Dissertations / Theses on the topic 'Molécules d'adhésion cellulaire'

Dès la mise en place d'implants métalliques, il y a : adsorption de protéines d'adhérence osseuses et libération d'ions par corrosion. L'attachement cellulaire à des implants de titane est influencé par les protéines d'adhérence et se fait via les intégrines. Dès les premières minutes, l'étalement varie en fonction de la protéine considérée, des différences d'organisation du cytosquelette et une stimulation variable des voies de signalisation apparaissent. Les ions influencent la viabilité et les caractéristiques de cultures primaires d'ostéoclastes et d'ostéoblastes. Ils régulent la minéralisation ou l'expression de gènes chez les ostéoblastes et influencent la taille et la capacité de résorption des ostéoclastes. Dès l'implantation, les réactions cellulaires sont modifiées à la fois par l'adsorption de diverses protéines d'adhérence et par la libération d'ions métalliques. Ces paramètres devront être pris en compte lors de la conception de nouveaux biomatériaux métalliques
Soon after implantation, two phenomena took place close to implant: adhesion proteins adsorption and release of metal ions by corrosion process. Cell adhesion on titanium implants was influenced by adsorption of proteins and mediated by integrins. Cell adhesion was modulated by the considered protein. Variations in cytoskeleton organization and in intracellular pathways modulations were observed. The effect of metal ions release was evaluated on osteoclasts and osteoblasts in primary cultures. Metal ions influenced cells viability, morphology and functional characteristics. In osteoblasts, they modulated mineralization process and genes expression. In osteoclast, they influenced cell morphology and resorption area. Soon after implantation, cells reactions were influenced by adhesion proteins adsorption and release of metal ions. It seems important to consider these parameters for new metallic biomaterials conception

La protéine Girdin humaine est surexprimée dans divers types de cancers où elle contribue à la progression tumorale. Elle favorise notamment la migration et l’invasion cellulaires. Récemment, il a été montré que Girdin interagit directement avec Par-3. Cette interaction est essentielle à la polarisation des cellules en migration. Par-3 et son orthologue chez la drosophile Bazooka sont également impliquées dans l’établissement et le maintien de la polarité épithéliale et des jonctions d’adhérence (JA). La polarité épithéliale, caractérisée par la distribution asymétrique des composantes cellulaires, est nécessaire au maintien de l’intégrité des épithéliums. En effet, la perte de plusieurs régulateurs de la polarité épithéliale mène à la transition épithélio-mésenchymateuse. Nous avons donc émis l’hypothèse que Girdin est impliquée dans la polarité épithéliale et/ou l’adhésion cellule-cellule tout comme son partenaire d’interaction Par-3. Afin de vérifier notre hypothèse in vivo, nous avons généré des allèles mutants nuls de Girdin (orthologue de Girdin chez la drosophile) et établit un anticorps anti-Girdin spécifique. Tout d’abord, nous avons démontré que Girdin est essentiellement exprimée durant l’embryogenèse. Dans les épithéliums embryonnaires elle est enrichie aux JA. Ensuite, les embryons Girdin mutants présentent divers défauts morphogénétiques dont la formation de kystes ectopiques de cellules épithéliales et parfois l’ouverture de la ligne médiane ventrale, ce qui pourrait être attribuable à des défauts de cohésion cellulaire. De plus, l’association entre les composantes des JA, incluant Armadillo (β-Caténine) et DE-Cadhérine (DE-Cad), et le cytosquelette diminue dans les embryons Girdin mutants. Ces résultats suggèrent donc que Girdin est impliquée dans le maintien de la stabilité des JA. Nous nous sommes ensuite intéressés à l’implication de Girdin dans la polarité épithéliale. Bien que les mutants Girdin ne présentent aucun défaut de polarité épithéliale, nous avons pu mettre en évidence des interactions génétiques fortes entre Girdin et trois gènes codant pour des régulateurs de la polarité épithéliale : crb, yrt et lgl. Dans l’ensemble, nos résultats identifient Girdin comme un nouveau régulateur de la polarité épithéliale et de l’adhésion cellule-cellule. À l’avenir il sera essentiel de prendre en considération ces fonctions de Girdin pour évaluer s’il s’agit d’une cible thérapeutique appropriée contre le cancer.
The human Girdin protein is overexpressed in various cancers, and promotes cell migration and invasion. This suggests that Girdin contributes to tumor progression. Recently, it was shown that Girdin directly interacts with Par-3. This interaction is essential for cell polarization associated with directed cell migration. Par-3 and its Drosophila ortholog Bazooka are also known for their role in the establishment and maintenance of epithelial cell polarity and adherens junction (AJ) formation. Epithelial polarity, which is characterized by the asymmetric distribution of many cellular constituents, is necessary for epithelial tissue function and homeostasis. Indeed, loss of several epithelial polarity regulators leads to epithelial to mesenchymal transition. We thus hypothesized that Girdin plays a role in epithelial polarity and/or cell-cell adhesion, as reported for its binding partner Par-3. In order to test this premise in vivo, we generated null alleles of Girdin, which encodes the Drosophila ortholog of Girdin, and established specific anti-Girdin antibodies. First, we demonstrated that Girdin is mainly expressed during embryogenesis. In embryonic epithelial cells, it is predominantly associated with the plasma membrane and enriched at AJ. Girdin mutant embryos present several morphogenetic defects including the formation of ectopic epithelial cell cysts and opening of the ventral midline, suggesting that loss of Girdin weakens cell-cell adhesion. Consistent with this phenotype, the association between AJ components, including Armadillo (β-catenin) and DE-Cadherin (DE-Cad), and the cytoskeleton decreases in Girdin mutant animals. These results suggest that Girdin participates in AJ stability. We then investigated the implication of Girdin in epithelial polarity. Although we could not observe any epithlelial polarity defects in Girdin mutants, we found strong genetic interactions between Girdin and three genes encoding polarity regulators : crb, yrt and lgl. Together, our data identifies Girdin as a novel regulator of epithelial cell polarity and cell-cell adhesion. These results thus reveal unsuspected roles for Girdin related proteins. Comprehensive analysis of Girdin function is essential to evaluate whether it is an appropriate target to treat cancer.

"Les Nectines (CD111/CD112/CD155), les JAM (JAM-A/JAM-C), CD99 et CD146 sont exprimées sur les progéniteurs hématopoïétiques (PH) et au niveau des jonctions inter-endothéliales. Nous avons exploré leur implication dans l'adhésion, la migration trans-endothéliale et le " homing " des PH humains chez les souris NOD/SCID. La migration in vitro implique CD99 et JAM-A. Les réactions non spécifiques in vivo n'ont pas permis de confirmer ce rôle d'où la nécessité des modèles d'homogreffes. Les molécules étudiées interviennent dans la migration des monocytes. Les mécanismes moléculaires de la migration des PH seraient donc différents de ceux des leucocytes. Nous discutons les hypothèses qui en découlent. L'expression de CD111 et de CD99 sur les PH est variable. CD111 est faiblement exprimée sur les PH immatures et augmente dans le compartiment érythroïde dès le stade CFU-E. Son blocage lors l'érythropoïèse n'a pas décelé son rôle. Une étude similaire est en cours pour CD99"
Nectins (CD111/CD112/CD155), JAMs (JAM-A/JAM-C), CD99 and CD146 are expressed on haematopoietic progenitors (HP) and on inter-endothelial junctions. We explored their implication in adhesion, trans-endothelial migration and "homing" of human HP in NOD/SCID mice. In vitro migration implies CD99 and JAM-A. Non-specific reactions in vivo did not make it possible to conclude to this role. Homografts models would allow such conclusions. Most studied molecules are implicated in monocytes migration. So, molecular mechanisms of HP migration should be different from those of leucocytes. We discuss the assumptions that result from this. CD111 and CD99 expression on the HP is variable. CD111 is slightly expressed on immature HP and increases in the erythroïd compartment since the CFU-E stage. Its blockade during erythropoïesis did not detect its role. A similar approach is underway to study CD99

La locomotion est contrôlée par des circuits spinaux qui génèrent le rythme locomoteur et coordonnent les activités musculaires entre la droite et la gauche du corps, et entre les muscles fléchisseurs et extenseurs. De plus, le rétrocontrôle sensoriel acheminé par les afférences proprioceptives et cutanées est crucial pour le fonctionnement normal du circuit locomoteur et pour l’adaptation du mouvement à l’environnement extérieur pendant la marche. La protéine DSCAM (Down Syndrom Cell Adhesion Molecule) est une molécule d’adhérence cellulaire impliquée dans un grand nombre de mécanismes nécessaires à la mise en place des réseaux neuronaux au cours du développement. Bien que DSCAM soit exprimée dans la moelle épinière de façon transitoire pendant le développement embryonnaire de la souris, et que sa mutation entraîne des défauts posturaux et moteurs très marqués, il y a très peu d’information sur son rôle dans le développement du circuit spinal lombaire contrôlant la locomotion. Dans ce contexte, les travaux présentés dans cet ouvrage visent à étudier l’implication de DSCAM dans la mise en place et le maintien du circuit locomoteur spinal. Pour cela, nous avons d’abord évalué les changements neurologiques du circuit spinal lombaire de souris néonatales et adultes mutantes pour DSCAM. Les souris portant la mutation systémique DSCAM2J présentent des problèmes de coordination locomotrice associés à des changements anatomiques et neurophysiologiques dans le circuit interneuronal spinal. Par ailleurs, nous avons étudié l’impact de la mutation DSCAM2J sur la coordination des membres pendant la locomotion de la souris adulte. Nous montrons que la mutation de DSCAM altère la capacité des souris à courir et induit des changements dans leur répertoire locomoteur. En particulier, les souris mutantes DSCAM2J présentent des patrons de marche auparavant jamais décrits pour la souris. De tels changements suggèrent une réorganisation des réseaux neuronaux spinaux et supraspinaux impliqués dans le contrôle locomoteur des souris mutantes DSCAM2J. À l’aide de la technologie Cre-Lox, nous avons alors identifié et caractérisé la contribution de différentes populations interneuronales du circuit locomoteur spinal affectées par la mutation de DSCAM. Nous montrons dans cette étude que la mutation conditionnelle de DSCAM dans les interneurones spinaux excitateurs ou inhibiteurs entraîne un déséquilibre entre excitation et inhibition, induisant des défauts de coordination gauche/droite ou fléchisseur/extenseur, respectivement. Par immunomarquage, nous avons alors génétiquement identifié les populations interneuronales spinales impliquées dans le contrôle de la coordination gauche/droite ou fléchisseur/extenseur nécessaires à la locomotion. L’ensemble des résultats de nos études fonctionnelles, électrophysiologiques et anatomiques suggère que la protéine DSCAM est nécessaire au développement du circuit locomoteur spinal des mammifères. En plus de caractériser les différents rôles de DSCAM dans la mise en place de ce réseau spinal, ce travail montre comment le développement de mutations conditionnelles de DSCAM dans différentes sous-populations neuronales permet d’étudier différentes composantes du circuit locomoteur spinal.
Locomotion is controlled by spinal circuits that generate rhythm and coordinate left-right and flexor-extensor motoneuronal activities. The outputs of motoneurons and spinal interneuronal circuits are shaped by sensory feedback, relaying peripheral signals that are critical to the locomotor and postural control. Several studies in invertebrates and vertebrates have argued that the Down Syndrome Cell Adhesion Molecule (DSCAM) would play an important role in the normal development of neural circuits. Although there is evidence that DSCAM is expressed in the developing mouse spinal cord, and that its mutation induces postural and motor defects in adult mice, little is known about its functional contribution to the spinal circuits underlying locomotion. In this context, the work presented in this thesis aims at studying the implication of DSCAM in the establishment of the spinal locomotor circuit. For this purpose, we first sought to evaluate the neurological changes in the spinal locomotor circuit of neonatal and adult DSCAM mutant mice. We show that a systemic mutation of DSCAM (DSCAM2J) induces locomotor coordination defects associated with anatomical and neurophysiological changes in spinal interneuronal and sensorimotor circuits. We then investigated the functional contribution of DSCAM to locomotor gaits over a wide range of locomotor speeds using freely walking mice. We show that the DSCAM2J mutation impairs the ability of mice to run and modifies their locomotor repertoire, inducing the emergence of aberrant gaits for mice. Such changes suggest a reorganization of spinal and supraspinal neuronal circuits underlying locomotor control in DSCAM2J mutant mice. Finally, we used the Cre-Lox technology to genetically identify and characterize the neuronal populations underlying these functional changes. We show in this study that conditional mutations of DSCAM in either excitatory or inhibitory spinal interneurons induce an imbalance in excitatory-inhibitory signaling across the spinal midline that can impair the spinal locomotor circuit controlling either the bilateral coordination or the flexor/extensor coordination, respectively. Combining these studies with immunostaining experiments, we identified spinal interneuronal subpopulations implicated in either the bilateral or the flexor/extensor coordination during locomotion. Collectively, our functional, electrophysiological, and anatomical studies suggest that the mammalian DSCAM protein is involved in the normal development of the spinal locomotor circuit. In addition to characterizing the different implications of DSCAM in the development of this spinal circuit, this work shows how the use of conditional mutations of DSCAM in different neuronal subpopulations allows the study of the spinal locomotor circuit components.

Nous avons recherche l'expression des molecules d'adhesion de la superfamille des immunoglobulines l1, n. Cam et de ses isoformes dans le developpement du muscle strie squelettique humain, ses pathologies et les tumeurs neuroectodermiques. 1) des isoformes polysialylees de n. Cam (psa n. Cam) qui ne sont jamais glypiees, s'expriment au niveau de la membrane des fibres embryonnaires du muscle psoas de la 15#e a la 21#e semaine de gestation. Ces isoformes sont remplacees par des isoformes glypiees et transmembranaires non polysialylees puis l'expression de n. Cam disparait a l'innervation. Dans les muscles adultes, seules les cellules satellites expriment n. Cam non polysialylee; psa n. Cam persiste au niveau des jonctions neuromusculaires et des fibres intrafusales. Dans les pathologies, les fibres regeneratives expriment tres fortement psa n. Cam au niveau membranaire et intra-cytoplasmique; les fibres denervees reexpriment n. Cam mais jamais psa n. Cam au niveau de leur sarcolemme. 2) dans les tumeurs neuroectodermiques, la presence ou l'absence de psa n. Cam et de l1 distingue des sous-classes de tumeurs: seules les tumeurs neuronales expriment l1 (neuroblastomes, neurocytomes). Les tumeurs peu differenciees expriment psa n. Cam (neuroblastomes peu differencies, medulloblastomes). La maturation des neuroblastomes en ganglioneurones s'accompagne de la perte de psa n. Cam. Enfin psa n. Cam peut etre detectee dans les liquides cephalo-rachidiens (lcr) des patients presentant des metastases meningees de leur medulloblastome. Le dosage de psa n. Cam dans les lcr constitue un parametre indicatif du suivi des patients

DSCAM est exprimé dans le cortex lors du développement et sa mutation altère l’arborisation dendritique des neurones pyramidaux du cortex moteur. Considérant que les souris DSCAM2J possèdent des problèmes posturaux et locomoteurs, nous émettons l’hypothèse que DSCAM est impliqué dans le fonctionnement normal du cortex moteur et de la voie corticospinale. Comparées aux souris contrôles, les souris DSCAM2J vont présenter des problèmes moteurs à basse vitesse et enjamber un obstacle presque normalement à vitesse intermédiaire. Le traçage antérograde de la voie corticospinale révèle un patron d’innervation normal dans le tronc cérébrale et la moelle épinière. Des microstimulations intracorticale du cortex moteur évoque des réponses électromyographiques dans les membres à un seuil et une latence plus élevé. Par contre, une stimulation de la voie corticospinale dans la médulla évoque des réponses électromyographies à un seuil et une latence similaire entre les deux groupes, suggérant une réduction de l’excitabilité du cortex moteur.
DSCAM is expressed in the developing motor cortex, and its mutation alters the dendritic tree arborization of cortical neurons in the motor cortex. Given that DSCAM mutant mice exhibit postural and locomotor dysfunctions, we hypothesized that DSCAM might impair the normal functioning of the motor cortex and its corticospinal tract. In comparison to wild-type mice, DSCAM mutants displayed motor impairments at slow walking speed while stepping over an obstacle almost normally at moderate walking speed. Anterograde tracing of the corticospinal tract revealed a normal pattern of innervations at the brainstem and spinal cord levels. Intracortical microstimulations of the motor cortex evoked electromyographic responses in forelimb and hindlimb muscles at higher thresholds and longer latencies in DSCAM mutants. In contrast, stimulations of the corticospinal tract at the level of the medulla evoked electromyographic responses at similar thresholds and latencies in both mouse, thus suggesting a reduced excitability of their motor cortex.

Les propriétés invasives des astrocytomes réduisent l'efficacité d'un traitement chirurgical et rend leur traitement difficile. Durant ma thèse, la motilité de deux lignées cellulaires d'astrocytomes (A172 et U87) a été étudiée. Les caractéristiques communes de ces deux lignées sont la signalisation calcique, la phosphorylation en tyrosine et la migration cellulaire. La signalisation calcique des U87, contrairement aux A172, est cependant régulée par la famille des intégrines. Un rôle stimulateur des protéines S100, se liant au calcium, au niveau de la motilité des U87 a été mis en évidence. Cette étude démontre que la protéine S100A6 promeut la motilité cellulaire en stimulant la dépolymèrisation de l'actine et la dissociation des complexes d'adhésion. En effet, détruire les interactions entre les complexes d'adhésion et le cytosquelette est une étape importante de la migration. Nous avons trouvé que la tétraspanine CD9 était une molécule anti-migratoire car elle réduit la motilité des A172 en stabilisant les interactions entre les complexes d'adhésion contenant les cadhérines et le cytosquelette d'actine. La stabilisation de ces interactions accroît l'adhésion due aux cadhérines et inhibe ainsi la motilité cellulaire. Qui plus est, la transfection de CD9 induit une sous-régulation de l'expression de FGFR-1. En accord avec cela, l'augmentation de la migration cellulaire induite par le FGF est supprimée dans les cellules transfectées. De plus, la signalisation induite par la voie de la PI3 Kinase et la signalisation calcique conduisant à la phosphorylation de la b-cathénine sont également réduites. L'absence de phosphorylation de la b-cathénine mène à la stabilisation des complexes formés par les cadhérines et induit une baisse de la motilité cellulaire. Ces données pourraient augmenter nos connaissances sur la motilité des astrocytomes, essentielles pour l'élaboration de stratégies thérapeutiques anti-migratoires dans les traitements des cancers hautement invasifs
Accelerated migratory and invasive properties of astrocytomas decrease the effectiveness of surgical intervention and make astrocytoma treatment hardly possible. In my thesis work, motility of two astrocytoma cell lines, A172 and U87 was investigated. A common feature for both cell lines was the correlation between intacellular calcium signalling, tyrosine phosphorylation events and cell migration. One difference is that in U87 cells, calcium signalling was regulated by integrins, whereas calcium signalling of A172 cells was integrin-independent. In accordance with astrocytoma cell movement being accompanied by increased intracellular calcium signalling we characterized a stimulating role for S100 calcium-binding proteins in the motility of U87 cells. This study demonstrated that the protein S100A6 promotes cell motility by stimulating actin turnover and dissociation of actin-binding proteins from the actin cytoskeleton. Indeed, disruption of adhesion complexes with cytoskeleton is a key step in the migration process. We found that a tetraspanin CD9 acts as an anti-migratory molecule that decreases integrin-independent motility of A172 cells by stabilizing interactions between cadherin-containing complexes and the actin cytoskeleton and thereby increases cadherin-dependent adhesion and down-regulates cell motility. Moreover, transfection of CD9 induced down-regulation of FGFR-1 expression. Accordingly, FGF-induced signalling leading to increase of cell migration was suppressed in A172/CD9 cells. In particular, calcium signalling and PI3K-induced signalling leading to phosphorylation of b-catenin were decreased. Absence of phosphorylation of b-catenin leads to stabilization of cadherin-mediated adhesion and decreases cell motility. The data obtained in this work could improve our knowledge about the mechanism of astrocytoma motility, helpful in invention of anti-migratory therapeutic strategies useful for the treatment of highly invasive cancers

La protéine Spam-1, qui est présente à la surface des spermatozoïdes, faciliterait le passage des gamètes mâles à travers le cumulus, en coupant les liens d’acide hyaluronique présents entre les cellules, et serait impliquée dans le processus de liaison secondaire des spermatozoïdes à la zone pellucide de l’ovule. Le but de cette étude, par la construction de protéines recombinantes fluorescentes contenant la séquence des différents domaines fonctionnels de Spam-1, est de démontrer que la protéine spermatique bovine Spam-1 se lie directement à la zone pellucide de l’ovule et de clairement démontrer que c’est la partie C-terminale de la protéine qui est impliquée. Les résultats obtenus dans le présent mémoire permettront de déterminer l’importance de Spam-1 dans la liaison du spermatozoïde à l’ovule au moment de la fécondation et ainsi de mieux caractériser les mécanismes d’interaction sperme/ovule.
Spam-1 is a sperm surface protein that would help the spermatozoa going through the cumulus, disrupting the hyaluronan around the egg. It would also have a role to play in the secondary binding of the spermatozoa to the zona pellucida of the oocyte. The aim of the present study, by the construction of various fluorescent recombinant proteins containing the sequences of the different domains of Spam-1, is to clearly demonstrate that bovine spermatic Spam-1 protein is directly implicated in the secondary binding of the spermatozoa to the zona pellucida and to show that the C-terminal domain is implicated. The results of this study are going to determine the importance of Spam-1 in the spermatozoa binding to the zona pellucida and in getting a better understanding of the mechanisms surrounding the interactions between spermatozoa and oocyte.

Les muqueuses, premières barrières de défense contre les pathogènes de l'environnement, comprennent des sites inducteurs et effecteurs de la réponse immunitaire cellulaire et humorale. Dans le concept de système immunitaire commun aux muqueuses (CMIS), la réponse initiée dans une muqueuse peut se propager à une autre muqueuse différente du compartiment d'origine, réalisant ainsi un lien immun. Ce lien repose sur des mécanismes de reconnaissance spécifique, de type ligand/récepteur, entre des molécules d'adhésion à la surface des lymphocytes(récepteurs de domiciliation,RD) et des cellules endothéliales(adressines vasculaires,AV)d'une part et entre les chimiokines et leurs récepteurs d'autre part. L'immunité lactogène représente un exemple de lien immun entre le compartiment intestinal et la mamelle. Pour répondre à la question d'autres liens immuns au sein du CMIS, nous avons analysé chez le porc, les molécules d'adhésion et chimiokines propres aux sites d'initiation et de dissémination de la RI des tractus aéro-digestif supérieur et intestinal et de la glande mammaire.

Les E. Coli d'adhésion diffuse (DAEC) sont impliqués dans les infections urinaires et dans les diarrhées. Le seul facteur de virulence identifié est une famille d'adhésines, Afa/Dr, liant le Decay Accelerating Factor (DAF) et le Carcinoembryonic Antigen (CEA) qui appartient à la famille des CEACAM. Notre objectif a été d'étudier les interactions entre les CEACAMs et les DAEC Afa/Dr. Nous avons montré que le le CEACAM1 et le CEACAM6 sont des récepteurs pour les DAEC Afa/Dr et sont recrutés autour des bactéries comme le GM1 et la cavéoline, marqueurs de rafts lipidiques. L'adhésion aux DAF, CEA et CEACAM6 induit la formation de prolongements cellulaires autour des bactéries et nécessite un remaniement du réseau d'actine et des rafts lipidiques, l'intervention des Rho GTPases et la phophorylation des protéines ERM. Nous avons aussi démontré que l'internalisation des bactéries s'effectuait par un mécanisme de type «zipper», indépendant de l'actine et faisant intervenir le CEA et le CEACAM6
Diffusely adhering E. Coli (DAEC) are involved in urinary tarct infections and diarrhoeas. The only virulence factor identified is a family of adhesines, Afa/Dr, binding Decay Accelerating Factor (DAF) and Carcicoembryonic Antigen (CEA) which belongs to the CEACAM family. Our objective was to study the interactions between CEACAMs and the Afa/Dr DAEC. We observed that CEACAM1 and CEACAM6 are receptors for the Afa/Dr DAEC and are recruited around adhering bacteria as well as the GM1 and the caveoline, two lipid rafts markers. Adhesion to the DAF, CEA and CEACAM6 induces the formation of cellular prolongations around the bacteria and requires a reorganization of the actin network and the lipids rafts, as well as Rho GTPases and ERM proteins phophorylation. We also showed that the internalization of the bacteria was carried out by azipper like mechanism, indenpendently of actin. Moreover, CEA and the CEACAM6 seem to support entered of the bacteria into the cells

Le VEGF-A est impliqué dans plusieurs pathologies, dont les maladies cardiovasculaires et plusieurs types de cancer. L'existence de voies de signalisation communes entre le VEGF-A, les molécules d'adhésion cellulaire et des molécules de l'inflammation pourrait permettre d'expliquer la large gamme de fonctions du VEGF-A dans les différentes situations pathologiques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une approche intégrative pour l’étude du VEGF-A et de son positionnement au sein de plusieurs voies métaboliques. Cette approche associe les études d’identification des variants génétiques associés au VEGF-A et leur fonctionnalité biologique par une approche transcriptomique. Ainsi, le but général de cette thèse est d’investiguer les relations complexes des polymorphismes liés au VEGF-A, des taux plasmatiques et de l’expression du VEGF-A avec les molécules d'adhésion cellulaire et les molécules de l’inflammation, les lipides plasmatiques, les gènes candidats NOS3, CD14, MMP3 et IL4, et avec les facteurs de risque cardiovasculaires (obésité, pression artérielle) chez des individus en bonne santé. Pour la réalisation de ces études, nous avons utilisé des sous-groupes de populations de la cohorte STANISLAS et autres populations du Centre de Ressources Biologiques IGE-PCV. L’expérimentation transcriptomique est réalisée avec des cellules mononucléaires du sang périphérique.Parmi les résultats obtenus nous avons montré : • Une association entre l'isoforme VEGF-A145 et l'ARNm d'ICAM-1, de sélectine L et de TNF-α. • Une association entre les taux du VEGF-A et les taux d’ICAM-1 et de la sélectine E. • Des interactions épistatiques entre les variants du VEGF-A pour les taux de la sélectine E, du TNF-α, de l'ICAM-1 et de l'IL-6. • Une association significative entre rs4416670 et les niveaux de l'ARNm de la sélectine-L • Une association entre le variant rs6921438 et les niveaux de HDL-C et LDL-C. • Une interaction entre rs4416670 et hypertension pour la variation interindividuelle de l'apolipoprotéine E. • Des associations significatives entre l’expression de l’isoforme VEGF-A145 et les polymorphismes de NOS3, CD14, MMP3, IL4R, et IL4. • Des interactions épistatiques significatives entre les variants génétiques de NOS3, CD14, MMP3, IL4R, et IL4 et les quatre polymorphismes liés au VEGF-A sur les taux plasmatiques de VEGF-A. • Des interactions significatives entre le rs1800779 de NOS3 et HDL-C, les triglycérides et l’obésité ainsi que l’interaction de rs6921438 avec l’hypertension pour les niveaux plasmatique de VEGF-A • Des associations significatives et interactions gène × lipides du sang entre tous les variants génétiques de VEGF-A et les phénotypes d’obésité. • Une association significative entre le rs4416670 et la pression pulsée. • Une interaction épistatique entre le rs6921438 et le rs10738760 pour la pression pulsée. • Des associations significatives entre le variant rs10738760 de VEGF-A et le risque de syndrome métabolique. Les résultats de cette thèse montrent le rôle central du VEGF-A dans la régulation des différents processus physiologiques et permettant de proposer le VEGF-A comme un nouveau biomarqueur potentiel des maladies cardiovasculaires à évaluer cliniquement
VEGF-A is involved in several diseases, including cardiovascular disease and several types of cancer. The existence of common signaling between the VEGF-A, cell adhesion molecules and inflammatory molecules may help to explain the wide range of functions of VEGF-A in different pathological situations. As part of this thesis, we have developed an integrative approach to study of VEGF-A and its position in several metabolic pathways. This approach involves the identification of genetic variants associated with VEGF-A and their biological function by a transcriptomic approach. Thus, the general aim of this thesis is to investigate the complex relationships between four polymorphisms associated with VEGF-A, its plasma levels and its expression with cell adhesion molecules, inflammatory molecules, plasma lipids, candidate genes (NOS3, CD14, MMP3 and IL-4) and with cardiovascular risk factors (obesity and blood pressure) in healthy individuals. For our studies, we used a subgroup of the STANISLAS Family Study and other populations available in the Biological Resources Center IGE-PCV. Our transcriptomics experiments have been performed with peripheral blood mononuclear cells. The results showed: • An association between VEGF-A145 isoform with the levels of ICAM-1 mRNA, L-selectin mRNA and TNF-α mRNA. • An association between the levels of VEGF-A and the levels of ICAM-1 and E selectin. • An epistatic interactions between the VEGF-A related variants for the levels of E selectin, TNF-α], ICAM-1 and IL-6. • An association of rs4416670 with levels of mRNA of L selectin. • An association between rs6921438 and levels of HDL-C and LDL-C. • An interaction between rs4416670 and hypertension for the interindividual variation of apolipoprotein E. • Significant associations between the expression of VEGF-A with NOS3, CD14, MMP3, IL4R and IL-4 polymorphisms. • Significant epistatic interactions between genetic variants of NOS3, CD14, MMP3, IL4R, and IL4 and the four polymorphisms related to VEGF-A on the plasma levels of VEGF-A. • Significant interactions between rs1800779 in NOS3 and HDL-C, triglycerides, and obesity, as well as interactions of rs6921438 with hypertension on plasma levels of VEGF-A. • Significant associations and gene × blood lipids interactions between all genetic variants of VEGF-A with obesity traits. • A significant association between rs4416670 and pulse pressure. • An epistatic interaction between rs6921438 and rs10738760 on pulse pressure. • Significant associations between the rs10738760 variant of VEGF-A and the risk of metabolic syndrome. The results of this thesis indicate the central role of VEGF-A in the regulation of various physiological processes and offer VEGF-A as a potential novel biomarker for cardiovascular disease to be further evaluated clinically

La conduction saltatoire des potentiels d’action le long des fibres myélinisées repose sur de petits domaines axonaux enrichis en canaux sodiques voltage-dépendants, les nœuds de Ranvier. Bien que l’architecture moléculaire des nœuds de Ranvier ait été décrite, la nature des signaux conduisant à leur formation dans le système nerveux central (SNC) est peu connue. Différents travaux suggèrent que cette formation nécessite la synergie de plusieurs mécanismes complémentaires. Néanmoins, la dynamique d’assemblage des nœuds de Ranvier et l’importance relative des différents mécanismes impliqués reste à identifier. Les mécanismes de réagrégation nodale durant la remyélinisation et leur potentiel impact sur la réparation sont par ailleurs à ce jour inconnus. Durant ma thèse, j’ai étudié la dynamique de formation des nœuds de Ranvier dans le SNC au cours de la myélinisation et de la remyélinisation. Mon principal projet a visé à la caractérisation des mécanismes intrinsèques participant à l’assemblage de structures nodales précoces (prénoeuds) et leur régulation. Pour ce faire, j’ai suivi le transport axonal des protéines nodales couplées à des marqueurs fluorescents par vidéomicroscopie dans un modèle in vitro de culture de neurones d’hippocampe. Nos résultats ont montré i) l’existence d’un co-transport antérograde, suggérant qu’un pré-assemblage partiel du complexe nodal pourrait précéder l’adressage à la membrane axonale; ii) que KIF5A et C, membres d’une famille de moteurs moléculaires antérogrades, les kinésines, jouent un rôle synergique dans le transport des marqueurs nodaux, de même qu’un des partenaires du complexe des dynéines, impliqué dans le transport axonal rétrograde; iii) que β2Nav pourrait jouer un role initiateur sur l’assemblage des prénoeuds. Enfin, nous nous sommes intéressés au devenir des prénoeuds au cours de la myélinisation et avons montré qu’ils participent à la formation des nœuds de Ranvier matures et qu’ils pourraient jouer un role dans le guidage de la myélinisation. Dans un second temps, mon travail de thèse a consisté à caractériser les mécanismes de reformation des nœuds de Ranvier après démyélinisation en utilisant une approche ex vivo. J’ai tout d’abord montré que la réagrégation nodale pouvait précéder la remyélinisation, en accord avec ce qui a été observé précédemment sur des tissus de patients atteints par la sclérose en plaques. Enfin, j’ai participé à la caractérisation de l’interaction entre cellules microgliales et nœuds de Ranvier par imagerie en temps réel, ce qui devrait nous permettre d’accroître notre compréhension sur l’impact potentiel de cette interaction sur les processus de réparation myélinique à la suite d’une démyélinisation
In myelinated fibers, the efficient conduction of the nerve impulse along axons relies on the alternance of myelinated internodes with small amyelinic domains, the nodes of Ranvier. Although the molecular organization of the nodes of Ranvier has been described, the nature of the signal(s) controlling nodal clustering in the CNS remains largely unknown. Various works suggest the presence of complementary mechanisms but the exact chronology of assembly of the nodal proteins, and their respective role in its initiation are still to be described. Furthermore, the mechanisms underlying nodal reclustering during remyelination and its impact are presently unknown.In this thesis, I have studied the dynamics of nodes of Ranvier formation in the CNS during (re)myelination. My main project aimed at characterizing the intrinsic mechanisms at play in nodal marker early clustering. To investigate the dynamics of node like clusters assembly, we followed by videomicroscopy the trafficking of nodal proteins tagged with fluorescent markers in mixed hippocampal cultures. Our results show i) the existence of some anterograde co-transport, suggesting a partial pre-assembly of the nodal complex prior to membrane targeting; ii) that both KIF5A and C, anterograde motors from the kinesin-1 family, play a synergistic role in nodal markers transport, as well as dynactin-1, an interacting partner of the retrograde motor dynein; iii) that β2Nav could play an initiator role in nodal clustering. Indeed, we demonstrated that β2Nav is enriched prior to other nodal cell adhesion molecules (such as Nfasc186, β1Nav and NrCAM) and that it is required for efficient node like clustering. Lastly, we addressed how the node like clusters rearrange when myelination proceeds and I demonstrated that these structures not only persist, but can also act as localization signals guiding the deposition of myelin at their vicinity.The second part of my thesis aimed at characterizing the mechanisms of nodal reclustering following demyelination using an ex vivo approach. I showed that nodal reclustering can occur prior remyelination, in accordance with what is observed in MS lesions. Finally, I participated in characterizing the microglial interaction with the nodes of Ranvier, by initiating a live-imaging study of this phenomenon, which should pave the way to understanding the potential impact of this interaction in repair processes following demyelination

Bien que la molécule d’adhésion MCAM/CD146 (Melanoma Cell Adhesion Molecule) soit un marqueur des progéniteurs hématopoïétiques, des lymphocytes T activés et des endothéliums, sa fonction au niveau des ces tissus n’est pas encore élucidée. MCAM/CD146 est une glycoprotéine du sous-groupe V-V-C2-C2-C2 de la superfamille des Immunoglobulines. Elle existe sous deux isoformes différentes suivant la taille de la région cytoplasmique : MCAM-l (long) et MCAM-s (court). Le but de cette étude était de déterminer la fonction de la molécule MCAM dans les différentes étapes du recrutement leucocytaire par l’endothélium in vitro. Nous avons utilisé d’une part, une lignée de lymphocytes activés CD4+MCAM-l+ (CETM4) et d’autre part, la lignée Natural Killer (NKL1) exprimant les différentes isoformes de la molécule MCAM. Dans un système de flux continu in vitro, l’expression de l’isoforme MCAM-l, diminue la vitesse du roulement et augmente l’adhésion de NKL1 et CEMT4 sur la monocouche de cellules endothéliales. L’utilisation d’anticorps spécifiques et de protéines MCAM solubles lors de ces expériences confirme l’implication de l’isoforme MCAM-l dans ces processus. Par ailleurs, l’expression de MCAM-l dans les NKL1 induit l’augmentation du nombre et de la taille des microvillosités et favorise les interactions moléculaires lors du « rolling ». Enfin, les cellules MDCK ont permis d’établir un adressage différentiel des isoformes de MCAM dans un épithélium polarisé : MCAM-l est localisé au pôle baso-latéral alors que MCAM-s est détectée par défaut au pôle apical suggérant des rôles différents. L’ensemble de ces résultats permet l’établissement d’un modèle présentant les rôles potentiels de cette molécule dans l’interaction leucocyte-endothélium
Although the adhesion molecule MCAM/CD146 (Melanoma Cell Molecule Adhesion) was identified as a marker of hematopoietic progenitors, activated lymphocytes T and endotheliums, its function on these tissues is not yet elucidated. MCAM/CD146 belongs to the Ig superfamily (V-V-C2-C2-C2) and is expressed as two isoforms differing by their cytoplasmic regions (MCAM-l, long, and MCAM-s, short). The objective of this research is to demonstrate the involvement of MCAM/CD146 in the differents steps of leukocyte recruitment by endothelium in vitro. We used for that two human cell line : activated CD4 T cells expressing endogenous MCAM-l and Human NKL1 natural killer cells were transfected by MCAM-l and MCAM-s and submitted to adhesion on endothelial cell monolayer under shear stress. We shown that MCAM-l transfection reduced rolling velocity and increased NKL1 cell adhesion whereas MCAM-s or mock transfection had no effect. Antibody treatment and MCAM recombinant protein allowed to confirm the implication of MCAM-l in these biologic process. In addition, MCAM-l induced microvilli formation and was associated to the actin cytoskeleton in NKL1 cells. Differents mutations of MCAM-l shown that these structures require a serine residue phosphorylation by PKC pathway. Finally, establishing of polarized MDCK cells revealed that MCAM-s was addressed to apical side and MCAM-l to baso-lateral membranes suggesting different roles. Taken together these data show for the first time that MCAM is involved in the control of the initial steps of lymphocyte homing and suggest different role for MCAM-l and MCAM-s isoforms

La première partie de ce travail de thèse a permis de sélectionner parmi un panel de 15 tumeurs murines, les modèles les plus appropriés pour l'étude de molécules à potentiel anti-angiogénique. Deux tumeurs ont été choisies, la tumeur de poumon (Lewis Lung carcinoma, LLC) pour laquelle une forte vascularisation a été observée et la tumeur de côlon (colon tumor 26, C26) pour laquelle l'expression des intégrines αvβ3 et de la sélectine-E a été observée. Les modèles de côlon C26 implantés en sous-cutané (ectopique) et sur le caecum (orthotopique) ont été développés et caractérisés par différentes modalités d'imagerie. L'imagerie optique s'est montrée adaptée uniquement pour la détection précoce des tumeurs, tandis que l'imagerie par résonance magnétique et l'imagerie par ultrason se sont avérées des techniques très adaptées pour le suivi de la croissance des tumeurs implantées en ectopique et en orthotopique. Le développement et la caractérisation de ces modèles se sont révélés très utiles pour la deuxième partie de nos travaux, notamment pour l'évaluation antitumorale d'un flavonoïde la fisétine. La fisétine est un flavonoïde naturel (3,3',4',7-tetrahydroxyflavone) ayant montré une activité anti-angiogénique et des propriétés anticancéreuses.Etant donné sa faible solubilité dans l'eau, une forme liposomale a été développée afin de faciliter son administration systémique.Une efficacité antitumorale plus importante de la fisétine liposomale comparée à la fisétine libre a été obtenue après injection d'une faible dose (21 mg/kg) sur la lignée tumorale LLC. Cette formulation pourrait donc avantageusement être employée pour la formulation de composés de la famille des flavonoïdes

A l'aide de 4 anticorps monoclonaux sélectionnés pour leur capacité à bloquer la formation des rosettes spontanées entre cellules T humaines et érythrocytes, nous avons montré qu'une molécule différente de CD2 présente à la surface de la cellule T, participe aussi au phénomène des rosettes. Cette molécule que nous avons appelé E2 est détectée aussi bien à la surface des cellules T que des monocytes ou des cellules non hématologiques. E2 est une glycoprotéine de 32 kDa qui possède uniquement des chaînes oligosaccharidiques de types 0-liées, représentant la moitié de son poids moléculaire apparent. La purification de la molécule E2 par chromatographie d'affinité a permis de déterminer 14 acides aminés de sa séquence dans la région N-terminale : -, -, Leu, Phe, Asp, Leu, Ser, Asp, Ala, Leu, Pro, (PRO), Asn, Glu, Asn, -, Lys. Enfin, la séquence nucléotidique d'un clone d'ADNc de E2 montre que la molécule E2 est le produit du gène MIC2. Cette étude confirme que l'expression du produit de ce genre sur les érythrocytes est liée au phénotype du groupe sanguin Xg
By selecting four mAb for thier ability to block rosettes between human T-cells and erythrocytes from many species, we demonstrated that, on T-cell surface, a molecule other than CD2 is involved in the rosette phenomenon. These mAb reacted with a 32 kDa molecule, we termed E2, detected on all T-cells, monocytes and also on non-hematological cells. Biochemical studies revealed a heavily sialitated and glycosylated molecule. It carries only 0-linked oligosaccharides taking account for almost half of its Mr. Immunopurification of E2 molecule allowed us to sequence 14 amino acid residues of the N-terminal side : -, -, Leu, Phe, Asp, Leu, Ser, Asp, Ala, Leu, Pro, (PRO), Asn, Glu, Asn, -, Lys. Isolation of E2 cDNA clone for nucleotide and amino sequencing has revealed that E2 cDNA is homologous to the MIC2 gene, the only know pseudoautosomal gene in man. This study confirms the quantitative polymorphism of MIC2 gene product expression on red blood cells is related to Xg blood group phenotype

La surface membranaire participe sous de nombreux aspects a la maturation neuronale in vitro. La differenciation morphologique de neurones dissocies de cerveau foetal de rat en culture a fait l'objet d'une analyse stereologique ultrastructurale. La distribution d'un marqueur membranaire specifique de surface, la proteine n-cam ("neuralcell adhesion molecule) a ete analysee par des techniques immunocytochimiques a l'or colloidal en microscopie electronique a transmission et a balayage. La densite membranaire des sites n-cam diminue durant les 2 semaines de culture tandis que le taux de cette proteine exprimee a la surface membranaire reste stable. Cette variation temporelle de distribution de n-cam n'est pas accompagnee par des variations de formes moleculaires de la molecule (conversion e->a)

Le gène Egfl7 codant une protéine majoritairement sécrétée par les cellules endothéliales a été découvert au sein du laboratoire. Ce gène a la particularité d'héberger dans sa séquence intronique deux microARNs complémentaires nommés miR126-3p et miR-126-5p. Les microARNs sont de petites séquences de 20 à 25 nucléotides régulant l'expression de leurs cibles en se fixant sur leurs ARNm pour induire leur dégradation ou l'inhibition de leur traduction. L'expression endothéliale et les fonctions du microARN miR126-3p (microARN principal du duplex miR126-3p/126-5p) ont déjà été très largement abordées alors que celles de miR126-5p (microARN secondaire du duplex) restent inconnues. Les objectifs de notre étude ont donc été d'établir le patron d'expression de miR-126-5p lors du développement vasculaire et de caractériser ses fonctions dans les cellules endothéliales. Par hybridation in situ, miR-126-5p a été détecté dans les vaisseaux sanguins embryonnaires de souris principalement dans les cellules endothéliales. Cette spécificité endothéliale a été retrouvée dans différents organes tels que le cœur et les poumons et est maintenue in vitro. L'inhibition et la surexpression de miR-126-5p dans des cellules endothéliales veineuses (HUVEC) in vitro n'affectent pas les capacités de prolifération, de migration ou d'organisation en pseudocapillaires de ces cellules. En revanche, l'inhibition de miR-126-5p dans les HUVECs entraine une répression de l'adhérence des leucocytes à la surface d'un tapis de cellules endothéliales ainsi qu'une augmentation de la transmigration de monocytes à travers une monocouche endothéliale. A l'inverse, sa surexpression génère des phénotypes opposés. Des analyses in silico de recherche de cibles pour miR-126-5p en lien avec le recrutement leucocytaire ont permis d'identifier une protéine participant à la transmigration des leucocytes in vitro et in vivo nommée ALCAM. A l'aide de test de transactivation, nous avons pu démontrer que miR-126-5p était capable de se fixer au 3'UTR de l'ARNm d'ALCAM afin de réprimer l'expression de la protéine. De plus, l'augmentation de la transmigration induite par la chute d'expression de miR-126-5p dans les cellules endothéliales est inhibée suite au blocage direct de la protéine ALCAM montrant ainsi que l'effet répresseur de miR-126-5p sur ce mécanisme est établi via ALCAM. Une étude par microarray, réalisée sur des HUVECs où miR-126-5p a été inhibé, a permis d'identifier une seconde cible pour miR-126-5p nommée SetD5 pour laquelle aucune fonction n'est connue à ce jour. Des tests de transactivation ont permis de confirmer que SetD5 était une cible de miR-126-5p. De plus, l'effet de miR-126-5p sur l'adhérence des leucocytes aux cellules endothéliales est directement lié à la modulation d'expression de ce gène. Enfin, l'analyse de l'inhibition de miR-126-5p in vivo a permis de montrer que notre microARN d'intérêt contrôle effectivement les expressions d'ALCAM et de SetD5. Cependant, alors que miR-126-5p régule uniquement l'expression d'ALCAM dans les poumons, celle de SetD5 est sous le contrôle de miR-126-5p dans la rétine.Nos travaux ont donc permis de mettre en évidence l'expression endothéliale de miR-126-5p et d'identifier deux de ses cibles lui permettant de jouer un rôle dans le recrutement des leucocytes au niveau de l'endothélium.

Le sommeil est un besoin vital et le bon fonctionnement de l’organisme dépend de la quantité et de la qualité du sommeil. Le sommeil est régulé par deux processus : un processus circadien qui dépend de l’activité des noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus et qui régule le moment durant lequel nous allons dormir, et un processus homéostatique qui dépend de l’activité neuronale et se reflète dans l’intensité du sommeil. En effet, le sommeil dépend de l’éveil qui le précède et plus l’éveil dure longtemps, plus le sommeil est profond tel que mesuré par des marqueurs électroencéphalographiques (EEG). Des études ont montré que le bon fonctionnement de ces deux processus régulateurs du sommeil dépend de la plasticité synaptique. Ainsi, les éléments synaptiques régulant la communication et la force synaptique sont d’importants candidats pour agir sur la physiologie de la régulation du sommeil. Les molécules d’adhésion cellulaire sont des acteurs clés dans les mécanismes de plasticité synaptique. Elles régulent l’activité et la maturation des synapses. Des études ont montré que leur absence engendre des conséquences similaires au manque de sommeil. Le but de ce projet de thèse est d’explorer l’effet de l’absence de deux familles de molécule d’adhésion cellulaire, les neuroligines et la famille des récepteur Eph et leur ligand les éphrines dans les processus régulateurs du sommeil. Notre hypothèse est que l’absence d’un des membres de ces deux familles de molécule affecte les mécanismes impliqués dans le processus homéostatique de régulation du sommeil. Afin de répondre à notre hypothèse, nous avons étudié d’une part l’activité EEG chez des souris mutantes n’exprimant pas Neuroligine‐1 (Nlgn1) ou le récepteur EphA4 en condition normale et après une privation de sommeil. D’autre part, nous avons mesuré les changements moléculaires ayant lieu dans ces deux modèles après privation de sommeil. Au niveau de l’activité EEG, nos résultats montrent que l’absence de Nlgn1 augmente la densité des ondes lentes en condition normale et augment l’amplitude et la pente des ondes lentes après privation de sommeil. Nlgn1 est nécessaire au fonctionnement normal de la synchronie corticale, notamment après une privation de sommeil, lui attribuant ainsi un rôle clé dans l’homéostasie du sommeil. Concernant le récepteur EphA4, son absence affecte la durée du sommeil paradoxal ainsi que l’activité sigma qui dépendent du processus circadien. Nos résultats suggèrent donc que ce récepteur est un élément important dans la régulation circadienne du sommeil. Les changements transcriptionnels en réponse à la privation de sommeil des souris n’exprimant pas Nlgn1 et EphA4 ne sont pas différents des souris sauvages. Toutefois, nous avons montré que la privation de sommeil affectait la distribution des marques épigénétiques sur le génome, tels que la méthylation et l’hydroxyméthylation, et que l’expression des molécules régulant ces changements est modifiée chez les souris mutantes pour le récepteur EphA4. Nos observations mettent en évidence que les molécules d’adhésion cellulaire, Nlgn1 et le récepteur EphA4, possèdent un rôle important dans les processus homéostatique et circadien du sommeil et contribuent de manière différente à la régulation du sommeil.
Sleep is a vital need and the proper functioning of the body depends on the amount and quality of sleep. Sleep is regulated by two processes: a circadian process that depends on the activity of suprachiasmatic nuclei of the hypothalamus and regulates the time of day during which we are going to sleep, and a homeostatic process that seems to depend on neuronal activity and that reflects sleep intensity. The homeostatic process controls a pressure for sleep as a function of the amount of time spent awake. Indeed, sleep quality depends on the duration of preceding wakefulness, the more one is awake, deeper the sleep afterwards as measured by electroencephalographic markers (EEG). Studies have shown that the proper functioning of these two sleep regulatory processes depends on synaptic plasticity. Thus, elements that regulate synaptic communication and synaptic strength are important candidates to act upon the physiology of sleep regulation. Cell adhesion molecules are key elements regulating synaptic plasticity. They control synapse activities and maturation. Studies have shown that their absence leads to consequences similar to sleep deprivation. The aim of this study is to explore the effect of the absence of two different cellular adhesion molecule, Neuroligin‐1 and EphA4 receptor in sleep regulatory processes. Our hypothesis is that the absence of either of these molecules will affect sleep regulation and more specifically sleep homeostasis. To address our hypothesis, we first studied EEG activity in mice which do not express Nlgn1 and EphA4 in normal condition or after sleep deprivation. Secondly, we measured the molecular changes that occur in these two models after sleep deprivation. At the level of EEG activity, our results show that the absence of Nlgn1 increases the density of slow waves under baseline condition, and that the amplitude and slope of slow waves are increased after sleep deprivation. We concluded that Nlgn1 is required for normal functioning of cortical synchrony especially after sleep deprivation, thereby giving it a key role in sleep homeostasis. Regarding the EphA4 receptor, its absence affects the duration of paradoxal sleep and sigma activity which are known to depend on the circadian process. These results suggest that the EphA4 receptor is an important element in the circadian regulation of sleep. The transcriptional response after sleep deprivation in mice not expressing Nlgn1 or EphA4 is not different from that in wild‐type mice. However, we found that sleep deprivation affects the distribution of specific epigenetic markers like methylation and hydroxymethylation and the expression of molecules regulating these changes is altered in EphA4 null mice. Our observations show that two cell adhesion molecules, Nlgn1 and EphA4 receptor, have an important role in the homeostatic and circadian sleep process and contribute differentially to sleep regulation.