmy. The purpose of this work was to develop a strategy for the analysis of the mtDNA through next-generation sequencing (NGS), and then to apply it to the study of mitochondrial diseases and those related to aging: primary open-angle glaucoma (POAG) and ovarian aging. After validating the performances of our NGS strategy for the detection and quantification of mtDNA variations, we confirmed the power of systematic analysis of the whole mitochondrial genome with the use of uroepithelial cells for mitochondrial diseases diagnosis and the identification of novel mtDNA variants. However, these advances generate new challenges such as the interpretation of low percentages of mtDNA mutations or the prediction of the pathogenicity of new variants. For aging-related diseases, we have identified the possible protective role of the mitochondrial haplogroups T and H in women, respectively in the occurrence and severity of POAG, suggesting that mtDNA influence is drivenby gender, and thus the importance of gender stratification for association studies. By contrast, we did not observe any accumulation of mtDNA abnormalities in early ovarian aging. In perspective, we report the identification of a nDNA mutation in an atypical phenotype, highlighting the complexity of mitochondrial diseases diagnosis, due to this double genome
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Delettre-Cribaillet, Cécile. "Génétique des dystrophies héréditaires de la rétine : identification du gène responsable de l'atrophie optique dominante OPA1." Montpellier 1, 2002. http://www.theses.fr/2002MON1T002.
Abstract:
L'atrophie optique dominante (aod) de type i est la forme la plus frequente de neuropathies optiques hereditaires non-syndromiques et touche environ 1 personne sur 50 000. Elle se caracterise par une atteinte degenerative des fibres ganglionnaires qui forment le nerf optique et se traduit par une baisse progressive de l'acuite visuelle. On observe cependant une grande variabilite phenotypique inter- et intra-familiale. Nous avons recemment identifie le gene opa1 comme responsable de l'aod de type i. Il code une proteine de la famille des dynamines-gtpases localisee au niveau de la membrane interne des mitochondries et qui semble impliquee dans le maintien de l'adn mitochondrial et l'organisation du reseau mitochondrial dans les cellules. [. . . ] d'une part, les mutations tronquantes localisees dans la region n-terminale et peut-etre les mutations faux-sens du domaine gtpase peuvent conduire a une perte de fonction et agir par haploinsuffisance. D'autre part, les mutations tronquantes situees en c-terminal dans un domaine de dimerisation peuvent conduire a un effet dominant negatif. Le fait que l'aod de type i, comme la neuropathie optique de leber, soit causee par des anomalies de proteines mitochondriales suggere que les cellules ganglionnaires de la retine sont tres vulnerables a un dysfonctionnement des mitochondries.
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Schwenzer, Hagen. "Aminoacyl-ARNt synthétases mitochondriales humaines : aspects fondamentaux et contribution à la compréhension de pathologies reliées." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAJ045/document.
Abstract:
Les aminoacyl-ARNt synthetases (aaRS) sont impliquées dans le mécanismes de la traduction. Dans les cellules humaines, il existe deux jeux de gènes nucléaires codant pour les aaRS : un pour les aaRS cytosolique (cyt), le second pour les aaRS mitochondriales (mt). Les aaRS mt sont traduites dans le cytosole, adressées et importées dans la mitochondrie.Mutations dans 9 gènes d’aaRS mt ont été démontrées comme responsables de pathologies mitochondriales. Certaines des mutations n’affectent pas la propriété originelle d’aminoacylation. Il a été proposé que certaines de ces mutations puissent affecter des propriétés alternatives.Alors l’organisation des aaRS cyt est bien étudiée et que des implications dans des fonctions alternatives établies pour certaines d’entre elles, les connaissances quant aux aaRS mt restent parcimonieuses. L’objectif principal de ce manuscrit de thèse est: (i) révéler d’organisation sous-mt de l’AspRS mt; (ii) étendre l’analyse de l’organisation sous-mt à l’ensemble des aaRS mt; et (iii) contribuer à la compréhension de mécanismes moléculaires sous-jacents à certaines pathologies. Ces travaux ouvrent la porte vers d’autres investigations de l’organisation des aaRS à l’intérieur de la mitochondrie. Ces contributions seront utiles à la meilleure compréhension de mécanismes moléculaires sous-jacents à pathologies mitochondrialesAminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs) are housekeeping enzymes involved in translation. In human cells, 2 different sets of nuclear genes code for aaRSs. One codes for cytosolic (cyt) aaRSs, and the second one codes for aaRSs of mitochondrial (mt) location. Mt-aaRSs are translated in the cytosol, targeted and imported into mitochondria.Mutations in 9 mt-aaRSs have been described. Some of the mutations do not display significant influence on the housekeeping aminoacylation activity. It has been proposed that those mutations affect alternative functions.Alternate functions have been described for cyt-aaRSs. While the organization of cyt-aaRSs is explored and their involvement into alternate functions established, the properties of the human mt-aaRSs remain unknown. On one site, this thesis integrate mt-AspRS into new functional networks (sub-mitochondrial localization and partnership). On the other site, it expand the view of the sub-mitochondrial organization to the full set of mt-aaRSs and should ultimately shed light into the molecular mechanisms underlying some of the pathologies. These results open the door for additional investigations to gain a complete view about the sub-mitochondrial organization of aaRSs. Those contributions will be of help for the understanding of molecular mechanisms underlying some mitochondrial disorders
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Su, Xin. "Yeast models of diseases linked to the mitochondrial ATP6 gene : molecular bases and therapeutic prospects." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0216.
Abstract:
Par définition, les maladies mitochondriales résultent d’un défaut dans le processus des oxydations phosphorylantes (OXPHOS). Celui-ci permet aux cellules de se fournir en ATP, soit la principale source d’énergie qu’elles peuvent utiliser. Dans ce processus, quatre complexes (I-IV) insérés dans la membrane mitochondriale interne transfèrent à l’oxygène moléculaire les équivalents réducteurs libérés par l’oxydation de carbohydrates et d’acides gras. Cette activité génère une force proton motrice utilisée pour la synthèse d’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique par le complexe V ou ATP synthase.Des maladies dont NARP (Neuropathy Ataxia Retinitis Pigmentosa) et MILS (Maternally Inherited Leigh Syndrome) ont été associées à des mutations de la sous-unité a de l’ATP synthase. Son gène (ATP6) est dans le génome mitochondrial. Celui-ci est présent jusqu’à plusieurs milliers de copies par cellule. Les mutations du gène ATP6 coexistent souvent avec des copies sauvages du génome mitochondrial dans les cellules et tissus des patients, ce qui rend leur étude difficile. La levure Saccharomyces cerevisiae dont on peut modifier à loisir le génome mitochondrial permet de s’affranchir de cette hétérogénéité génétique (appelée hétéroplasmie). De plus, grâce à sa bonne capacité fermentaire, elle est capable de survivre à l’inactivation du système OXPHOS.J’ai au cours de ma thèse exploité ces caractéristiques pour mieux définir les conséquences sur l’ATP synthase de cinq mutations du gène ATP6 identifiées chez des patients : m.8993T>G, m.9191T>C, m.8969G>A, m.8909T>C, et m.9166T>C. Le pouvoir pathogène des trois premières a été établi. Les deux dernières sont des nouveaux variants de l’ADN mitochondrial. Via l’identification de suppresseurs intragéniques, et à la lumière de structures à haute résolution de l’ATP synthase décrites récemment, j’ai pu définir les bases moléculaires des mécanismes pathogènes induits par les mutations m.8993T>G, m.9191T>C, et m.8969G>A. Le variant m.8909T>C a été identifié en combinaison avec une mutation pathogène bien connue dans un ARN de transfert (m.3243A>G). Nous avons trouvé qu’un équivalent de cette nouvelle mutation a en levure des effets délétères sur l’assemblage ou la stabilité de la sous-unité a comparables à ceux induits par des mutations du gène ATP6 (m.8993T>C, m.9176T>C) dont le pouvoir pathogène a été établi, et qu’elle a donc potentiellement la capacité d’affecter seule la santé humaine. Mes études en levure sont cohérentes avec des études ayant conclu récemment à la pathogénicité du variant m.9166T>C et permettent de mieux comprendre comment il impacte l’ATP synthase.J’ai identifié un mécanisme de suppression actif sur des modèles levure de mutations pathogènes de la sous-unité a. Il implique le transporteur des oxodicarboxylates (Odc1) localisé dans la membrane mitochondriale interne. J’ai trouvé que la surexpression d’Odc1 permet une plus grande activité du cycle de Krebs (ou TCA). Ce cycle intervient dans l’oxydation de substrats organiques dont les équivalents réducteurs sont ensuite transférés à l’oxygène par la chaîne respiratoire. Il tourne à bas régime dans les mutants de l’ATP synthase dont l’activité canal à protons est altérée. La suppression-Odc1 dépendante entraîne un découplage partiel de la membrane interne, de sorte que le cycle TCA est stimulé malgré le défaut en ATP synthase. Cet effet permet une plus grande production d’ATP via la phosphorylation d’ADP couplée directement à une des réactions du cycle de Krebs. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour le traitement des maladies associées à des altérations de l’ATP synthase, et possiblement d’autres désordres métaboliques. Cette étude apporte de plus un éclairage nouveau sur le contrôle de la biogenèse du complexe IV par l’ATP synthaseBy definition, mitochondrial diseases result from a defect in the process of oxidative phosphorylation (OXPHOS). This is responsible for the production of ATP, the main source of cellular energy. In this process, four multiprotein complexes (I-IV) inserted into the inner mitochondrial membrane transfer to molecular oxygen the reducing equivalents released by the oxidation of carbohydrates and fatty acids. This activity generates a proton motive force used for the synthesis of ATP from ADP and inorganic phosphate by the Complex V or ATP synthase.Diseases including NARP (Neuropathy Ataxia Retinitis Pigmentosa) and MILS (Maternally Inherited Leigh Syndrome) have been associated with mutations in the subunit a of ATP synthase. Its gene (ATP6) is in the mitochondrial genome. This genome is present in up to several thousand copies per cell. Mutations in the ATP6 gene often coexist with wild-type copies of the mitochondrial genome in patients' cells and tissues (heteroplasmy), which makes their study difficult. The yeast Saccharomyces cerevisiae, whose mitochondrial genome can be modified at will, makes it possible to overcome this genetic heterogeneity owing to its incapacity to stably maintaining heteroplasmy. In addition, thanks to its good fermentation capacity, this organism is able to survive mutations that inactivate the OXPHOS system.During my thesis, I exploited these characteristics to better define the consequences on ATP synthase of five ATP6 gene mutations identified in patients: m.8969G>A, m.9191T>C, m.8993T>G, m.8909T>C, and m.9166T>C. The pathogenicity of the first three has been established. The last two are new mitochondrial DNA variants. Through the identification of intragenic suppressors, and in the light of high-resolution structures of ATP synthase described recently, I was able to define the molecular bases of the pathogenic mechanisms induced by the m.8993T>G, m.9191T>C and m.8969G>A mutations. The m.8909T>C variant was identified in combination with a well-known pathogenic mutation in tRNALeu (m.3243A>G). We have found that an equivalent of this new mutation in yeast has deleterious effects on the assembly/stability of the subunit a comparable to those induced by mutations of the ATP6 gene (m.8993T>C, m.9176T>C) with a well-established pathogenicity, and therefore has the potential to affect human health on its own. My studies in yeast are consistent with studies that recently concluded on the pathogenicity of the m.9166T>C variant and allow to better understand how it impacts ATP synthase.I have identified an active suppressor mechanism in yeast models of pathogenic subunit a mutations. It involves the oxodicarboxylate transporter (Odc1) located in the inner mitochondrial membrane. I have found that artificially overexpressing Odc1 allows for greater Krebs cycle (or TCA) activity. This cycle is involved in the oxidation of organic substrates whose reducing equivalents are then transferred to oxygen by the respiratory chain. It runs low in ATP synthase mutants with impaired proton channel activity. The Odc1-dependent suppressor activity results from a partial uncoupling of the inner membrane so that the TCA cycle is stimulated despite the presence of defect in ATP synthase. This effect allows a greater production of ATP via ADP phosphorylation coupled with one of the reactions of the Krebs cycle. These results open interesting perspectives for the treatment of diseases associated with alterations in ATP synthase, and possibly other metabolic disorders. This study also sheds new light on the control of complex IV biogenesis by ATP synthase
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Rossignol, Rodrigue. "Expression métabolique de défauts dans le fonctionnement des oxydations phosphorylantes mitochondriales : effet de seuil et théorie du contrôle du métabolisme appliqués à l'étude de la spécificité tissulaire des cytopathies." Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR28781.
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Damiano, Maria. "Rôle de la dysfonction mitochondriale dans deux maladies neurodégénératives, la Maladie de Huntington et la Maladie de Parkinson." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066584/document.
Abstract:
Un dysfonctionnement mitochondrial est impliqué dans plusieurs maladies neurodégénératives, corrélé avec une augmentation des niveaux de stress oxydant. Les anomalies mitochondriales observées dans les tissus des patients, les modèles animaux et cellulaires des maladies de Huntington et de Parkinson, suggèrent l'implication de la mitochondrie dans leur pathogénie.Les deux projets discutés dans ce manuscrit se focalisent sur le rôle des aspects particuliers de la physiologie mitochondriale au cours des deux maladiesMitochondrial dysfunction has been implicated in several neurodegenerative diseases and is correlated with augmented levels of intracellular oxydant stress. The mitochondrial defects observed in tissues from patients, as well as in animal and cellular models of Huntington’s and Parkinson’s diseases, suggest the implication of mitochondria in the pathogenesis of these diseases. The two projects discussed in this manuscript focus on the role of particular aspects of mitochondrial physiology in these diseases. By the first project we show the role of defective mitochondrial respiratory chain compex II in several rodent models of Huntington’s disease. By using a lentivirus-based gene transfert strategy we highlight the neuroprotective potential of the striatal overexpression of the subunits of complex II. The second project focus on Parkin and PINK1, two proteins implicated in the autosomal recessive, hereditary forms of Parkinson’s disease and in mitochondrial quality control mechanisms, such as mitophagy. In a cellular model we show that the two proteins facilitate Drp1-dependent mitochondrial fission. We show that Parkin may facilitate the signaling pathways controlling the activity of the pro-fission protein Drp1. This effect is probably indirect and mostly PINK1-independent. On the contrary, in mitochondrial depolarization conditions, by FRET (Förster Resonance Energy Transfer) a direct spatial coordination of Parkin, PINK1 and Drp1 is observed, which seems to be determinant for the efficiency of mitophagy. My projects shed new light on pathogenic mechanisms and open new perspectives in the research on these diseases
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Ferré, Marc. "Analyse bio-informatique du protéome mitochondrial et du spectre des mutations de la protéine Opa1." Phd thesis, Université d'Angers, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00457327.
Abstract:
Les mitochondries sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires essentiels tels que le catabolisme des nutriments, la phosphorylation oxydative, l'apoptose et la régulation des flux calciques. Elles ont une structure dynamique, qui s'adapte en permanence aux besoins cellulaires, et sont sous le contrôle de réseaux de régulation coordonnant leur masse, leur structure et leurs fonctions. Le protéome mitochondrial est ainsi composé d'une très grande diversité de protéines qui dérive en partie de l'ancêtre procaryote des mitochondries et résulte majoritairement d'une information codée par le génome nucléaire, mais aussi d'une information plus restreinte portée par le génome mitochondrial. Sept cents protéines mitochondriales ont été caractérisées chez l'homme, grâce à diverses approches de protéomique, de génomique et de bio-informatique, mais il est probable que les mitochondries en comportent un nombre bien supérieur. La caractérisation de ces protéines est essentielle à la compréhension des nombreuses maladies génétiques et communes associées à des dysfonctionnements mitochondriaux. Au cours de ce travail de thèse nous avons comparé in silico les séquences des protéines mitochondriales humaines avec celles des procaryotes, mettant en évidence que les protéines impliquées dans les pathologies sont majoritairement homologues à des protéines procaryotes. Nous avons ensuite développé une stratégie de recherche bio-informatique de nouvelles protéines mitochondriales basée sur leur origine procaryote et la présence d'une extension N-terminale caractéristique. L'ensemble des protéomes procaryotes connus a été comparé au génome humain et différents outils de filtrage ont été développés pour identifier de nouvelles protéines. Parallèlement à cette stratégie globale de criblage, nous nous sommes focalisés sur l'étude d'une des protéines participant à la fusion mitochondriale qui est associée à l'atrophie optique autosomique dominante, la protéine Opa1. Cette dynamine GTPase est impliquée dans le remodelage de la membrane interne mitochondriale, l'apoptose, la maintenance de l'ADN mitochondrial et le métabolisme énergétique. Nous avons développé une base de données internationale répertoriant les différents variants affectant Opa1 afin de caractériser son spectre mutationnel. Cet outil a secondairement servi à une étude clinique multicentrique portant sur près de mille patients porteurs d'une neuropathie optique. À travers ces deux approches, nous avons pu développer de nouveaux outils bio-informatiques qui devraient contribuer à une meilleure compréhension de la physiopathologie mitochondriale.
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Haut, Sandrine. "Déficit en complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale : étude de cinq cas." Paris 5, 2003. http://www.theses.fr/2003PA05P630.
Abstract:
Les déficits en ubiquinol-cytochrome c réductase (complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale) peuvent être d'origine moléculaire mitochondriale ou nucléaire. Nous avons identifié 5 patients atteints d'un déficit isolé en complexe III (CIII). Nous avons retrouvé une anomalie moléculaire pour 2 d'entre eux. Dans un cas il s'agit d'une mutation homoplasmique localisée dans le gène mitochondrial du cytochrome b (cytb) (G15498A) découverte chez un patient atteint d'un retard staturo-pondéral et présente également chez deux membres sains de sa famille. Des études in vitro ont confirmé le rôle pathogène de cette mutation, déjà décrite chez un patient atteint de cardiomyopathie histiocytoide. Dans un autre cas nous avons trouvé pour la première fois une mutation localisée dans un gène nucléaire de structure du CIII : le gène HUMQPC codant pour une protéine de liaison à l'ubiquinone. Cette mutation induit une baisse en cytb et par conséquent déstabilise le CIIIThe ubiquinol-cytochrome c réductase (complex III of mitochondrial respiratory chain) deficiencies could be attibuated to mitochondrial or nuclear genetic origin. We identified 5 patients with an isolated complex III (CIII) deficiency. A molecular abnormality was found in two cases. In the first, an homoplasmic mutation was found in the mitochondrial cytochrome b (cytb) gene, the patient have a staturo-ponderal delay. The mutation was also present in two healthy individuals of family members. Studies carried out in vitro confirmed the pathogenic role of the mutation, already considered as a cardiomyopathy generating mutation in a previously reported case. In the second patient, we describe, for the first time, a mutation located in a nuclear gene encoding a structural subunit of CIII : the HUMQPC gene encoding the human ubiquinone-binding protein. This mutation induces a full reduction in cytb content and consequently destabilizes the CIII
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Baratli, Yosra. "Etude de la toxicité des nanoparticules d'oxyde de fer (Fe3O4) chez le rat : analyses mitochondriales et du stress oxydant." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ023/document.
Abstract:
L’objectif de notre travail consiste à caractériser des nanoparticules d’oxyde de fer (Fe3O4) et étudier leur toxicité aiguë chez le rat Wistar. Nos résultats ont montré que l’administration orale aiguë des Fe3O4, entraîne une altération dose- et temps-dépendante des paramètres du stress oxydant ainsi qu’une atteinte hépatique. En ce qui concerne l’étude in vitro sur des mitochondries isolées, nos résultats ont montré que ces nanoparticules n’altèrent ni les différents complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale ni le couplage mitochondrial, et ceci dans aucun des organes étudiés (cerveau, cœur, poumon, foie et reins) et quelle que soit la concentration utilisée (100, 200, 300 et 500 μg/ml), alors que les mitochondries hépatiques isolées des rats âgés (18 mois), une altération est observée au niveau de tous les complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale hépatique ainsi que pour le couplage mitochondrial quelle que soit la concentration utilisée (250, 300 et 350 μg/ml) alors que pour les rats jeunes (3mois) on n’observe aucune altérationThe objective of our work is to characterize iron oxide nanoparticles (Fe3O4) and study their acute toxicity in Wistar rats. Our results showed that acute oral administration of Fe3O4, results in a dose and time-dependent alteration of oxidative stress parameters as well as liver damage. Regarding the in vitro study on isolated mitochondria, our results showed that these nanoparticles do not adversely affect the various complexes of the mitochondrial respiratory chain or mitochondrial coupling in any of the organs studied (brain, heart, lung, liverand kidneys) and regardless of the concentration used (100, 200, 300 and 500 μg/ml) while the isolated liver mitochondria from aged rats (18 months), an alteration is observed at all the complexes of the liver mitochondrial respiratory chain as well as the mitochondrial coupling regardless of the concentration used (250, 300 and 350 μg/ml), whereas for the young rats (3 months) no change is observed
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Rouzier, Cécile. "Déficits de la chaîne respiratoire mitochondriale avec instabilité de l'ADN mitochondrial : identification de nouveaux gènes et mécanismes." Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4066.
Abstract:
Les mitochondriopathies liées à un défaut de stabilité de l’ADN mitochondrial (ADNmt) représentent un nouveau volet dans les affections liées à un déficit de la chaîne respiratoire. Cette instabilité se traduit par des délétions multiples et/ou une déplétion (diminution du nombre de copies) de l’ADNmt. Ces pathologies sont caractérisées par une importante hétérogénéité clinique et génétique et sont secondaires à des mutations dans des gènes nucléaires codant pour des protéines impliquées dans le maintien du génome mitochondrial. Le gène POLG1, qui code pour la sous-unité catalytique de la polymérase gamma, est le gène le plus fréquemment impliqué. A ce jour, la recherche de mutations dans ce gène ou d’autres gènes connus, responsables de délétions multiples et/ou déplétion de l’ADNmt, s’avère négative dans plus de 70% des cas, d’où un grand intérêt pour améliorer les techniques d’identification des mutations et la recherche de nouveaux gènes impliqués dans ces pathologies. Mon travail de thèse a consisté d’une part, à identifier de nouveaux gènes responsables d’une instabilité de l’ADNmt et à caractériser certains mécanismes à l’origine de cette instabilité et d’autre part, à mettre en place une nouvelle technique d’analyse du gène POLG1 afin d’identifier des mutations à type de grands réarrangements, délétion et/ou duplication. Dans une première partie, nous avons analysé deux patients non apparentés porteurs de déplétion de l’ANmt associée à un déficit généralisé de la chaîne respiratoire mitochondrial présentant un tableau clinique et biologique évocateur d’un déficit en succinate CoA ligase. Chez ces patients, nous avons pu identifier des mutations du gène SUCLG1 confirmant l’implication de ce gène dans les encéphalomyopathies avec déplétion de l’ADNmt. Nous avons également mis en évidence une corrélation entre la sévérité du phénotype et la quantité résiduelle de protéine SUCLG1. Nous avons également analysé une famille dont plusieurs membres étaient atteints d’atrophie optique associée à une myopathie mitochondriale, avec délétions multiples de l’ADNmt, dont la ségrégation était évocatrice d’une transmission autosomique dominante. Nous avons identifié une nouvelle mutation du gène MFN2, impliqué dans la fusion mitochondriale, et responsable de la majorité des maladies de Charcot-marie-Tooth de type 2A. Nous avons ainsi décrit MFN2 comme nouveau gène d’instabilité de l’ADNmt et confirmé l’implication de la fusion mitochondriale dans la stabilité de l’ADNmt. De plus, nous avons montré qu’un défaut de réparation de l’ADNmt participe aux instabilités de l’ADNmt par défaut de fusion mitochondriale. Enfin, nous avons mis au point une nouvelle technique d’analyse du gène POLG1 par QMPSF (Quantitative Multiplex PCR of Short fluorescent Fragments), permettant de mettre en évidence des anomalies quantitatives. Cette technique nous a permis d’identifier une délétion à l’état hétérozygote chez une enfant présentant une encéphalopathie épileptique chez qui nous avions identifié au préalable, par séquençage, une seule mutation pathogène à l’état hétérozygote du gène POLG1. Nous avons ainsi montré l’intérêt de compléter l’analyse du gène POLG1 par la recherche de grands remaniements chez les patients porteurs d’une seule mutation à l’état hétérozygote avec une clinique très évocatrice.
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Dovydenko, Ilya. "Mise au point d'aptamères aux capacités thérapeutiques basés sur les ARN importables dans les mitochondries humaines." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ046/document.
Abstract:
Les défauts de génome mitochondrial provoquent des maladies neuromusculaires, pour lequel aucun traitement efficace n'a été mis au point. La plupart des mutations mitochondriales sont hétéroplasmique, ce qui signifie que l'ADN mitochondrial (ADNmt) de type sauvage et muté coexistent dans la même cellule, et le changement de proportion entre deux types d'ADNmt pourrait rétablir les fonctions mitochondriales. Le but du projet était le développement du système pour cibler l'ARN thérapeutique dans les cellules humaines vivantes. Au cours de ma thèse j'ai synthétisé une série de nouveaux ARN anti-réplicatifs contenant modifications chimiques pour augmenter leur stabilité dans la cellule, et mis au point la nouvelle méthode de synthèse chimique des molécules d'ARN contenant cholestérol fixé par l'intermédiaire d'un pont biodégradable. Ces ARN étaient capable de pénétrer dans les cellules humains, d'être adressées dans les mitochondries et de diminuer la proportion d' ADNmt mutéDefects in mitochondrial genome cause neuromuscular diseases, for which no efficient therapy has been developed. Since most mitochondrial mutations are heteroplasmic, wild type and mutated mitochondrial DNA (mtDNA) coexist in the same cell, and the shift in proportion between two mtDNA types could restore mitochondrial functions. The aim of the project was development of carrier-free system for targeting the therapeutic mitochondrially importable RNA into living human cells. During my PhD study, I have synthesized a set of new anti-replicative RNAs containing various chemical modifications, aiming to increase their stability in the cell, and developed a new method for the chemical synthesis of RNA molecules containing cholesterol attached through a biodegradable bridge. Cholesterol containing antireplicative RNAs were characterised by efficient cellular uptake, partial colocalisation with mitochondria and ability to decrease the proportion of mutant mtDNA
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Lefevre, Sophie. "Modèle levure de l'ataxie de Friedreich : stress oxydant, apoptose et dynamique mitochondriale." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066204.
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Jacoupy, Maxime. "Perte de fonction de la voie de signalisation <> dans la physiopathologie de la maladie de Parkinson - Mécanismes et conséquences." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066387/document.
Abstract:
La maladie de Parkinson (MP) est caractérisée par une dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire. Elle est le plus souvent sporadique mais des formes familiales monogéniques existent, notamment dues à des mutations de PARK2 et de PINK1. Ces gènes codent pour l'ubiquitine-protéine ligase cytosolique Parkine et la sérine/thréonine kinase mitochondriale PINK1, deux acteurs majeurs du contrôle de qualité mitochondrial. Ce travail étudie le rôle de leur interaction au niveau de la membrane mitochondriale externe dans la régulation de l'homéostasie mitochondriale.Nous avons montré que l'association de PINK1 et Parkine au complexe d'import mitochondrial TOM lors d'un stress mitochondrial permet l'import de la grande majorité des protéines adressées à la mitochondrie ; que déstabiliser ce complexe suffit à initier la mitophagie ; et que l'activation de Parkine par PINK1 facilite l'import de son substrat HSD17?10. Nous avons développé un biosenseur moléculaire inductible, permettant d'étudier la voie d'import classique des protéines à pré-séquence. Nous avons également montré, dans un modèle neuronal, qu'un stress mitochondrial, en présence de Parkine, induit une forte augmentation de l'expression de gènes clés de la biogenèse mitochondriale ; et que ces gènes sont up-régulés de façon basale dans les neurones PARK2-/-, indiquant une possible altération de la réponse aigüe au stress.Ces résultats approfondissent notre connaissance de la physiopathologie des formes autosomiques récessives de MP en soulignant l'importance de la voie PINK1/Parkine dans l'import et la biogenèse mitochondriauxParkinson’s disease (PD) is linked to a specific loss of dopaminergic neurons of the substancia nigra. The disease is most often sporadic but familial monogenic forms exist, for example due to mutations in PARK2 or PINK1. Those genes encore the cytosolic ubiquitin-protein ligase Parkin and the mitochondrial serine/threonine kinase PINK1, both essential for mitochondrial quality control. This work studies the role of their interaction at the outer mitochondrial membrane in the regulation of mitochondrial homeostasis. We found that the association of PINK1 and Parkin to the mitochondrial import TOM complex during mitochondrial stress induces the import of most proteins targeted to mitochondria; that destabilizing this complex is sufficient to initiate mitophagy; and that Parkin activation by PINK1 facilitates the import of its substrate, HSD17β10. We developed an inducible BRET-based molecular biosensor to study the classical pre-sequence import pathway. We also found, in a neuronal model, that mitochondrial stress induced a strong increase in the expression of mitochondrial biogenesis key genes, in the presence of Parkin; and that these genes are basally up-regulated in PARK2-/- neurons, possibly reflecting an alteration of acute stress response. These results increase our understanding of the pathophysiology of autosomal recessive forms of PD, underlining the importance of the PINK1/Parkin pathway in mitochondrial import and biogenesis
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Lebigot, Elise. "Exploration d'anomalies mitochondriales dans les fibroblastes de patients atteints de déficit dans les voies de biogenèse des centres fer-soufre ou de synthèse de l'acide lipoïque." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS027.
Abstract:
Le but de cette thèse est d’étudier les modifications biochimiques mitochondriales liées à un défaut de lipoylation des protéines dans les fibroblastes de 14 patients. Ces patients sont porteurs d’une mutation dans un gène codant une des protéines impliquées soit dans la synthèse de l’acide lipoïque (LIPT1, LIPT2) soit dans la voie de biogenèse des centres Fe-S mitochondriale (FDX1L, ISCA1, ISCA2, IBA57, NFU1, BOLA3). La voie de biogenèse des centres Fe-S est nécessaire à la maturation des protéines Fe-S mitochondriales, dont la lipoic acid synthase (LIAS).Ces travaux ont permis d’étudier notamment un deuxième cas de déficit en FDX1L ainsi qu’un patient porteur d’une nouvelle mutation dans ISCA1. Les déficits dans la voie de la biogenèse des centres Fe-S observés chez les patients étudiés affectent principalement la maturation des protéines mitochondriales à centre [4Fe-4S] dont l’aconitase mitochondriale, les complexes I et II de la chaîne respiratoire et la LIAS, induisant ainsi un défaut de lipoylation d’enzymes clés du métabolisme énergétique (PDHc, KGDHc). Aucune atteinte du réseau mitochondrial ni de variations du stress oxydatif n’ont pu être mises en évidence. Finalement, l’ajout d’acide lipoïque exogène n’améliore pas les déficits observés.Les profils d’expression des protéines dans les fibroblastes des patients suggèrent que les protéines NFU1, BOLA3 et IBA57 ainsi que ISCA1, ISCA2 et IBA57 coopèrent entre elles de manière complexeThe aim of this work is to study mitochondrial dysfunctions related to a defect of protein lipoylation in fibroblasts of 14 patients. These patients carry a point mutation in a gene encoding for a protein involved either in lipoic acid biosynthesis (LIPT1 or LIPT2) or in the mitochondrial pathway devoted to iron-sulfur cluster biogenesis (FDX1L, ISCA1, ISCA2, IBA57, NFU1, BOLA3) essential for maturation of mitochondrial Fe-S proteins such as lipoic acid synthase (LIAS). This work describes the second case of FDX1L deficiency and a patient with a new mutation in ISCA1 gene.We found that mitochondrial [4Fe-4S] proteins (mitochondrial aconitase, complexes I and II of the respiratory chain and LIAS) are mainly affected in fibroblasts of patients with defect in the mitochondrial Fe-S maturation pathway. Secondary, LIAS dysfunction leads to decreased lipoylation of PDHc and KGDHc, complexes involved in energy metabolism. Neither mitochondrial network nor oxidative stress biomarkers was modified in our study. Addition of exogenous lipoic acid did not rescue the mitochondrial deficiency.Protein expression profiles obtained in fibroblasts of patients suggest that NFU1, BOLA3 and IBA57 and also ISCA1, ISCA2 and IBA57 could function and interact together to form protein complexes
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Sayadi, Kéfi. "Myopathie mitochondriale : discussion d'une observation avec déficit des groupes II et IV de la chaîne respiratoire mitochondriale." Montpellier 1, 1991. http://www.theses.fr/1991MON11157.
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Kelly-Aubert, Mairead. "Anomalies de la balance redox mitochondriale dans la mucoviscidose." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066027.
Abstract:
La mucoviscidose (MV) est une maladie génétique létale causée par les mutations du gène Cftr (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Elle est caractérisée par une inflammation chronique des voies aériennes et des infections à répétitions associées à un stress oxydant. La mitochondrie est une source importante d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) et le maintien de l’homéostasie du GSH à ce niveau est capital. L’objectif de ce travail a été d’étudier les mécanismes pouvant impliquer une dérégulation de l’homéostasie redox mitochondriale dans la MV. Notre étude confirme l’existence d’un défaut de GSH mitochondrial associé à un état pro-oxydant et montre une inhibition du complexe I de la chaîne respiratoire dans les cellules épithéliales MV. Cette inhibition pourrait être due à des modifications oxydatives réversibles de certaines sous-unités du complexe, notamment NDUFS1. Le déséquilibre redox mitochondrial pourrait participer au déséquilibre cellulaire observé dans les poumons de souris KO-CFTR avec activation des défenses antioxydantes enzymatiques ainsi qu’une augmentation de la production d’ERO cellulaires. Le défaut mitochondrial pourrait induire une susceptibilité accrue au stress oxydant dans la mesure où les défenses sont déjà amoindries. Le monoéthyl ester de GSH, GSH-EE, en restaurant la teneur en GSH mitochondrial, augmente l’activité du complexe I et prévient l’augmentation de production d’IL-8 à la fois basale et induite par le TNF. Ces résultats soulignent ainsi l’importance de la diminution du GSH mitochondrial dans la MV et notamment dans l’exacerbation de la réponse inflammatoire
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Reynier, Pascal. "Etude des délétions de l'ADN mitochondrial dans diverses maladies musculaires." Aix-Marseille 2, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX22061.
Abstract:
La coexistence de differents variants de l'adnmt dans le tissu musculaire est un phenomene frequent, du en partie, a l'accumulation de mutations tout au long de la vie. Les deletions multiples de l'adnmt sont bien mises en evidence grace aux techniques de longue pcr (8,7 a 16,5 kb), qui permettent en outre de visualiser et de quantifier les genomes mitochondriaux non affectes par des deletions. Le dosage de la deletion commune de 4 977 pb est probablement insuffisant pour apprecier l'instabilite du genome mitochondrial. Nous montrons qu'une quantification plus exhaustive des differents variants pourrait permettre de mieux expliquer le dysfonctionnement mitochondrial que l'on observe dans les maladies degeneratives ou lors du vieillissement. Notre etude a principalement portee sur le muscle squelettique de sujets ages et de sujets presentant une myopathie associee a une forme particuliere de rhumatisme du sujet age, ainsi que sur le myocarde de patients presentant une myocardiopathie dilatee. Nous rapportons en outre, la coexistence de deux types de mutations deleteres de l'adnmt dans le muscle d'une patiente porteuse d'une cytopathie mitochondriale a expression oculaire. Nous discutons enfin, de l'interet d'explorer le genome mitochondrial dans son ensemble en montrant que son apparente simplicite (genome de faible taille, bien caracterise et redondant) masque en realite une tres large heterogeneite moleculaire
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Comte, Caroline. "Caractérisation d’ARN artificiels importables dans les mitochondries humaines à des fins thérapeutiques." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/COMTE_Caroline_2010.pdf.
Abstract:
Les mutations dans l’ADN mitochondrial (ADNmt) sont la cause de nombreuses pathologies, pour la plupart des myopathies et des maladies neurodégénératives. La majorité de ces mutations sont hétéroplasmiques, signifiant que les molécules d’ADNmt muté coexistent au sein de la même cellule avec des molécules d’ADNmt sauvage. Ce n’est cependant en général qu’à partir d’un seuil d’hétéroplasmie de l’ordre de 70% que les symptômes de la maladie apparaissent. L'objectif de cette thèse a été de tester si le taux d’hétéroplasmie pouvait être diminué en adressant des oligonucléotides complémentaires à l’ADNmt muté dans les mitochondries par la voie d’import des ARN afin d’inhiber leur réplication. Pour ce faire, nous avons utilisé un petit ARN artificiel construit sur la base des déterminants d’importation de l’ARNt Lys CUU importé dans les mitochondries de levure. Les résultats obtenus ont permis de montrer que cet ARN pouvait servir de vecteur pour importer dans les mitochondries humaines les oligonucléotides au potentiel anti-réplicatif et que ces derniers étaient capables d’inhiber la réplication des molécules d’ADNmt muté sans affecter celles des molécules d’ADNmt sauvage. C’est la première fois que la validité de cette stratégie dite anti-génomique a pu être testée dans un modèle de cellules humaines en culture, ce qui pourrait aboutir à une alternative prometteuse pour traiter les maladies mitochondriales causées par des mutations dans l’ADNmtMitochondrial DNA mutations, important cause of incurable human neuromuscular diseases, are mostly heteroplasmic: mutated mtDNA is present in cells simultaneously with wild-type genomes, the pathogenic threshold being generally > 70% of mutant mtDNA. We studied if heteroplasmy level could be decreased by RNAs complementary to mutant mtDNA regions. To target specifically designed oligoribonucleotides into the organelle, mitochondrial import of RNA was exploited, the pathway delivering nucleic acids into mitochondria in vivo. Using mitochondrially targeted RNAs as mitochondrial vectors we demonstrated, in cultured transmitochondrial cybrid cells, that RNAs complementary to the mutant mtDNA region can specifically reduce the proportion of mtDNA bearing a large deletion associated with the Kearns Sayre Syndrome. These findings may be relevant to developing of a new tool for therapy of mtDNA associated diseases
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Godard, Francois. "ATP synthase mitochondriale : fonction de la sous-unité ε et biogenèse du F0." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0092/document.
Abstract:
Dans un premier temps, je me suis intéressé à la sous-unité ε de l’ATP synthase mitochondriale chez la levure, un organisme qui se prête bien à l’étude des fonctions mitochondriales. Cette protéine fait partie d’un élément de l’ATP synthase appelé la tige centrale. Celui-ci permet de coupler le domaine translocateur de protons de cette enzyme (FO) à son secteur catalytique (F1) où l’ATP est synthétisé. En utilisant un système d’expression régulable (répressible par la doxycycline), j’ai montré qu’en l’absence de la sous-unité ε les secteurs F1 et FO ne sont plus couplés, avec pour résultat des fuites massives de protons à travers la membrane interne des mitochondries. J’ai ensuite montré que l’absence de la sous-unité ε peut être compensée par des mutations ralentissant l’activité du FO. Ces données permettent de conclure que la sous-unité ε est nécessaire au maintien de l’intégrité physique de l’ATP synthase lors de son fonctionnement. Dans un second temps, j’ai cherché à identifier de nouveaux facteurs intervenant dans la biogenèse du FO. Pour cela, j’ai utilisé un crible génétique où la survie des cellules de levure est conditionnée à des mutations inactivation le FO. Un millier d’isolats a été analysé. Les mutations ont été localisées dans les génomes mitochondrial et nucléaire. Dix-huit clones, issus de mutations n’affectant pas des facteurs connus pour être nécessaires à l’expression de l’ATP synthase, ont été entièrement séquencés. Plusieurs nouveaux systèmes cellulaires potentiellement impliqués dans la biogenèse du FO ont été identifiésAt first, I am interested in the ε subunit of mitochondrial ATP synthase in yeast, an organism that is well suited for the study of mitochondrial functions. This protein is a part of the ATP synthase called central stalk. This allows the coupling of proton translocator domain of this enzyme (FO) to its catalytic domain (F1) where ATP is synthesized. Using a tetO expression system, I showed that in the absence of the ε subunit, F1 and FO domains are no longer coupled. It results in a massive proton leakage across the inner membrane of mitochondria. I then showed that the absence of the ε subunit can be compensated by mutations slowing the activity of FO. These data allow to conclude that the ε subunit is necessary to maintain the physical integrity of the ATP synthase for oxydative phosphorylation. Later, I tried to identify new factors involved in the biogenesis of the FO. For this, I used a genetic screen where the survival of yeast cells is conditioned by mutations inactivating the FO. About a thousand clones were analyzed. The mutations were localized in mitochondrial and nuclear genomes. Eighteen clones with mutations in genes encoding not yet known ATP synthase expression factors were completely sequenced. Several new cellular systems that are potentially involved in the biogenesis of FO were identified
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Rocher, Christophe. "Anomalies de l'ADN mitochondrial et métabolisme mitochondrial : Mécanismes des déplétions et des délétions." Bordeaux 2, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR28910.
Abstract:
Un des problèmes fondamentaux qui se pose lors de l'étude de l'intégration du métabolisme mitochondrial dans le métabolisme cellulaire est de comprendre comment est contrôlé le métabolisme mitochondrial. Le sujet de cette thèse s'inscrit dans cette problèmatique en essayant de répondre aux deux questions suivanres : 1- Quelles sont les répercussions au niveau du métabolisme énergétique d'une variation de la quantité d'ADN mitochondrial dans la cellule ? Pour cela, j'ai utilisé deux modèles d'étude (i) une lignée lymphoblastoide (DES) provenant d'un patient pour lequel une cytopathie d'origine mitochondriale a été diagnostiquée et dont une diminution de la quantité d'ADNmt dans le muscle (déplétion) de 99 % a été mise en évidence, mais également (ii) des lignées cellulaires stables déplétées en ADN mitochondrial par traitement avec des analogues de nucléotides (AZT et ddC) d'une lignée contrôle. Les résultats obtenus nous indiquent clairement que la quantité d'ADNmt dans la cellule semble être un des paramètres importants dans la régulation des oxydations phosphorylantes. En effet, malgrè le nombre élevé de copies d'ADNmt dans les cellules, une faible diminution entraîne de sévères répercussions sur le métabolisme énergétique mitochondrial. Par conséquent, la quantité d'ADNmt présente dans la cellule semble être un nouveau paramètre à prendre en compte dans l'étude des pathologies mitochondriales au même titre que la nature ou le taux de mutation de cet ADN. 2- Quels sont les mécanismes moléculaires impliqués dans les remaniements de l'ADN mitochondrial et plus particulièrement dans le cas des délétions de l'ADNmt ? En effet, un certain nombre de pathologies ont été décrites mettant en cause des réarrangements de l'ADNmt humain. De nombreux modèles ont été proposés pour expliquer ces remaniements de l'ADNmt. Le modèle le plus probable est le mécanisme de "slipped mispairing". Cependant, si ce modèle est maintenant bien admis, aucune base moléculaire n'a encore été décrite. Les résultats que nous avons obtenus montrent que la formation d'une triple hélice peut être impliquée dans les mécanismes de formation des remaniements de l'ADNmt. Nous pensons aussi qu'un mécanisme comparable serait à l'origine des duplications-triplications partiellesOne of the fundamental problems of the study of mitochondrial metabolism integration in cellular metabolism is to understand how mitochondrial metabolism is controlled (regulated) ? The subject of this thesis concerns this topic and tries to answer the two following questions : 1- What are the repercussions of a mitochondrial DNA (mtDNA) amount variation at the level of the energy metabolism ? We used two models which are : (i) a lymphoblastoid cell line coming from a patient for whom a 99 % decrease of the muscle mtDNA amount was observed (depletion), but also (ii) a series of stable mtDNA depleted cell lines obtained by treatment of a control one with nucleotides analogues (AZT and ddC). The results clearly indicate that cellular mtDNA amount is one important parameter in the regulation of oxidative phosphorylations. Indeed, despite the high copy number of mtDNA, a small decrease in its content has severe implications on mitochondrial bioenergetics. Consequently, the quantity of mtDNA in the cell is a parameter to take into account for the study of mitochondrial pathologies as well as the nature or the heteroplasmlic level of a mtDNA mutation. 2- What are the molecular mechanisms involved in the generation of human mitochondrial DNA rearrangements, such as large-scale deletions ? Some mitochondrial pathologies areare due to such reorganizations of mtDNA and different mechanisms have been proposed to explain these rearrangements. The mechanism of slipped mispairing has been proposed but no molecular bases are described. The results we obtained show that the formation of a triple helix could be involved in the generation of mtDNA deletions as well as partial duplications or triplications
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El, Fissi Najla. "Caractérisation d'allèles de mitofusine associés à la maladie de Charcot-Marie-Tooth : mise en évidence de l'implication d'un déséquilibre entre fusion et fission mitochondriale dans le dysfonctionnement des neurones." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0250/document.
Abstract:
Les mitochondries forment un réseau très dynamique remodelé par deux processus antagonistes appelés : fusion et fission mitochondriales. Chez l’homme, une altération de ces processus, sont à l’origine de nombreuses maladies qui affectent essentiellement le système nerveux. L'objectif principal des travaux de ma thèse était de caractériser l'impact d'un déséquilibre entre la fusion et la fission mitochondriale dans le contexte d'une neuropathie héréditaire : la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 2A (CMT2A), qui est causée par des mutations dominantes dans la mitofusine MFN2. Dans le but d’étudier les mécanismes à l’origine de cette maladie, j’ai développé le premier modèle drosophile de CMT2A en exprimant dans les neurones de mouches quatre allèles de mitofusine retrouvés fréquemment chez les patients. De manière surprenante, les différents allèles altèrent très différemment la morphologie mitochondriale. En effet, alors que les mutations associées au domaine GTPase inhibent la fusion et agrègent les mitochondries, les mutations du domaine dit HB1 induisent au contraire un excès de fusion. J’ai pu ensuite déterminer que l’agrégation des mitochondries et l’excès de fusion, conduisent de manière commune à un défaut de transport des mitochondries au niveau des synapses et à une altération du métabolisme oxydatif associée à une accumulation de mutation dans l’ADN mitochondrial. Chez les drosophiles exprimant des allèles dominants actifs de mitofusine, tous ces dysfonctionnements disparaissent lorsqu’on augmente la fission suggérant que la pathogénicité des allèles du domaine HB1 résulte d’un déséquilibre de la balance entre fusion et fission en faveur de la fusionMitochondria form a dynamic network remodeled by two antagonistic processes called mitochondrial fusion and fission. While mitochondrial fusion creates interconnections between mitochondria, mitochondrial fission result in fragmentation. These processes are mediated by Dynamin-related GTPases, the outer-membrane fusion protein mitofusin, and the fission factor DPR1.The main aim of my resaearch was to characterize the impact of an imbalance between mitochondrial fusion and fission in neurons in the context of a severe hereditary neuropathy called Charcot-Marie-Tooth type 2A (CMT2A). Indeed, this disease is caused by dominant mutations in the mitofusinMFN2.In order to dissect the mechanisms by which these mutations alter mitofusin properties and neuronal function, we developed four drosophila models of CMT2A expressing the two most frequent substitutions (R94Q, R364W) and two others localizing to similar domains (T105M, L76P). The four alleles resulted in mitochondrial depletion at neuromuscular junctions, decreased oxidative metabolism, increased mtDNA mutations, and impaired locomotion that were associated with aberrant mitochondrial morphology. Interestingly, while GTPase domain-associated mutations (R94Q, T105M) aggregate unfused mitochondria, mutations within helix bundle 1 (R364W, L76P) unexpectedly enhance mitochondrial fusion, as demonstrated by rescue of mitochondrial morphology and locomotion provided by the DRP1 fission factor. In conclusion, we show that both dominant negative and dominant active forms of mitofusin can cause CMT2A, and propose for the first time that excessive mitochondrial fusion drives CMT2A pathogenesis in a large number of patients
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Favory, Raphaël. "Syndrome de Détresse Microcirculatoire et Mitochondriale dans le sepsis." Phd thesis, Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00476831.
Abstract:
Le choc septique reste grévé d'une mortalité importante malgré les efforts de recherche expérimentale et clinique. Certains protocoles thérapeutiques cependant, ont permis ces dernières années de diminuer cette mortalité. Les mécanismes précis d'amélioration de ce pronostic sont inconnus. Il est possible que ce gain de survie soit du à une atténuation du Syndrome de Défaillance Microcirculatoire et Mitochondriale du Sepsis. Les travaux réunis dans une première partie de ce volume ont permis de mieux caractériser l'effet de différentes thérapeutiques sur la microcirculation, la vasoréactivité. Thérapeutique annexe comme la sédation qui est utilisée en pratique clinique dans nos services de réanimation ou dans nos laboratoires chez nos animaux, qui perturbe la microcirculation. Thérapeutique directe comme la protéine C activée qui est déjà connue pour être bénéfique sur la microcirculation. La protéine C activée dans notre modèle de choc au LPS chez le rat a notamment un effet bénéfique microcirculatoire possiblement par une dégradation moindre du glycocalyx, le manteau endothélial. Ce produit a également un effet bénéfique sur la réponse vasculaire à la noradrénaline, restaurant cette réponse par rapport à des rats septiques. Une amélioration de la fonction vasculaire et cardiaque est constatée avec ce traitement, sans que l'on puisse affirmer que cette amélioration soit le fait d'une action directe bénéfique sur la microcirculation, la cellule musculaire lisse etc ou une amélioration globale de la réponse de l'organisme au choc : baisse concommittante de médiateurs comme le TNF-α, les dérivés nitrés, ou baisse concommitante du stress oxydatif. Dans une deuxième partie du travail, l'implication de la mitochondrie par le biais de la modulation de facteurs proapoptotiques et de la dissipation du potentiel de membrane ouvre des perspectives pour mieux caractériser cette atteinte chez l'homme dans le futur. En effet moduler la dissipation du potentiel membranaire mitochondriale module chez l'animal la mortalité dans notre modèle. Nous proposons pour l'avenir d'essayer de mieux caractériser ces anomalies chez l'homme.
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Trzepizur, Wojciech. "Impact vasculaire et métabolique de l'hypoxie intermittente et de l'obésité dans un modèle murin." Thesis, Angers, 2014. http://www.theses.fr/2014ANGE0038/document.
Abstract:
L’augmentation constante de l’obésité dans les populations occidentales accroit la prévalence de nombreuses maladies liées au surpoids parmi lesquelles le syndrome d’apnées hypopnées du sommeil (SAHOS). Le SAHOS et l’obésité représentent deux facteurs de risque indépendants du développement de maladie cardiovasculaires (CV) et métaboliques. Etant souvent associés en pratique clinique, l’étude de leurs effets vasculaires et métaboliques spécifiques est difficile. Pour nous affranchir de cette problématique, nous avons étudié chez la souris, les effets respectifs et combinés d'un régime riche en graisse et/ou de 15 jours d'exposition à des conditions d'hypoxie intermittente (HI) mimant le SAHOS, sur les paramètres vasculaires et métaboliques. L’HI seule n'avait aucun impact sur le bilan-glucido lipidique, la fonction mitochondriale hépatique et la fonction vasculaire des animaux. Les animaux soumis au RRG présentaient une dyslipidémie,une stéatose hépatique, une dysfonction mitochondriale ainsi qu'une une dysfonction endothéliale. Lorsque l’HI était appliquée aux animaux recevant le RRG, l’ensemble de ces dysfonctions vasculaires, hépatiques et mitochondriales était prévenu mais une hyperinslinémie marquée était notée. Ce travail illustre les effets polymorphes de l’HI qui, pour des durées d’exposition courtes, pourrait présenter des effets bénéfiques sur les altérations associées à l’obésité qui contrastent avec les effets délétères à plus long terme décrits dans le SAHOSDecades increases the prevalence of many overweigh tassociated diseases including obstructive sleep apnea (OSA). Both OSA and obesity are considered as independent cardio-vascular and metabolic risk factors.The frequent association of OSA and obesity in clinical setting makes difficult to investigate their independent contribution to metabolic and vascular diseases. In the present thesis, we aimed to evaluate the impact of a short term intermittent hypoxia (IH), (animal model of OSA), of a high fat diet (HFD), and of both experimental conditions together (IH and HFD) on the vascular and metabolic outcomes. Short term IH alone had no impact on glucose and lipids levels and mitochondrial and vascular function. Animals fed with HFD presented dyslipidemia, hepatic steatosis, mitochondrial and endothelial dysfunction. Interestingly, when short term IH was applied to HFD fed mice, insulin level was increased, restored endothelial function and mitochondrial activity was restored and limited liver lipid accumulation was limited.Those data underline the polymorphic effects of IH that might target beneficial outcomes when applied for a short term in obesity, which contrast with the deleterious long term outcomes observed in OSA
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Karicheva, Olga. "Modelling gene therapy for a mitochondrial disease MELAS by exploiting the pathway of RNA mitochondrial import." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6115.
Abstract:
Les mutations de l'ADN mitochondrial sont une cause importante de maladies neuromusculaires humaines incurables. Parmi plusieurs mutations répertoriées, plus de 170 sont localisées dans les gènes codant pour les ARN de transfert (ARNt), dont 29 - dans le gène de l’ARNtLeu(UUR) (MT-TL1). La mutation m. 3243A>G de MT-TL1 a été décrite comme une cause majore du syndrome MELAS (myopathie, encéphalopathie, acidose lactique, accidents vasculaires cérébraux). Cette mutation réduit le niveau d’aminoacylation de l’ARNtLeu(UUR) et mène à l’hypomodification de la position « wobble » de son anticodon, ce qui cause des déficiences de la synthèse protéique dans l'organite et une réduction des activités des complexes de la chaîne respiratoire. L’objectif principal de la thèse a été d’étudier si l’expression des ARNt recombinants dans le noyau de cellules transmitochondriales humaines ayant la mutation MELAS m. 3243A>G et leurs adressage dans les mitochondries puisse améliorer les fonctions mitochondriales des cellules touchées par la mutation. Il a été démontré que l'expression des ARNt recombinants est accompagnée par une amélioration de la synthèse protéique mitochondriale, une augmentation du niveau des protéines codées par l’ADNmt et une restauration partielle de la respiration. Ces résultats démontrent la possibilité d’adresser dans les mitochondries les ARNt au potentiel thérapeutique dont la spécificité d’aminoacylation a été changée, et étendent ainsi l’utilisation de l’approche de l’expression allotopique pour le développement de thérapie génique des maladies mitochondrialesMutations in human mitochondrial DNA are often associated with incurable human neuromuscular diseases. Among these mutations, more than 170 have been identified in tRNA genes, including 29 in the tRNALeu(UUR) gene (MT-TL1). The m. 3243A>G mutation in MT-TL1 was described as the major cause of the MELAS syndrome (mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes). This mutation reduces tRNALeu(UUR) aminoacylation level and leads to a hypomodification of the wobble position of its anticodon, which results in a decreased level of mitochondrial protein synthesis and reduced activities of respiratory chain complexes. The thesis was aimed to test if the allotopic expression of recombinant leucine tRNAs in the nucleus of transmitochondrial cybrid cells carrying MELAS m. 3243A>G mutation and their subsequent targeting into mitochondria can rescue mutation-induced dysfunctions. It was shown that expression of specifically designed recombinant tRNAsLeu is accompanied by a significant improvement of mitochondrial translation, an increase of steadystate level of several mtDNA-encoded protein subunits of respiratory chain, and a partial rescue of respiration. These findings prove the possibility to direct into mitochondria tRNAs with changed aminoacylation specificity possessing potential therapeutic activity, thus extending the potential of allotopic expression as the approach to cure mitochondrial disorders
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BLANC, SANDRINE. "Role des mutations mitochondriales de la maladie de leber dans la sclerose en plaques." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO1M220.
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Bertholet, Ambre. "Influence de la protéine de fusion mitochondriale OPA1 sur le métabolisme oxydatif neuronal et la transmission synaptique." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/2180/.
Abstract:
Depuis quelques années, de nombreux travaux suggèrent que des perturbations des fonctions mitochondriales contribuent aux maladies neurodégénératives. Les mitochondries sont particulièrement importantes pour les neurones en raison à leur rôle dans la régulation calcique, la signalisation redox, la plasticité synaptique et, in fine, la survie cellulaire. La dynamique mitochondriale contrôle la morphologie de l'organelle via un équilibre délicat entre deux forces opposées : la fusion et la fission régulées par des dynamines de la grande famille des GTPases. Notre équipe a montré que la perte ou des mutations de la protéine de fusion OPA1 entraînent des dysfonctionnements de la membrane interne mitochondriale pouvant mener à l'apoptose, qui revêtent une importance particulière dans l'atrophie optique autosomale dominante (ADOA-1). Pour comprendre les mécanismes par lesquels des altérations de la dynamique mitochondriale pourraient contribuer à des dysfonctionnements mitochondriaux et éventuellement à l'origine de la neurodégénérescence, nous avons étudié les effets de la perte d'OPA1 dans des neurones corticaux ex vivo. La perte de fonction à l'interférence à l'ARN mène à la fragmentation mitochondriale sans perturbation de la distribution mitochondriale, ni mort neuronale. Si l'arborescence dendritique est inchangée, la quantité de plusieurs protéines synaptiques est réduite, suggérant une déficience synaptique. De plus, dans ces conditions, l'état redox est altéré et la quantité protéique de complexes respiratoires spécifiques est réduite. Enfin, l'enregistrement des propriétés électrophysiologiques montrent des changements dans la transmission synaptique, notamment par une diminution de la fréquence des courants excitateurs et une augmentation de la fréquence des courants inhibiteurs. De façon intéressante, un traitement à la forskoline permet de restaurer un fonctionnement électrophysiologique normal. Pour conclure, nos données offrent de nouvelles pistes non seulement dans la compréhension de maladies neurodégénératives liées directement à la dynamique mitochondriale comme l'ADOA1, mais aussi d'autres pathologies neurodégénératives liées à un défaut du métabolisme oxydatif comme les maladies d'Alzheimer, Parkinson ou HuntingtonIn the past few years, multiple findings have suggested that disruptions of mitochondrial functions and dynamics contribute to neurodegenerative diseases. Mitochondrial functions in neurons include regulation of calcium and redox signaling, developmental and synaptic plasticity as well as the arbitration of cell survival and death. Mitochondrial dynamics controls the organelle's morphology via a delicate balance of two opposing forces: mitochondrial fusion and fission that are regulated by large dynamin-related GTPases evolutionary conserved from yeast to human. We have previously demonstrated that the fusion protein OPA1 loss or mutations led to mitochondrial inner membrane dysfunctions and apoptosis of particular importance in optic nerve pathologies like ADOA1 (autosomal dominant optic atrophy). While links emerge between defects in mitochondrial fusion and neurodegeneration, the processes involved are still largely unknown. To understand the mechanisms by which alterations of mitochondrial dynamics could contribute to mitochondria dysfunction, eventually leading to neurodegeneration, we studied the effects of OPA1 loss of function in neurons ex vivo. In cortical neurons, RNA interference of the fusion protein OPA1 led to mitochondrial fragmentation without altering neither mitochondrial distribution nor neuronal death rate. While there was no incidence on dendrites and axon size and numbers, the quantity of several synaptic proteins was reduced, suggesting synaptic impairment. In these conditions, the redox state of OPA1 depleted-neurons was impaired and specific respiratory complex proteins quantities were decreased. Finally, electrophysiological recordings showed that OPA1 depletion induced changes in synaptic transmission, particularly in decreasing of EPSC frequency and by increasing IPSC frequency. Interestingly, forskolin treatment rescue these electrophysiological defaults. In conclusion, our data may offer new insights not only into mitochondrial dynamics-linked neurodegenerative diseases like ADOA1 but to other neurodegenerative pathologies correlated with oxidative metabolism such as Huntington's, Parkinson's and Alzheimer's diseases
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Escoubas-Güney, Caroline. "Le rôle de l’AMPK dans le vieillissement et la perte de plasticité neuronale liée au vieillissement chez C. elegans." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4029/document.
Abstract:
La progression de l’espérance de vie observée au cours du XXième siècle a été accompagnée par une augmentation massive de l’incidence des maladies liées à l’âge et en particulier des maladies neurodégénératives. Malheureusement, les thérapeutiques actuelles ciblant principalement les anomalies d’agrégation protéique caractérisant ces maladies, tel que la maladie d’Alzheimer, ont échoué au niveau des essais cliniques. De récentes études épidémiologiques ont suggéré un lien entre la dysfonction métabolique et les maladies neurodégénératives. Par conséquent, une approche alternative pour développer des nouveaux médicaments serait se cibler les voies de signalisation métaboliques perturbées dans les modèles de maladie d’Alzheimer. L’AMPK (AMP activated protein kinase) est une enzyme activée par les bas niveaux d’énergie cellulaire via la détection du taux AMP : ATP. Une fois activée, l’AMPK allonge la durée de vie d’organismes modèles et protège contre le développement de pathologies liées à l’âge telle que les maladies neurodégénératives. De plus, l’AMPK régule l’homéostasie mitochondriale et les réseaux mitochondriaux chez les mammifères. Cependant, il reste à savoir si l’AMPK protège contre le développement de pathologies neurodégénératives via la régulation de la structure mitochondriale. Lors de ces travaux, nous avons utilisé un protocole d’apprentissage et de mémoire chez C. elegans pour mesurer la fonction neuronale. Nous avons montré que les nématodes exprimant le peptide amyloïde Aβ1-42 dans les neurones avait une capacité d’apprentissage détériorée. Ce déficit a pu être restauré par l’activation constitutionnelle de l’AMPK. Nous montrons également que l’activation de l’AMPK améliore les capacités d’apprentissage des nématodes sauvages en induisant la fusion des mitochondries. En effet, les vers mutés pour le gène responsable de la fusion mitochondriale ont une capacité d’apprentissage diminuée, laquelle peut être restaurée par le rétablissement de la fusion mitochondriale, spécifiquement dans les neurones. Des résultats supplémentaires suggèrent que l’AMPK induirait ses effets bénéfiques sur la fonction neuronale en inhibant le facteur de transcription CRTC-1 (CREB-regulated transcriptional co-activator 1). Nos résultats tendent à montrer que cibler le métabolisme cellulaire neuronal représenterait une option thérapeutique viable afin de maintenir les fonctions neuronales dans le cadre de pathologies neurodégénérativesThe dramatic increase in life expectancy during the 20th century was accompanied by a resultant epidemic of age-related pathologies including neurodegenerative diseases. Unfortunately, current therapeutics primarily focusing on protein misfolding aspects of diseases such as Alzheimer’s Disease (AD) have been unsuccessful in the clinical trials. Recent epidemiological studies have suggested a strong association between metabolic dysfunction and neurodegeneration. Therefore, an alternative approach is to target metabolic pathways disrupted in AD models for therapeutics. AMP activated protein kinase (AMPK) is activated in a low energy state via sensing the AMP: ATP ratio. Once active, AMPK promotes longevity in model organism and protects against a wide range of age related diseases including neurodegenerative diseases. In addition, AMPK regulates mitochondrial homeostasis and mitochondrial networks in mammals. However, whether mitochondrial regulation causally links AMPK to protection against neurodegenerative disease is unknown. Here we use a learning and memory protocol in C. elegans as readout of neuronal function. We show that nematodes expressing the toxic amyloid peptide Aβ1-42 in the neurons display impaired learning ability, which can be rescued by constitutive activation of AMPK (CA-AMPK). We further show that CA-AMPK enhances learning ability in wild type nematodes by promoting mitochondrial fusion. Indeed, fusion deficient worms show impaired learning, which can be rescued by restoring mitochondrial fusion specifically in the neurons. Additional results suggest that AMPK might promote its beneficial effects on neuronal function via inhibition of CREBregulated transcriptional co-activator 1 (CRTC-1). Our results show that targeting neuronal metabolism may be a viable therapeutic option to restore neuronal function in the context of neurodegenerative diseases