Dissertations / Theses on the topic 'Monocarbonyl'

Mondialement, le carcinome hépatocellulaire (CHC) et le cancer du poumon (CP) constituent un problème majeur de santé publique. Plusieurs études d'association gène candidat ont montré que les SNPs de gènes candidats à la réparation d'ADN et au métabolisme des monocarbones (MMC) influencent le risque de CHC et CP. Toutefois, aucune étude n'a évalué, de façon exhaustive, l'influence des SNPs de la réparation d'ADN ou du MMC avec le risque de CP ou de CHC. Notre étude vise à identifier - à l'aide de deux SNP array de 384 SNPs - les polymorphismes génétiques de la réparation d'ADN et du MMC qui sont prédictifs du risque de CHC chez des Caucasiens cirrhotiques. Nous avons aussi recherché les déterminants génétiques de la réparation d'ADN associés au risque de CP. Nos résultats ont montré que six SNPs du gène BRIP1 (BRCA1interacting protein C?terminal helicase ; rs4986763, rs4986764, rs1557720, rs4986765, rs2191248, et rs11871785) étaient significativement associés au risque de CHC chez les patients porteurs d'une cirrhose d'étiologie virale selon le modèle génétique additif. Après correction de "False Discovery Rate", BRIP1 rs4986764 et rs1557720 étaient significativement associés au risque de CHC. Deux SNPs du MMC situés sur GGH (rs11545076 et rs11545077) étaient significativement associés au risque de CHC chez les patients porteurs d'une cirrhose d'étiologie non virale. Par ailleurs, seul le polymorphisme POLL rs3730477 était associé à un risque accru de CP dans le modèle génétique récessif. La dernière partie de notre étude était consacrée à l'analyse comparée d'hémogrammes et des dommages d'ADN chez des conducteurs de taxi-moto (CTM) de Cotonou - exposés à l?air pollué par le benzène et les HAPs -, et les témoins non exposés. Nos résultats ont montré une réduction significative du nombre des globules blancs, lymphocytes, neutrophiles et plaquettes, avec une misincorporation accrue d'uracile, de 8 oxodG et la présence d'un adduit majeur d'ADN chez les CTM par rapport aux témoins. En conclusion, nous avons identifié six variants sur BRIP1 et deux variants sur GGH associés au risque de CHC sur une cirrhose d'étiologie virale et non virale, respectivement. De plus, nous avons montré que POLL rs3730477 est un prédicteur significatif du risque de cancer du poumon. Une validation de ces résultats dans des cohortes indépendantes s'avère indispensable<br>Worldwide, hepatocellular carcinoma (HCC) and lung cancer (LC) represent a major public health problem. Previous studies reported associations between single nucleotide polymorphisms (SNPs) in DNA repair or monocarbon metabolism (MCM) genes and LC or HCC risk. However, influences of these SNPs on LC or HCC risk have not been comprehensively evaluated. Our study aimed to identify potential interesting DNA repair and MCM gene variants associated with HCC risk in cirrhotic Caucasians. To this end, we used the Illumina's GoldenGate® technology and performed a comprehensive investigation of 384 SNPs on 94 DNA repair genes and 384 SNPs on 77 MCM genes. This comprehensive SNP-array fine mapping approach was also used to identify potential interesting DNA repair gene variants associated with susceptibility to LC in Caucasians. Our results showed that six variants on BRIP1 gene (BRCA1 interacting protein C-terminal helicase: rs4986763, rs4986764, rs1557720, rs4986765, rs2191248, and rs11871785) were significantly associated with HCC risk in patients carrying hepatitis virus-associated cirrhosis under an additive genetic model. After false discovery rate (FDR) correction for multiple testing, BRIP1 rs4986764 and rs1557720 displayed statistically significant associations with HCC risk. Two SNPs on GGH gene were associated with HCC risk in patients carrying non viral cirrhosis. In our study, only POLL rs3730477 was associated with an increased LC risk under a recessive genetic model (OR=2.81, 95% CI 1.51?5.24). Lastly, we evaluated hematologic changes and levels of DNA adducts, 8-oxodG, dU, and m5dC in Cotonou's motorbike taxi drivers (MBTD) - exposed to air pollution by benzene and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) - compared to unexposed controls. Compared to controls, MBTD displayed a significant decrease in the number of white blood cells, lymphocytes, neutrophils and platelets, with the formation of an unknow DNA adduct, whereas uracil misincorporation and 8-oxodG levels in DNA were significantly increased. In conclusion, we identified six variants on BRIP1 gene and two variants on GGH gene that are associated with susceptibility to HCC. In addition, POLL rs3730477 variant was associated with susceptibility to LC. Replication of these findings in independent cohorts is warranted

Les vitamines B et les facteurs liés au métabolisme monocarboné (C1) aident à maintenir la synthèse de l'ADN, régulent l'expression des gènes, et peuvent affecter le risque de cancer. L'objectif général de cette thèse est d'étudier l'importance des biomarqueurs du C1 dans l'étiologie de trois cancers distincts qui diffèrent dans leur force d'association avec le tabagisme. Les articles inclus dans cette thèse ont été conduits au sein de deux études prospectives : l'étude prospective européenne sur la nutrition et le cancer (EPIC) et le consortium de cohortes du cancer du poumon (LC3). Dans l'article 1, nous avons étudié la relation entre les biomarqueurs du C1 et l'incidence ainsi que le pronostic du cancer de la sphère oto-rhino-laryngée (ORL) et de l'oesophage au sein de l'étude EPIC. Nous avons observé que les sujets ayant des concentrations élevées d'homocystéine avaient un risque accru de développer un cancer de la sphère ORL. Dans l'article 2, nous avons examiné la relation entre les biomarqueurs du C1 et l'incidence ainsi que le pronostic du carcinome à cellules rénales (CCR) au sein de l'étude EPIC. Nous avons constaté que les participants ayant des concentrations de vitamine B6 élevées avaient une diminution du risque de CCR avec un effet dose-réponse ainsi qu'une amélioration de la survie post-diagnostic. Dans l'article 3, nous avons étudié si les biomarqueurs du C1 sont associés au risque de cancer du poumon au sein de l'étude LC3. Dans l'ensemble, nous avons mis en exergue une faible association inverse, sans tendance claire, entre les concentrations de vitamine B6 et de folate et le risque du cancer du poumon. La principale conclusion de nos études est que les concentrations élevées de vitamine B6 sont associées à un risque plus faible de développer un CCR, et également à un meilleur pronostic chez les patients atteints de cette pathologie. Davantage d'études sont nécessaires afin d'évaluer si la vitamine B6 exerce une influence causale sur l'étiologie et la mortalité du CCR, ou si d'autres facteurs métaboliques sont impliqués<br>B-vitamins and factors related to one-carbon metabolism (OCM) pathway help to maintain DNA synthesis and regulate gene expression and may affect cancer risk. The overarching aim of this thesis is to investigate the importance of OCM biomarkers in the etiology of three distinct cancer sites that differed in their strength of association with smoking. Papers included in this thesis were conducted within two prospective studies, the European Prospective Investigation into nutrition and Cancer (EPIC) study and the Lung Cancer Cohort Consortium (LC3). In paper 1, we investigated if OCM biomarkers are associated with incidence and survival of cancer of the head and neck and esophagus in the EPIC study. We observed that subjects with higher concentrations of homocysteine had increased risk of developing head and neck cancer. In paper 2, we investigated if OCM biomarkers are associated with incidence and survival of renal cell carcinoma (RCC) in the EPIC study. We observed that study subjects with elevated vitamin B6 concentrations had lower risk of RCC in a dose-response fashion and improved survival following diagnosis. In paper 3, we investigated whether OCM factors are associated with lung cancer risk in the LC3 study. Overall, we observed a weak inverse association, with no clear trend, between concentrations of vitamin B6 and folate and risk of lung cancer. The most important conclusion is that elevated vitamin B6 concentrations are associated with lower risk of developing RCC, and also better prognosis among RCC cases. Further studies are warranted to evaluate if vitamin B6 exerts a causal influence on RCC etiology and mortality, or if other metabolic factors are involved

The work described in this thesis was carried out to explore the chemistry of carbanonaborane(14), CB8H14. Incorporation of metal atoms into the molecular framework was of particular interest. An n.m.r. investigation of the monocarbaboranes CB8H14 and [CB8H13] indicated the presence of unsymmetrical bridging hydrogen atoms in both carbaboranes. More significantly, the endo-hydrogen attached to the carbon atom is involved in exchange with all the three bridging hydrogen atoms in the anion, whereas no such exchange is observed in the neutral precursor. The reaction of [MCl(CO)(H) (PPh3)3) (M = Ru, Os) with Li[CB8H13J yields the nido-metallacarbaboranes [ (CO) (PPh3) 2MCB8H10 (PPh3) ]. Both compounds have a decaborane(14) like cage structure with the 6- and 9- positions occupied by CH and [M(PPh3)2(CO) ] fragments. Minor products of these reactions have been isolated and characterised as two isomeric chlorinated nldo ruthenacarbaboranes and two isomeric closo ruthena- and auracarbaboranes. A similar reaction with [Ru(Cl) (η-C5H5) (PPh3)2] yields the arachno species [ (η-C5H5) (H) (PPh3)RuCB8H12] (3). In this case the cage arrangement is similar to that in [B10H14]2- with the 6- and 9- positions substituted by CH2 and (RuH(η-C5H5)(PPh3)] fragments. The metalla derivatives isolated from reaction of Li(CB8H13] with gold reagents, Au(PR3)Cl, were all found to have arachno structures. These auracarbaboranes all have a triple cluster structure consisting of a carbaborane-gold-carbaborane sandwich. The central gold cluster unit consists of either one, two, or seven gold atoms. The heptanuclear gold cluster is the most novel of these auracarbaboranes and displays a different geometry of the central gold cluster to that of the only other known heptanuclear gold cluster.

Les dérivés du tétrahydrofolate (THF), plus connus sous le nom de folate(s) ou vitamine B9, sont des cofacteurs indispensables au métabolisme cellulaire puisqu'ils sont à la base des réactions de transfert d'unités monocarbonées, regroupées sous le terme de "métabolisme C1". Chez tous les organismes, ces réactions sont impliquées dans des processus cellulaires clés comme la synthèse des nucléotides (purines, thymidylate), la synthèse de certains acides aminés (sérine, glycine, méthionine) et, indirectement, dans la synthèse de S-adénosylméthionine. Cette dernière constitue le donneur universel de groupements méthyles et intervient donc dans l'ensemble des réactions de méthylation. Les plantes, les champignons et certains micro-organismes possèdent la capacité de réaliser la synthèse de novo de THF alors que les animaux en sont incapables et sont contraints de puiser cette vitamine dans leur alimentation.<br /> Lors du développement de la plante, la capacité de synthèse du THF, le pool global et la nature des folates ainsi que la demande en unités C1 varient de façon importante. Pourtant, la littérature reste succincte en ce qui concerne les mécanismes qui permettent de contrôler l'homéostasie en folates en fonction des besoins fluctuants en unités C1 de la plante et sur la manière dont sont distribuées ces unités entre les différentes voies utilisatrices.<br /> Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a permis de mettre en évidence différents niveaux de régulation du métabolisme C1 permettant à la plante de répondre à une diminution du pool de folates. Ainsi, l'étude transcriptomique de la réponse de cellules d'Arabidopsis à un traitement par un antifolate, le méthotrexate, a révélé une absence de processus de compensation de la baisse de la quantité de folates puisque les gènes impliqués dans la synthèse, le transport et la dégradation du THF ne présentent pas de modification de leur expression. La régulation transcriptionnelle mise en place suite à une limitation en folates concerne un nombre restreint de gènes qui vont influencer la composition en dérivés du THF et non l'abondance de ce cofacteur vitaminique. En effet, alors qu'en situation physiologique le flux d'unités C1 alimente majoritairement les réactions de méthylation, il se trouve que le déficit en folates provoque une réorientation de ce flux vers la synthèse des nucléotides.<br /> La diminution des méthylations cellulaires en situation de déficit en folates a été illustrée lors de l'étude d'une méthyltransférase particulière qui intervient dans la synthèse des chlorophylles, la Mg-protoporphyrine IX méthyltransférase. Des feuilles de pois déficientes en folates présentent une forte diminution de l'index de méthylation qui se traduit par une régulation métabolique de l'activité de la Mg-protoporphyrine IX méthyltransférase, conduisant ainsi à une baisse de la synthèse des chlorophylles. Cette étude démontre que le statut en folates influence, via les réactions de méthylations, des processus physiologiques essentiels comme la biogenèse de l'appareil photosynthétique.<br /> Ce travail de thèse a également mis en évidence un mécanisme de régulation post-traductionnelle de la synthèse de méthionine en situation de carence en folates. Ce mécanisme consiste en un clivage protéolytique de l'extrémité N-terminale de la première enzyme dédiée à la synthèse de méthionine, la cystathionine γ-synthase. L'élimination de ce domaine régulateur de l'enzyme permet, par un mécanisme encore inconnu, d'accroître la biosynthèse de méthionine en situation de déficit en folates.

Les dérivés du tétrahydrofolate (THF), plus connus sous le nom de folate(s) ou vitamine B9, sont des cofacteurs indispensables au métabolisme cellulaire puisqu'ils sont à la base des réactions de transfert d'unités monocarbonées, regroupées sous le terme de "métabolisme C1". Chez tous les organismes, ces réactions sont impliquées dans des processus cellulaires clés comme la synthèse des nucléotides (purines, thymidylate), la synthèse de certains acides aminés (sérine, glycine, méthionine) et, indirectement, dans la synthèse de S-adénosylméthionine. Cette dernière constitue le donneur universel de groupements méthyles et intervient donc dans l'ensemble des réactions de méthylation. Les plantes, les champignons et certains micro-organismes possèdent la capacité de réaliser la synthèse de novo de THF alors que les animaux en sont incapables et sont contraints de puiser cette vitamine dans leur alimentation. Lors du développement de la plante, la capacité de synthèse du THF, le pool global et la nature des folates ainsi que la demande en unités C1 varient de façon importante. Pourtant, la littérature reste succincte en ce qui concerne les mécanismes qui permettent de contrôler l'homéostasie en folates en fonction des besoins fluctuants en unités C1 de la plante et sur la manière dont sont distribuées ces unités entre les différentes voies utilisatrices. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a permis de mettre en évidence différents niveaux de régulation du métabolisme C1 permettant à la plante de répondre à une diminution du pool de folates. Ainsi, l'étude transcriptomique de la réponse de cellules d'Arabidopsis à un traitement par un antifolate, le méthotrexate, a révélé une absence de processus de compensation de la baisse de la quantité de folates puisque les gènes impliqués dans la synthèse, le transport et la dégradation du THF ne présentent pas de modification de leur expression. La régulation transcriptionnelle mise en place suite à une limitation en folates concerne un nombre restreint de gènes qui vont influencer la composition en dérivés du THF et non l'abondance de ce cofacteur vitaminique. En effet, alors qu'en situation physiologique le flux d'unités C1 alimente majoritairement les réactions de méthylation, il se trouve que le déficit en folates provoque une réorientation de ce flux vers la synthèse des nucléotides. La diminution des méthylations cellulaires en situation de déficit en folates a été illustrée lors de l'étude d'une méthyltransférase particulière qui intervient dans la synthèse des chlorophylles, la Mg-protoporphyrine IX méthyltransférase. Des feuilles de pois déficientes en folates présentent une forte diminution de l'index de méthylation qui se traduit par une régulation métabolique de l'activité de la Mg-protoporphyrine IX méthyltransférase, conduisant ainsi à une baisse de la synthèse des chlorophylles. Cette étude démontre que le statut en folates influence, via les réactions de méthylations, des processus physiologiques essentiels comme la biogenèse de l'appareil photosynthétique. Ce travail de thèse a également mis en évidence un mécanisme de régulation post-traductionnelle de la synthèse de méthionine en situation de carence en folates. Ce mécanisme consiste en un clivage protéolytique de l'extrémité N-terminale de la première enzyme dédiée à la synthèse de méthionine, la cystathionine γ-synthase. L'élimination de ce domaine régulateur de l'enzyme permet, par un mécanisme encore inconnu, d'accroître la biosynthèse de méthionine en situation de déficit en folates<br>Tetrahydrofolate (THF) derivatives, collectively termed folates or vitamin B9, are involved in almost all the metabolic processes that require the addition or removal of one-carbon units (C1 metabolism). C1-substituted folate coenzymes are thus involved in several major cellular processes, including the synthesis of nucleotides (purines and thymidylate) and amino acids (methionine, serine, glycine). Methionine serves as a methyl group donor through conversion to S-adenosylmethionine, the key biological methylating agent involved in dozens methyltransferase reactions. Plants, fungi and most micro-organisms are able to synthesize THF de novo whereas humans and animals in general lack this capacity and thus rely on dietary intake of vitamin B9. During plant development, the enzymatic capacity for THF synthesis, the pool of folates, and the demands for C1-units vary importantly. However, little is known about how folate homeostasis is controlled to match the supply of C1-units, and how C1-units are accurately distributed between the different anabolic routes. In this work, we identified different regulatory mechanisms that allow plants to respond to a limitation of the folate pool. First, we analyzed the genome-wide and metabolic response of Arabidopsis cells to folate depletion induced by the antifolate methotrexate. Surprisingly, no significant change in the expression of genes involved in cofactor synthesis, degradation or trafficking was observed. One major response to folate limitation concerned the composition of the cofactor pool. Thus, the transcriptional regulation of a limited number of genes coding enzymes manipulating C1-moieties in plastids was associated with a re-orientation of C1-units towards the synthesis of purines and thymidylate. These data suggest that the metabolic priority of Arabidopsis cells in response to folate limitation is to shuttle the available folate derivatives to the synthesis of nucleotides at the expense of methylation reactions. Second, because the efficiency of methylation reactions are likely affected by folate depletion, we investigated the relationships between the folate status, the methyl cycle activity, and the rate of chlorophyll synthesis, which relies at one step on a methylation reaction catalyzed by Mg protoporphyrin IX methyltransferase. Etiolated pea leaves treated with methotrexate displayed a reduced folate pool and a marked decrease in the methyl index. This resulted in a metabolic regulation (inhibition) of the Mg-protoporphyrin IX methyltransferase activity and to a decreased rate of chlorophyll synthesis. These results point out that an even moderate change in the folate status may affect essential physiological processes such as chloroplast biogenesis. Last, the analysis of Arabidopsis cells exposed to a long-term folate starvation revealed an original post-translational regulation of methionine synthesis. This process consists in the proteolytic cleavage of the N-terminal domain of cystathionine -synthase, the first specific enzyme for methionine synthesis. We suggest that an effector, to date unidentified, can modulate enzyme activity in vivo through an interaction with the N-terminal domain and that removal of this domain in folate-deficient cells can suppress this regulation

Le metabolisme de la fermentation du methanol par eubacterium limosum est regule par la quantite d'equivalents reducteurs produits par la dissimilation du methanol. L'optimisation de la production d'acide butynique passe par ce flux de dissimilation. L'utilisation de la fermentation avec ajouts de substrats permet d'obtenir un titre maximal en acide butynique, et celle du couplage ultrafiltration-fermentation procure les valeurs maximales de la productivite en acide butynique

Résumé : Le métabolisme monocarboné ou métabolisme 1-C désigne l’ensemble des voies métaboliques permettant la synthèse et / ou le recyclage de molécules donneur de groupement monocarboné au cours des réactions de méthylation. L’objectif de ce travail était d’évaluer l’implication des métabolismes de la choline, de la phosphatidylcholine (PC) et de la bétaïne dans la physiopathologie des désordres impliquant le métabolisme 1-C en période prénatale et postnatale. Nous avons montré une augmentation progressive de l’expression de la majorité des gènes impliqués dans le métabolisme 1-C au cours de l’ontogénèse hépatique murine, tandis que les leur expression était plus faible avec des profils plus variable au niveau cérébral. Chez l’homme, les valeurs normales des concentrations des intermédiaires du métabolisme 1-C dans le liquide amniotique (LA) en fonction du terme gestationnel ont été déterminées pour tous les paramètres et les concentrations de S-adénosyl-homocystéine et de méthionine étaient augmentées dans les LA du groupe affecté par des défauts de fermeture du tube neural (DFTN) suggérant que certains cas de DFTN pourraient être associés à des déséquilibres du métabolisme 1-C. En post natal, nous avons montré à la fois chez l’homme et l’animal, que les hyperhomocystéinémie d’origine nutritionnelles ou génétiques induisaient une déplétion en bétaïne, épargnant uniquement le rein où elle est un osmolyte majeur. Dans un modèle murin de déficit en cystathionine–beta synthase induisant une hyperhomocystéinémie, une technique de lipidomique ciblée a montré au niveau hépatique des modifications qualitatives des phospholipides (PLs) avec une diminution des PC contenant des acides gras insaturés et des phosphatidyléthanolmines contenant de l’acide arachidonique. Ces modifications des PLs pourraient jouer un rôle dans la constitution de la stéatose hépatique observée dans l’histoire naturelle de cette maladie. En conclusion, ce travail a permis de montrer que la choline, la bétaïne et les PC sont des acteurs indissociables du métabolisme 1-C qui pourraient être impliqués dans la physiopathologie des DFTN et dans les hyperhomocystéinémies. Ils pourraient également être impliqués dans la physiopathologie des stéatoses hépatiques non alcooliques ou des déficits cognitifs, dans lesquels des désordres du métabolisme 1-C ont été observés<br>Abstract: One carbon metabolism or 1C metabolism includes all metabolic pathways for the synthesis and / or recycling of molecules involved in methylation reactions. The objective of this study was to evaluate the involvement of choline, phosphatidylcholine (PC) and betaine metabolisms in the pathophysiology of diseases with impaired 1-C metabolism in prenatal and postnatal period. We showed a progressive increase of the expression of the majority of genes involved in 1-C metabolism during the mouse liver ontogeny while their gene expression was at lower levels and with more variable patterns during brain ontogeny. In humans, amniotic fluid concentrations of all intermediates of 1-C metabolism according to gestational term were determined and we observed increased concentrations of S-adenosyl-homocysteine and methionine in pregnancies affected by neural tube defects (NTD) suggesting that some NTDs cases could be associated with an imbalance in 1-C metabolism. In the postnatal period we showed that both in animal and humans and both in nutritional and genetic hyperhomocysteinemia, that betaine pools were decreased, only sparing the kidney betaine concentrations, where betaine acts as an essential osmolyte. In a mouse model of cystathionine-beta synthase deficiency inducing hyperhomocysteinemia, a technic of targeted lipidomic revealed qualitative changes in the liver phospholipids composition, in particular a decrease of PC containing unsaturated fatty acids and of phosphatidylethanolamine containing arachidonic acid and an increase of phosphatidylethanolamine containing docosohaexaenoic acid. This phospholipids remodelage may participate in the development of the steatosis observed in the natural history of this disease. In conclusion, this study has shown that choline, betaine and phosphatidylcholine are essential actors of 1-C metabolism that could be involved in the pathogenesis of NTD and hyperhomocystéinemia. They could also be involved in the pathophgysiology of non alcoholic fatty liver disease or cognitive decline, in which disorders of 1-C metabolism were observed

Introduction : Les déterminants génétiques du statut en folate (MTHFR, MTR, NOS3, SHMT1 et 2, MTHFD1 et 2, MTHFS, SLC19A1, ABCB1, FOLR2 et FOLH1) sont variablement associés au risque primaire de fentes chez les sujets hispaniques, irlandais, norvégiens et polonais. Ce risque est associé aux déterminants génétiques de la vitamine B12 (TCN2) en Italie et au métabolisme de la choline (BHMT, BHMT2 et PCYT1A) en Pologne. Des polymorphismes génétiques du gène CBS, une enzyme majeure de la voie de la transulfuration, y sont associés en Italie. But de l'étude : Nous avons étudié les déterminants génétiques des fentes labio-maxillo-palatines en France en lien avec le métabolisme des monocarbones par SNP Array. Méthodes : Notre étude cas-témoins porte sur 250 enfants, leurs mères (200), et 521 contrôles appareillés. Une analyse multiplex de 384 SNPs (77 gènes sélectionnés dans la base NCBI et à partir d'études in silico), a été réalisée par technologie Golden Gate Illumina (BeadExpress Reader, San Diego, California). Toutes les analyses ont été réalisées en modèles additifs, dominants et récessifs. Résultats : En analyse univariée chez les mères en modèle additif, rs2124459 CBS, rs35789560 FPGS, rs234709 CBS, rs4816 PCMT1, rs737865 COMT, rs4820889 TCN2, rs13043752 AHCY, rs2168781 SHMT1 et rs1801229 CUBN sont associés au risque primaire de fentes. Après correction de Bonferroni, seul CBS rs2124459 1552+1199A--&gt;G atteint la significativité dans le modèle additif avec P= 0,009 (OR (Dd) versus (dd) = 0,46 (0,26 to 0,81) et (DD) versus (Dd) = 0,51 (0,26 to 0,97)). En modèle dominant le P= 0,09 (OR (DD, Dd) versus (dd) = 0,40 (0,23 to 0,69). Chez les enfants, CBS rs2124459 est associé au risque de fentes dans les modèles additif et dominant, avec des P=0.026 et P=0.011respectivement. Discussion et conclusion: CBS est très fortement associée au risque primaire de fentes chez les mères et les enfants. Ces résultats montrent une mise en jeu prépondérante de la voie de la transulfuration dans l'étiologie des fentes en France<br>Background : Monocarbons determinants are involved in the etiology of cleft lip with or without cleft palate, based on ethnical background and periconceptional mother's diet. Genetic polymorphisms of actors of folate and monocarbon availability (MTHFR, MTR, NOS3, SHMT1 and 2, MTHFD1 and 2, MTHFS, SLC19A1, ABCB1, FOLR2 and FOLH1) are in association with the primary risk of oro-facial cleft in contrasting ways in Hispanic, non-Hispanic-white, Irish, Norwegian or Polish subjects. The actors of B12 availability like TCN2 are only involved in Italian subjects. Cholin metabolism (BHMT, BHMT2 and PCYT1A) is reported in Polan. CBS, actor of transulfuration pathway?s, is in association with cleft risk in Italian studies. Aim : This study is built to determine the primary risk of cleft (OCF) in association with single nucleotid polymorphisms of the actors of folate, B12 and choline availability, monocarbons metabolism and transulfuration pathway?s in France. Methods : We performed a case-control study of 250 children and their mothers (200), and 521 matches controls. A multiplex analysis of 384 SNPs (77 genes), selected by NCBI databases research's and in silico studies was performed, using GoldenGate Illumina technology (BeadExpress Reader, San Diego, California) with appropriate genotyping controls. Genotypes with call rate under 0.95 and SNPs with Hardy-Weinberg disequilibrium linkage were excluded. SNP association analyses were performed applying additive, dominant and recessive models to the data. Results :In univariate analysis of mothers versus controls for additive model 9 SNPs were found in association with primary risk of cleft, concerning rs2124459 CBS ; rs35789560 FPGS ; rs234709 CBS ; rs4816 PCMT1 ; rs737865 COMT ; rs4820889 TCN2 ;rs13043752 AHCY ; rs2168781 SHMT1 ; rs1801229 CUBN. After multiple testing correction, only CBS rs2124459 1552+1199A--&gt;G reached statistical significance in additive models, with P= 0.009 in the additive model (OR (Dd) versus (dd) = 0.46 (0.26 to 0.81) and (DD) versus (Dd) = 0.51(0.26 to 0.97)). P= 0.09 in the dominant model (OR (DD, Dd) versus (dd) = 0.40 (0.23 to 0.69), respectively. In patients, CBS rs2124459 was significantly associated with a reduced risk of OFC in both additive and dominant models, with respectively P=0.026 and P=0.011. Discussion and conclusion : This study reported an intronic SNP from CBS not previously described, with a strong association with primary risk of cleft in mothers and child. These results argues to the predominant way of transulfuration in etiology of oro-facial cleft in France

Nous avons évalué les déterminants nutritionnels et génétiques du métabolisme de l’homocystéine en fonction des associations avec des pathologies prévalentes, en Afrique de l’Ouest. Nous avons montré qu’il existe une traduction phénotypique du polymorphisme MTHFR 677C&gt;T sur l’homocystéinémie en rapport avec la prévalence de la carence en folates. Le statut en folates est associé avec la fréquence allélique MTHFR 677T, en comparant des populations de différents continents. Nous avons trouvé une association favorable de cet allèle avec l’hépatite virale B en Afrique. Nous avons remarqué également que le polymorphisme TCN 776C&gt;G n’a pas d’influence sur l’homocystéinémie. Par contre la comparaison des populations migrantes et autochtones pour le polymorphisme TCN 776C&gt;G fait ressortir une pression sélective par rapport au paludisme. De plus TCN776C&gt;G est le seul déterminant génétique du métabolisme des monocarbones associé à la gravité de la maladie, en période d’accès palustre. L’association des déterminants de l’homocystéine avec les marqueurs clinico-biologiques du syndrome métabolique est surtout observée chez les femmes en Afrique et porte essentiellement sur les marqueurs du transport lipidique, dont ApoA et HDL<br>In this work we had analysed nutritional and genetics determinants involved in homocysteine metabolism according to geographical areas, environment-gene interactions and their association with the most prevalent diseases in West Africa, viral B hepatitis, malaria and metabolic syndrome linked to obesity. We had shown that MTHFR 677C&gt;T polymorphism had a dramatic influence on homocysteinemia, in relation with folates deficit. Folates status was associated with MTHFR 677T allelic frecuency, when comparing populations worldwide. There was not migrational influence, when African populations were compared with those from North America. We had found an association between T allele and favourable evolution of viral B hepatitis in Africa. In the other hand, we observed no influence of TCN776C&gt;G on homocysteinemia. When comparing TCN 776C&gt;G polymorphism in migrant and autochthonous populations, our results suggested a selection pressure related to malaria. This polymorphism was associated with the severe form of malaria fever. Influence of homocysteine determinants on clinical and biological markers of metabolic syndrome in Africa was preferably observed in women, with a significant association with ApoA and HDL

Des études d'associations pangénomiques ont démontré une relation entre le taux plasmatique de la vitamine B12 et le polymorphisme du gène FUT2 (fucosyltransferase 2). Dans des modèles expérimentaux, le statut sécréteur pour FUT2 a été impliqué dans la susceptibilité à l'infection par Helicobacter pylori (H. pylori). Nous avons évalué l'influence du polymorphisme FUT2 461 G&gt;A sur les marqueurs du métabolisme des monocarbones dans deux populations ambulatoires en Europe et en Afrique de l'Ouest ainsi que la possible association entre l'infection par H. pylori et le polymorphisme de FUT2. Nous avons mis en évidence une influence de FUT2 461 G&gt;A sur le taux plasmatique de la vitamine B12 mais n'avons pas retrouvé d'influence du statut sérologique pour H. pylori sur cette association, du moins chez les sujets ambulatoires en Europe et en Afrique de l'Ouest. L'hyperhomocystéinémie est un marqueur de carence en donneurs de méthyle. Plusieurs travaux ont évalué le taux plasmatique de l'homocystéine au cours des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) et ont abouti à des résultats mitigés. Par ailleurs, l'ampleur de l'association entre le métabolisme de l'homocystéine et les MICI reste méconnue. Nous avons réalisé une méta-analyse afin : (i) d'évaluer l'association entre le métabolisme de l'homocystéine et les MICI et (ii) d'étudier le risque de thrombose lié à l'hyperhomocystéinémie au cours des MICI. Le risque d'hyperhomocystéinémie était significativement plus élevé chez les patients avec une MICI en comparaison aux sujets contrôles. L'évaluation du risque de thrombose associé à l'hyperhomocystéinémie au cours des MICI requiert des études complémentaires. Un statut carencé en folates était associé à un impact plus fort du polymorphisme MTHFR C677T sur le risque primaire de MICI. L'hyperhomocystéinémie et plusieurs polymorphismes sur les gènes du métabolisme des monocarbones sont associés au risque primaire et à la sévérité de la maladie de Crohn (MC). L'hyperhomocystéinémie augmente l'activité de la superoxyde dismutase (SOD), un marqueur fiable et validé du stress oxydatif. A l'aide d'un SNP array Illumina exhaustif du métabolisme des monocarbones, nous avons (i) étudié les déterminants génétiques (single nucleotide polymorphisms, SNPs) associés au taux plasmatique de l'homocystéine et de la SOD chez des patients suivis pour une MC et (ii) recherché les SNPs associés à l'âge du diagnostic de la MC. Deux SNPs étaient indépendamment associés au taux plasmatique de l'homocystéine (MTHFR, AHCY). Cinq SNPs étaient indépendamment associés au taux plasmatique de la SOD. Parmi ces cinq SNPs, trois sont liés à la vitamine B12 (FUT2, CUBN, et TCN2), un aux folates (GGH), et un dernier à la synthèse cellulaire de l'homocystéine (AHCY). Par ailleurs, nous avons mis en évidence deux SNPs associés à un âge précoce du diagnostic de la MC (CHDH, ABCB1)<br>Genome wide association studies demonstrated an association between plasma vitamin B12 and FUT2 (fucosyltransferase 2). It has been suggested that the association between FUT2 and low plasma vitamin B12 level may be the consequence of an increased susceptibility to Helicobacter pylori (H. pylori) infection. We evaluated the association between FUT2 461G&gt;A polymorphism and vitamin B12 and investigated whether the influence of FUT2 on H. pylori serology is part of the mechanisms that underlie this association, in two populations from Europe and West Africa. In this study we confirmed the influence of FUT2 461 G&gt;A polymorphism on plasma vitamin B12 level and found no influence of H. pylori serological status on this association, at least in ambulatory subjects from Europe and West Africa. The magnitude of the association between homocysteine metabolism and inflammatory bowel diseases (IBD) is unknown while the association between hyperhomocysteinemia and thrombosis remains controversial in IBD. We conducted a systematic review of the literature and performed a meta-analysis to examine these issues. The risk of hyperhomocysteinemia is significantly higher in IBD patients when compared to controls. The risk assessment of hyperhomocysteinemia-related thrombosis in IBD requires further investigation. Deficient folate status is associated with a higher impact of MTHFR C677T polymorphism on IBD risk. Hyperhomocysteinemia and several gene variants of one-carbon metabolism are associated with the occurrence and severity of Crohn's disease (CD). Hyperhomocysteinemia results in part from methyl donors deficiency - which is frequent in patients with CD - and increases the activity of superoxide dismutase (SOD), a validated and reliable marker of oxidative stress. We designed a 384-plex GoldenGate oligo pool assay for the comprehensive one-carbon metabolism genotyping using Illumina platform. The aims of this study were (i) to assess genetic determinants of plasma homocysteine and superoxide dismutase (SOD) levels in patients with IBD and (ii) to look for single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with age at CD onset. Two SNPs were associated with plasma homocysteine level (MTHFR, AHCY). Five SNPs were independently associated with plasma SOD level. Of these five SNPs, three are related to vitamin B12 (FUT2, CUBN, and TCN2), one is related to folate (GGH), and the last one to homocysteine (AHCY). In addition, we identified two SNPs associated with early CD onset (CHDH, ABCB1)

Les dérivés du tétrahydrofolate (H4F) sont des cofacteurs indispensables aux réactions de transfert d'unités monocarbonées. Le niveau d'expression des enzymes HPPKlDHPS et de DHFRlTS a été analysé pendant la germination et le développement de plantules de pois. Ainsi, tous les tissus et organes sont autonomes pour la synthèse du H4F. Lors de la différentiation tissulaire, le folate est synthétisé préférentiellement dans les feuilles et les tissus en forte division cellulaire. Dans les embryons et les tissus méristématiques, une expression élevée des deux enzymes et de leurs transcrits est corrélée avec la reprise du métabolisme et la synthèse des nucléotides. Dans les feuilles, concentration en folate et activité de synthèse du H4F sont nettement plus élevées que dans les autres tissus matures. Lumière dépendante, cette situation particulière est corrélée avec l'activité photosynthétique et photorespiratoire du tissu. Dans ces tissus, l'accumulation de folate semble liée à son rôle dans la synthèse de méthionine (Met) dans le cytosol. Dans des cellules d'Arabidopsis, une forte activité de synthèse de Met est corrélée avec une concentration de folate élevée, et vice versa Une augmentation de la teneur intracellulaire en folate semble influencer uniquement l'expression de la dernière étape mitochondriale de la synthèse de H4F. A l'inverse, une carence marquée en folate provoque une augmentation de la quantité des enzymes de synthèse du H4F et une modification post-traductionnelle originale de la cystathionine gamma-synthase, première étape de la synthèse de Met. Ces modifications ont probablement pour conséquence d'augmenter à la fois la synthèse de H4F et celle de Met<br>Tetrahydrofolate (H4F) is a central cofactor for one-carbon transfer reactions in ail living organisms. The expressions of the enzymes HPPKlDHPS and DHFRITS were analyzed in pea organs during development. During seedling development, ail the organs/tissues examined contain H4F coenzymes and express the two enzymes, suggesting that each is autonomous for H4F synthesis. During organ differentiation, folate is synthesized preferentially in highly dividing tissues and photosynthetic leaves. In germinating embryos and meristematic tissues, a high capa city to synthesize and accumulate folate correlates with a general resumption of cell metabolism and a high requirement for nucleotide synthesis. Dependent on light, the particular status in leaves is related to photosynthesis and photorespiration. In green leaves, folate accumulation occurs mainly in the cytosol and seems related to its role in the synthesis of methionine (Met), precursor of the methyl group donor S-adenosylmethionine. The close link between H4F and Met syntheses is confirmed in Arabidopsis cell. Indeed, a strong activity of Met synthesis correlates with a high folate concentration, and vice versa. An increase in the intracellular folate content seems to influence only the expression of the mitochondriallast step in the synthesis of H4F. On the opposite, the marked decrease in folate leads to an increase in the amount of the enzymes involved in the synthesis of H4F, and to an original post-translational modification of cystathionine gamma-synthase, the first enzyme of de novo Met synthesis. The rationale of these modifications is probably to increase simultaneously the syntheses of H4F and Met

La carence en donneurs de méthyle est assez fréquente dans la période périnatale et au cours du vieillissement. Les donneurs de méthyle alimentaires, l'acide folique et la vitamine B12, influencent la teneur cellulaire en S-adénosylméthionine et S-adénosylhomocystéine et en homocystéine. Le lien entre les donneurs de méthyle et le métabolisme énergétique n'est pas connu, en dépit de leur rôle dans les voies liées à l'épigénétique et la synthèse de molécules méthylées. Nous avons évalué les conséquences d'un régime alimentaire déficient donneur de méthyle, dans le myocarde des ratons au moment du sevrage, soumis à une carence durant la gestation et la lactation. Le régime carencé augmente l'homocystéine plasmatique et S-adénosylhomocystéine myocardique. Les résultats mettent en évidence une cardiomyopathie hypertrophique et un déficit global de l'oxydation des acides gras avec acylcarnitines plasmatiques. Les liens entre le métabolisme des mono-carbones, l'oxydation mitochondriale des acides gras et de cardiomyopathie ont été constatées par des corrélations entre l'homocystéine et les acylcarnitines et le peptide natriurétique de type B. La carence en donneurs de méthyl peut être une condition aggravante de la cardiomyopathie en altérant l'oxydation des acides gras à travers une expression modifiée de PPAR[alpha] et ERR[alpha] et un déséquilibre de l'acétylation / méthylation de PGC1[alpha]. Nous avons montré que l'Hcy et Apo A-I ont été deux facteurs métaboliques déterminants de l'ABI dans une population ambulatoire de volontaires âgés d'une région rurale de la Sicile. L'influence négative de l'Hcy sur Apo A-I et sur le métabolisme des HDL ouvre des nouvelles perspectives sur l'implication de l'Hcy dans la physiopathologie de l'athérothrombose<br>The deficiency in methyl donors is prevalent in the perinatal period of life and in aging. Dietary methyl donors, folate and vitamin B12, influence the cellular content in Sadenosylmethionine and S-adenosylhomocysteine and increases homocysteine. The link between methyl donors and energy metabolism is not known, despite their role in pathways related to epigenetics and synthesis of methylated molecules. We evaluated the consequences of a diet lacking methyl donors, in myocardium of weaning rats from dams subjected to deficiency during gestation and lactation. The deficient diet increased plasma homocysteine and myocardium Sadenosylhomocysteine. The results evidenced a hypertrophic cardiomyopathy with a global deficit in fatty acid oxidation with increased plasma acylcarnitines. The links between one-carbone metabolism, mitochondrial fatty acid oxidation and cardiomyopathy were ascertained by correlations between hyperhomocysteinemia, short-, medium- and long-chain acylcarnitines, and type-B natriuretic peptide. Methyl donor deficiency may be an aggravating condition of cardiomyopathy by impairing fatty acid oxidation through altered expression of PPAR[alpha] and ERR[alpha] and imbalanced acetylation/methylation of PGC1[alpha]. Finally, in a clinical study we sshowed that the Hcy and Apo A-I were two metabolic factors that influence the « anckle brachial index » in an ambulatory aged Sicilian population. The influence of homocysteine on Apo A-I and HDL metabolism provides new insights on its role on vascular diseases, at a cross-point between atherosclerosis and atherothrombosis

Les Troubles du Spectre Autistique (TSA) sont caractérisés par deux principaux symptômes : des difficultés de communication sociale et des comportements stéréotypés et intérêts restreints. Les TSA touchent 5 fois plus les garçons que les filles et une augmentation de la prévalence exponentielle et continue a été observée aux États-Unis ces dernières décennies. Cette augmentation ne peut s’expliquer par les facteurs génétiques à eux seuls qui ne représentent que 5 à 15% des cas de TSA. Il est donc indispensable d’identifier de potentiels facteurs de risque environnementaux des TSA. Le but de ce travail est d’étudier différents facteurs environnementaux potentiellement modifiables dans le développement de phénotypes autistiques dans différents modèles précliniques des TSA. Les objectifs spécifiques sont : (i) caractériser les effets neurocomportementaux provoqués par une exposition périnatale simultanée à 5 perturbateurs endocriniens parmi les plus prévalent dans notre environnement quotidien (DEHP, DBP, DiNP, BDE-47, BDE-99) à de faibles doses pertinentes pour l’exposition humaine, (ii) identifier les effets neurocomportementaux associés à une altération périconceptionnelle du microbiote maternelle (iii) déterminer les effets neurocomportementaux associés à une altération périconceptionnelle du métabolisme monocarboné. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent le potentiel de chacun de ces facteurs environnementaux d’altérer le développement cérébral fœtal. Chaque condition expérimentale a provoqué l’apparition de traits autistiques chez les rats, avec des spécificités comportementales pour chaque exposition développementale. Des déficits d’interactions sociales ont été observés dans chaque situation expérimentale, associés soit à de l’anxiété, de l’hyperactivité, des altérations d’intégration sensorimotrice, et/ou des stéréotypies. Cela nous force à considérer les TSA comme une pathologie aux multiples facettes où l’hétérogénéité des tableaux cliniques est représentative de l’hétérogénéité des causes possibles. La multitude des interactions environnementales courantes possibles avec l’épigénome pourrait être à la base de la grande diversité observée dans la sévérité des symptômes et / ou des comorbidités des TSA. Ce travail ouvre des perspectives futures de prévention ciblée des TSA fondées sur de potentielles modifications de l’environnement comme la réduction de l’exposition aux perturbateurs endocriniens, ou des supplémentations en donneurs monocarbonés (e.g. acide folique) et/ou probiotiques.

Les folates sont des vitamines importantes dans le développement neurologique d’un enfant puisqu’elles sont impliquées dans deux pathologies : l’autisme et les anomalies de fermeture du tube neural (AFTN). Une carence en vitamine B9 et la présence de certains polymorphismes des gènes du métabolisme des monocarbones sont associées à un risque augmenté d’anomalies de fermeture du tube neural. A l’inverse, une supplémentation périconceptionnelle en vitamine B9 a permis de réduire l’incidence de ces malformations. Dans le cadre de l’autisme, la présence d’anticorps dirigés contre le récépteur aux folates FR aplha au niveau cérébral entraînant une carence en folate cérébral a été décrite avec une fréquence importante chez les enfants autistes. Un traitement par acide folinique permettrait une amélioration des symptômes en corrigeant la carence en folates grâce à un passage médié par le RFC (récépteur non bloqué par les anticorps). La première partie est une étude clinique randomisée versus placebo réalisée au CHU de Nancy dont le but est d’évaluer l’éfficacité d’un traitement par acide folinique pendant 12 semaines sur la réduction des troubles autistiques. 19 enfants ont été inclus dans l’étude.Une amélioration significative des symptômes autistiques est observée pour le score ADOS dans le groupe traité (p= 0,02), plus particulièrement pour les interactions sociales réciproques (p=0,019). La fréquence des Anticorps anti FR alpha au sein du groupe est de 58 %. Il n’y a pas de corrélation observée entre le taux d’anticorps et l’importance de la réponse au traitement. Aucun effet secondaire grave n’a été observé au cours de l’étude. La seconde partie est une étude par séquençage haut débit d’un large panel de gènes chez des patients présentant des anomalies de fermeture du tube neural (SureSelect Focused Exome Plus (Agilent®)). Le séquençage a été complété par une analyse de méthylation pan-génomique (Infinium HumanMethylation Beadchip (Illumina®)). 23 patients ont été inclus dans l’étude. Plusieurs variants rares ont été identifiés comme associés au risque de AFTN dont des variants de gènes du métabolisme des monocarbones : LRP2, rs137983840, p=0,005; MMAA, rs148142853, p= 0,005 ;TCN2, rs35838082, p=0,044, FPGS, rs41306702, p=0,0012, BHMT, rs763726268, p= 0,011 et de la voie Sonic Hedgehog (SHH) (GLI3, rs35364414, p=0,012). Une différence de méthylation significative a été mise en évidence au niveau du gène CFAP46 (hémiméthylation versus absence de méthylation chez les contrôles) chez un patient porteur des 4 variants à risque identifiés (LRP2, MMAA, BHMT et GLI3). Ces résultats renforcent l’implication des folates dans ces deux pathologies du neurodéveloppement que sont l’autisme et les anomalies de fermeture du tube neural. Une recherche des anticorps anti-FRalpha plus systématique chez les enfants autistes pourrait permettre de proposer un traitement par acide folinique ciblé. Dans le cadre des AFTN, notre étude a mis en évidence l’influence de gènes impliqués dans le métabolisme de la vitamine B12 et monocarbone sur le risque de AFTN. Un nouveau gène candidat (GLI3) est identifié ainsi qu’une signature de méthylation mettant en évidence l’influence de la voie SHH<br>Folates are essentials vitamins in children neurodevelopment with an implication in two pathologies : autism and neural tube defects (NTD). Folates deficiency and some polymorphisms of genes involved in one carbon metabolism (OCM) are associated with NTD. Contrary, periconceptional folate supplementation is associated with decreased NTD frequency.In autism, higher frequency of antibodies against Folate Receptor Alpha (FR alpha) is rapported and associated with folates cerebral deficiency. Folinic acid treatment could improve autistic symptoms by correcting cerebral folate deficiency (cerebral transport mediated by RFC, an other receptor which not blocked by antibodies anti-FR alpha). First part is a randomized controlled trial versus placebo realized in CHU of Nancy in order to evaluate efficiency of folinic acid treatment during 12 weeks on autistic symptoms. 19 children have been included in the study. A significative improvement of autistic symptoms is observed by ADOS score in folinic acid group (p= 0.02) and particularly for mutual social interactions (p=0.012). FRalpha antibodies are present in 58 % of the group. We didn’t observed correlation between antibodies titers and folinic acid response. No serious adverse effects have been observed during the study. Second part is hight throughput next generation sequencing of DNA from patients with NTD using SureSelect Focused Exome Plus (Agilent®). Sequencing has been completed with DNA methylation analysis (Infinium HumanMethylation Beadchip (Illumina®)). 23 patients were included in the study. Six variants have been associated with NTD: from genes of B12 metabolism LRP2, rs137983840, p=0.005; MMAA, rs148142853, p= 0.005 and TCN2, rs35838082, p=0.044), folate cellular metabolism (FPGS, rs41306702, p=0.0012; choline metabolism, BHMT, rs763726268, p= 0.011) and Sonic Hedgehog pathway(SHH) (GLI3, rs35364414, p=0.012). A significative difference of methylation is identified in the vicinity of CFAP46 gene (hemimethylation versus no methylation in pseudo-controls) in one patient exhibited variants of BHMT, LRP2etMMAA. These results highlight implication of folates in these two pathologies of neurodevelopment, wich are autism and NTD. Anti-FRalpha should be routinely evaluated in case of autism in order to propose folinic acid treatment if they are positives. In the NTD study, we identified new variants from gene from one carbon metabolism probably implicated. A new candidate gene is identified (GLI3) and a methylation signature in association with B12 metabolism and OCM gene variants

Les complicacions durant l’embaràs derivades de problemes en la placenta, incloent hipertensió gestacional (HG) i retard del creixement intrauterí (CIR), posen la salut de la mare i del nadó en risc. Un mal estat del metabolisme monocarbonat de la mare i un estil de vida poc saludable poden derivar en complicacions de l’embaràs. Els polimorfismes comuns MTHFR 677C>T i SLC19A1 80G>A estan associats amb un estat pobre en folats i nivells alts d’homocisteïna plasmàtica (tHcy). Factors paterns poden contribuir a una mala placentació, arrel d’una invasió insuficient del trofoblast i una remodelació deficient de les artèries uterines. Tot i això, sovint aquests aspectes no es tenen en compte. S’han recollit dades de l’estil de vida, la història clínica i mostres de sang en dejú de 773 parelles de mares-nounats i de 414 trios de mares-pares -nounats del Reus – Tarragona Birth Cohort. S’han investigat les associacions de folat plasmàtic i eritrocitari; tHcy i de vitamina B12; i els genotips MTHFR 677C>T i SLC19A180G>A amb placentacions defectuoses, HG i CIR. Els genotips MTHFR677C>T materns i paterns no s’han associat amb CIR ni tampoc el genotip matern amb una placentació defectuosa. Nivells elevats de tHcy paterns estan associats amb cinc vegades més risc de desenvolupar HG. tHcy materna i paterna i el genotip patern no s’associen amb un increment de risc de patir HG. Els genotips materns i paterns SLC19A180G>A no s’associen amb els desenllaços estudiats. Podem concloure que els pares amb nivells elevats de tHcy en comparació amb els que tenen nivells normals o amb l’al·lel variant MTHFR 677T en comparació al genotip CC incrementen el risc de contribuir negativament en placentacions defectuoses, i també en el desenvolupament de CIR. Les mares amb el genotip MTHFR677TT en comptes del genotip CC presenten un risc més elevat de desenvolupar HG.<br>Las complicaciones durante el embarazo derivadas de problemas con la placenta, incluyendo hipertensión gestacional (HG) y retraso del crecimiento intrauterino (CIR), ponen la salud de la madre y del bebé en riesgo. Un mal estado del metabolismo monocarbonatado materno y un estilo de vida poco saludable pueden derivar en complicaciones durante el embarazo. Los polimorfismos comunes MTHFR 677C>T i SLC19A180G>A están asociados con un estado pobre en folatos y niveles altos de homocisteína plasmática (tHcy). Factores paternos pueden contribuir a una mala placentación, debido a una invasión insuficiente del trofoblasto y una remodelación deficiente de las arterias uterinas. Aun así, a menudo estos aspectos no se tienen cuenta. Se han recogido datos del estilo de vida, la historia clínica y muestras de sangre en ayunas de 773 parejas de madres-bebés y de 414 tríos de madres-padres-bebés del Reus – Tarragona Birth Cohort. Se han investigado las asociaciones de folato plasmático y eritrocitario; tHcy y de vitamina B12; y los genotipos MTHFR 677C>T i SLC19A180G>A con placentaciones defectuosas, HG y CIR. Los genotipos MTHFR677C>T maternos y paternos no se han asociado con CIR, ni el genotipo materno con una placentación defectuosa. Niveles elevados de tHcy paternos están asociados con un riesgo cinco veces mayor de desarrollar HG. tHcy materna y paterna y el genotipo paterno no se asocian con un incremento del riesgo de padecer HG. Los genotipos maternos y paternos SLC19A180G>A no se asocian con los desenlaces estudiados. Concluimos que los padres con niveles elevados de tHcy en comparación con los que tienen niveles normales o con el alelo variante MTHFR 677T en comparación con el genotipo CC incrementan el riesgo de contribuir negativamente en placentaciones defectuosas, y también en el desarrollo de CIR. Las madres con el genotipo MTHFR677TT en vez del genotipo CC presentan más riesgo de desarrollar HG.<br>Placental-derived pregnancy complications including pregnancy induced hypertension (PIH) and intrauterine growth retardation (IUGR) put maternal and foetal health at risk. Suboptimal maternal folate and one carbon (1C) metabolic status and unhealthy lifestyle can lead to adverse pregnancy outcomes. The common MTHFR 677C>T and SLC19A1 80G>A polymorphisms are associated with poor folate status and elevated fasting plasma total homocysteine (tHcy). Paternal factors can contribute to impaired placentation, due to poor trophoblast invasion and remodelling of the uterine spiral arteries but are rarely considered. Data on lifestyle, clinical history and fasting blood samples were collected from 773 mother-neonate dyads and 414 mother- father- neonate triads from the Reus- Tarragona Birth Cohort. Plasma and red blood cell folate, tHcy and B12 status and MTHFR 677 C>T and SLC19A1 80G>A genotype associations with impaired placentation, PIH and IUGR were investigated. Maternal and paternal MTHFR 677C>T genotypes were not associated with IUGR and maternal genotype was not associated with impaired placentation. Elevated paternal tHcy was associated with fivefold greater probability of an IUGR-affected pregnancy and increased risk of impaired placentation [OR 95% (CI) 2.7 (1.2, 6.0)]. Compared to CC genotype, paternal MTHFR 677CT and TT genotypes were associated with impaired placentation [OR 95% (CI)]: 4.0 (1.3, 12.6) and 7.1 (1.6, 32.8) respectively. Mothers with the MTHFR 677TT compared to CC genotype were threefold more likely to develop PIH. Maternal and paternal tHcy concentrations and paternal genotype were not associated with increased risk of PIH. Maternal and paternal SLC19A1 80G>A genotypes were not associated with increased risk of any of the outcomes. In conclusion, fathers with elevated versus normal tHcy or the variant MTHFR 677T allele versus CC genotype were more likely to father pregnancies affected by impaired placentation and IUGR. Mothers with the MTHFR 677TT versus CC genotype were at increased risk of developing PIH.

La régulation de l’expression des gènes dépend de modifications épigénétiques affectant les acides nucléiques et les histones. La modification la plus étudiée est la méthylation qui requière la S-adénosyl-méthionine (SAM) comme donneur de groupement méthyle. Ce métabolite crucial est produit durant le métabolisme des monocarbones où la méthionine synthase (MS) joue un rôle central à l’interface entre le cycle des folates et le cycle de la méthionine. En effet, la MS, une enzyme strictement cytosolique, catalyse la reméthylation de l’homocystéine pour former la méthionine, le précurseur de la SAM, en utilisant le 5-méthyltétrahydrofolate (5meTHF) et la vitamine B12 comme cofacteur. Des erreurs acquises ou innées du métabolisme des monocarbones associés à des dysfonctionnements de l’activité de la MS induisent une diminution de la synthèse de méthionine et de SAM ayant pour conséquence des altérations épigénétiques malgré la présence de méthionine exogène. Ceci suggère une utilisation préférentielle de la méthionine produite de novo pour la synthèse de SAM ainsi qu'une production locale de métabolites, une localisation nucléaire de la MS et de nouvelles interactions protéine-protéine impliquant les méthionine adénosyl transférases (MAT) responsables de la synthèse de SAM. Nous avons émis l’hypothèse que le cycle de la méthionine pourrait aussi être présent dans le noyau pour permettre une synthèse in situ de méthionine et de SAM directement où la méthylation est nécessaire. Nous avons étudié la localisation, l’activité enzymatique et les potentielles interactions protéine-protéine impliquant la MS dans le cytoplasme et dans le noyau des cellules HepG2, ainsi que sur des fibroblastes contrôles et de patients présentant des mutations génétiques affectant l’activité de la MS. Nos résultats montrent que la MS, habituellement décrite dans le cytoplasme est aussi localisée dans le noyau où elle interagit avec la sous-unité catalytique MATα2 et l’ADN méthyltransférase DNMT3b. La preuve expérimentale de l’activité de la MS dans le compartiment nucléaire, ces nouvelles interactions protéine-protéine entre la MS, une enzyme productrice de SAM et une autre utilisant la SAM pour la méthylation de l’ADN supportent l’idée d’une compartimentation spatiale des voies métaboliques pouvant jouer un rôle dans la régulation dynamique de l’épigénome. Notre étude ouvre donc de nouvelles perspectives dans la compréhension des modifications épigénomiques impliquées dans la régulation de l’expression des gènes<br>The regulation of gene expression depends on epigenetic modifications of nucleic acids and histones. The most studied modification is the methylation that requires S-adenosyl-methionine (SAM) as methyl donor. This crucial metabolite is a product of the one-carbon metabolism, where methionine synthase (MS) plays a central role at the crossroad of folate and methionine cycles. MS, a strictly cytosolic enzyme, catalyzes the remethylation of homocysteine to produce methionine, the precursor of SAM, using 5-methyltetrahydrofolate (5meTHF) and vitamin B12 as a cofactor. Acquired or inherited disorders of one-carbon metabolism associated with impaired methionine synthase activity, lead to decreased synthesis of both methionine and SAM, with subsequent epigenetic alterations, despite the presence of exogenous methionine. This suggests a preferential use of de novo produced methionine for SAM synthesis as well as local production of metabolites, nuclear localisation of MS and novel protein-protein interactions involving the methionine adenosyl transferases (MATs) responsible for SAM synthesis. We hypothesised that the methionine cycle could also be present in the nucleus to allow in situ synthesis of methionine and SAM directly where methylation is required. We studied the localisation, enzymatic activity and potential protein-protein interactions involving MS in the cytoplasm and nucleus of HepG2 cells, as well as in control fibroblasts and fibroblasts from patients with genetic mutations affecting MS activity. Our results show that MS, usually described exclusively in the cytoplasm, is also located in the nucleus where it interacts with the catalytic subunit MATα2 and the DNA methyltransferase DNMT3b. The experimental evidence of MS activity in the nuclear compartment, these novel protein-protein interactions between MS, a SAM-producing enzyme and a SAM-user enzyme for DNA methylation support the idea of spatial compartmentalisation of metabolic pathways may play a role in the dynamic regulation of the epigenome. Our study therefore opens up new perspectives in the understanding of the epigenomic modifications involved in regulating gene expression

L'analyse des réseaux biologiques est confrontée à la complexité des régulations entre les différentes entités en présence (gènes, métabolites, enzymes, facteurs de transcription). Dans cette thèse, nous proposons une approche générale afin de mieux intégrer les régulations de l'expression des gènes dans l'étude du comportement des réseaux métaboliques. Le but visé par les trois parties de notre approche est de faciliter l'identification des cibles potentielles de la dérégulation des processus biologiques spécifiques. Ainsi notre approche a été appliquée à l'étude du métabolisme des monocarbones (MMC). La première partie de notre approche consiste à concevoir des modèles mathématiques en se basant sur la théorie des systèmes dynamiques avec intégration des conditions expérimentales dans l'identification des paramètres de chaque modèle. Dans cette partie, nous construisons un modèle continu de réseau métabolique en intégrant les conditions expérimentales à l'aide de la programmation logique. Cette partie nous permet de compléter la démarche usuelle de modélisation continue des réseaux métaboliques en y intégrant les connaissances biologiques en fonction des conditions expérimentales. Une application de notre méthode sur le MMC nous a permis d'étudier le déficit en folates, la mutation génétique de la MTHFR avant d'isoler les métabolites qui sont modulées par ces anomalies biologiques. La deuxième partie porte sur l'analyse bioinformatique des données d'expression des gènes (ADE). Nous avons proposé dans cette partie une démarche intégrée en 12 étapes pour l'analyse des données d'expression des gènes issues des techniques microarray et de PCR. Cette démarche a été appliquée à 4 jeux de données expérimentales pour étudier l'impact des contaminants alimentaires (arsenic et fumonisine) sur la régulation des processus biologiques. Les résultats obtenus ont permis de valider expérimentalement certaines hypothèses de la première partie et de comprendre l'impact de ces contaminants alimentaires sur les gènes du MMC en présence ou en l'absence des folates. La troisième partie du travail consiste à construire formellement la relation entre le gène et le métabolite. Nous avons alors construit un réseau de régulation floue à partir des résultats d'analyse d'expression de gènes de la partie précédente. Le réseau a été construit en utilisant la théorie de la logique floue et les contraintes spécifiques issues des connaissances de la littérature et du réseau métabolique de la première partie. Une fois le réseau des gènes construit, nous avons intégré l'influence des facteurs de transcription et le modèle métabolique de la première partie afin d'obtenir le modèle de la régulation gène-métabolite. L'application de notre approche à l'étude du métabolisme des monocarbones a permis de comprendre l'influence du déficit en donneur du groupement méthyle (le 5-méthyltétrahydrofolate) et l'influence de la présence de contaminants alimentaires (arsenic et fumonisine B1). Les résultats montrent par simulation que le déficit en groupement méthyle provoque des modifications transcriptionnelles dans les voies de transméthylation et de reméthylation. Ce qui a été confirmé expérimentalement avec les données d'expression des gènes<br>Biological networks analysis is faced with the complexity of regulations between the different entities involved (genes, metabolites, enzymes, transcription factors). We propose here a general approach to better integrate the regulation of gene expression in the study of the behavior of metabolic networks. The goal of the three parts of our approach is to facilitate the identification of potential targets for the deregulation of specific biological processes. Thus our approach has been applied to the study of one carbon metabolism (MMC). The _rst part of our approach is to design mathematical models based on the theory of dynamical systems with integration of experimental conditions in the model parameter identify cation. In this section, we built a continuous metabolic network model by integrating the experimental conditions by using logic programming. This part allows us to complete the usual process of continuous modeling of metabolic networks by integrating the biological knowledge based on experimental conditions. An application of our method on the MMC has allowed us to study the folate deficiency, the genetic mutation of MTHFR to isolate the metabolites that are modulated by these biological processes. The second part focuses on bioinformatics analysis of gene expression data (ADE). We propose in this part an integrated approach in 12 steps for analyzing gene expression data from microarray and PCR technologies. This approach was applied to 4 experimental datasets to study the impact of food contaminants (arsenic and fumonisin B1) on the regulation of a biological process. The results were used to experimentally validate some assumptions of the first part and understand the impact of food contaminants on the genes of MMC in the presence or absence of folate. The third part of this work consists in formalizing the relationship between gene and metabolite. We built a fuzzy based network model using the results of gene expression analysis from the previous part. The network was built using the fuzzy logic theory and constraints based on literature knowledge and the metabolic network in the first part. Once the gene network model built, we integrated the transcription factors influence and the metabolic model of our first part to obtain the model of gene-metabolite regulation. The application of our approach to the study of MMC allowed us to understand the influence of folate deficiency (5-methyltetrahydrofolate as methyl group donor) and the influence of the presence of food contaminants (arsenic and fumonisin). The simulation results show that the methyl group deficiency causes transcriptional changes in transmethylation and remethylation pathways. This was confirmed experimentally with the gene expression data analysis

Adaptation to hypoxia is a well-known phenomenon increasing myocardial resistance to ischemia-reperfusion (I/R) injury as an appropriate physical exercise which improves the contractile function of the heart. Lactate is a major energy substrate for the heart muscle during physical activity and hypoxia. The metabolism of lactate was and still is associated with muscle fatigue, but in the last decades it has been considered its significant modulating function of metabolism during exercise at cellular level and whole organism level. It has been shown that its effects might be similar to the effects of hypoxia and its oxidized form, pyruvate, has the cardioprotective effects. The aim of this study was to compare the expression of LDHA and LDHB isoforms between left and right ventricle in the cardioprotective scheme of adaptation to hypoxia. Another objective/goal was to determine the left ventricular response to I/R insult in the perfused heart model adapted to hypoxia compared with the normoxic controls on/at the expression level of both LDH isoforms. Our results showed differences in the LDHA expression in the left and right ventricle and an increased response of the left ventricle to I/R insult in rats adapted to hypoxia which is reflected at the expression level of both isoforms. Key words: heart,...