Dissertations / Theses on the topic 'Nez – Muqueuse'

Cette recherche est basée sur une analyse transcriptomique de la muqueuse olfactive dans différentes situations physiologiques en lien avec la nutrition, modèle de restrictions alimentaires ou modèle d'obésité génétique ; plusieurs niveaux d'étude, de la recherche ciblée de gènes particuliers à une recherche plus large sur puce ADN a été menée. Ce travail met en évidence une plasticité très importante de la muqueuse olfactive en réaction à l'état physiologique de l'animal qui se traduit par la modulation à différents niveaux de son fonctionnement. Les résultats indiquent qu'une restriction alimentaire induite régule positivement l'expression des gènes codant la leptine, de l'isuline et des récepteurs correspondantsdans la muqueuse olfactive. L'analyse du transcriptome de la muqueuse olfactive suite à une modification nutritionnelle induite ou installée a mené à l'identification de plusieurs gènes modulés en fonction de l'état nutritionnel dont, l'OBP-1f, une protéine de liaison aux odeurs exprimées par un type cellulaire encore jamais décrit dans la muqueuse olfactive de rat et que nous avons caractérisé lors de cette étude. Enfin, j'ai étudié l'effet d'une modification nutritionnelle sur le niveau d'expression des récepteurs olfactifs et montré que l'expression de certains OR est donc sensible à l'état nutritionnel de l'animal et pourrait être impliquée dans la modulation de la sensibilité olfactive, dès le premier niveau, vis-à-vis de la recherche de nourriture. Ce travail met en évidence de nombreux éléments qui pourraient intervenir dans la modulation de la sensibilité olfactive dès le premier étage du système olfactif que constitue la muqueuse olfactive
This research is based on a transcriptomic analysis of the olfactory mucosa in different states related to nutrition, food restriction model or obesity genetic model. Several levels of study : specific genes expression analysis and microarray studies has been conducted. This work highlights a very important plasticity of the olfactory mucosa in response to the physiological condition of the animal which results in modulation at different levels. The results indicate that an induced food restriction regulates the expression of genes encoding leptin, and insulin receptors in the corresponding olfactory mucosa. Transcriptome analysis of the olfactory mucosa following an induced or established nutritional modification has led to the identification of several genes modulated according to nutritional status whiche, OBP-1f, an odor-binding protein expressed by one cell type undescribed in the olfactory mucosa of rats and that we have caracterized in this study. Finally, I studied the effect of nutritional modification on the level of olfactory receptor expression and shown that expression of some OR is therefore sensitive to the nutritional status of the animal and could be involved in the modulation of olfactory sensitivity. This work highlights several factors that could modulate the olfactory sensitivity on the first floor of the olfactory system that is the olfactory mucosa

Le système olfactif primaire est le siège d'une neurogenèse continue, tout au long de la vie des mammifères. Il contient des cellules gliales spécifiques — les cellules gliales olfactives (CGOs) —qui participent à la guidance de la croissance axonale des nouveaux neurones olfactifs générés, depuis la muqueuse olfactive jusqu'au bulbe olfactif. Les CGOs provenant de la muqueuse olfactive (CGOs-MO) constituent une thérapie cellulaire prometteuse pour la réhabilitation des lésions du système nerveux moteur central ou périphérique, car leurs capacités régénératives sont maintenues à l'âge adulte, et permettent d'envisager des stratégies de thérapie cellulaire autologue. Notre travail précise la caractérisation de ces CGOs-MO par la réalisation d'une étude transcriptomique. Il définit l'existence de trois constituants de la lignée de différenciation des CGOs, dans les cultures primaires de muqueuse olfactive : le progéniteur des CGOs, immunoréactif pour le CD90 et provenant de la crête neurale, le précurseur des CGOs, immunoréactif pour le TrkA, ainsi que la CGO immature, immunoréactive pour le p75. Il confirme également leur potentiel thérapeutique, du fait de la présence du précurseur des CGOs, après conditionnement, pour la réparation fonctionnelle d'une lésion de l'innervation motrice laryngée ou d'une lésion de la moelle épinière, dans des modèles expérimentaux précliniques
Continuous neurogenesis exists in the primary olfactory system, throughout the mammalian life. Specific glial cells — Olfactory ensheathing cells (OECs) — distinguish the olfactory nerves, guiding the regrowth of the axons from the olfactory mucosa to the olfactory bulb. OECs from the olfactory mucosa (OECs-OM) are a promising cell therapy for rehabilitation of lesions of the central or the peripheral nervous systems. Autologous cell transplantations are feasible as these cells persist on adult and keep their regenerative properties. This work adjusts the characterization of OECs-OM by transcriptomic study, defining three compounds of OEC lineage found in olfactory mucosa cultures: OEC progenitor CD90 positive originating from the neural crest, OEC precursor TrkA positive, and immature OEC p75 positive. We also confirm the therapeutic potential of the OEC precursors, after conditioning, for functional outcome after lesion of the laryngeal motor innervation, and after spinal cord injury, in pre-clinical experimental models

Le système nerveux central repose sur deux réseaux cellulaires partenaires : le réseau neuronal et le réseau de cellules gliales. Longtemps considérées comme simple support structural du système nerveux, il est désormais démontré que les cellules gliales sont des acteurs à part entière dans les processus de communication neuronaux. Parallèlement, alors que les neurones olfactifs ont été largement étudiées, le rôle des cellules gliales de la muqueuse olfactive reste peu connu. En effet, s'il est désormais bien établi que les cellules de soutien contribuent à maintenir la structure et l'équilibre ionique de la muqueuse et que les cellules engainantes assurent la protection et le guidage des axones vers le bulbe olfactif, une implication de ces cellules dans le traitement de l'information sensorielle reste à démontrer. Au cours de ma thèse, en me basant sur des approches d'imagerie calcique et d'électrophysiologie, j'ai pu montrer que les cellules gliales de la muqueuse olfactive fonctionnent en réseau reliés par jonctions GAP. Parmi les potentiels modulateurs locaux, j'ai caractérisé les réponses de l'endothéline dans la muqueuse olfactive et montré qu'elle entraînait des effets similaires à des applications de carbenoxolone (agent pharmacologique et découplant les jonctions GAP). De plus, en utilisant des approches comportementales et électrophysiologiques, j'ai pu montrer que la modulation de l'état d'ouverture de ces jonctions GAP module l'activité neuronale. Mes travaux s'inscrivent donc dans la démonstration de l'implication et de l'importance des cellules gliales (SCs et OECs) dans le fonctionnement d'un système nerveux périphérique comme cela est déjà désormais bien admis dans le système nerveux central
The central nervous system is based on two cellular partners' networks : the neural network and the glial cell network. Long regarded as a simple structural support of the nervous system, it is now demonstrated that glial cells are integralplayers in neuronal communication process. Meanwhile, as olfactory neurons have been extensively studied, the role of glial cells of the olfactory mucosa remains unknown. Indeed, if it is now well established that the supporting cells contribute to maintaining the structure and the ionic balance of the mucosa and the ensheating cells provide protection and guidance of axons to the olfactory bulb, the involvement of these cells in the processing of sensory information remains to be demonstrated. In my thesis, based on calcium imaging approaches and electrophysiology, i have been able to show that the glial cells of the olfactory mucosa work in networks connected by GAP junctions. Potential local modulators, i characterized the responses of endothelin in the olfactory mucosa and showed that it led to similar effects of carbenoxolone applications (pharmacological agent and d"ecoupling the GAP junctions). Ina ddition, using behavioral and electrophysiological approaches, i was able to show that the modulation of the opening state of the GAP junctions modulates neuronala ctivity. My works are therefore part of the demonstration of the involvement and the importance of glial celles (OEC's ans SCs)in the process of the peripheal nervous system as is already now well accepted in the central nervous system

Cette these compare les manifestations de l'adaptation au niveau de la muqueuse et du bulbe olfactif, respectivement entree et premier relais de la voie sensorielle, en fonction de differents parametres de stimulation (qualite, intensite, et duree du stimulus). Elle a ete realisee par enregistrement electrophysiologique chez des rats anesthesies respirant librement afin de conserver l'influence possible de la dynamique respiratoire sur les mecanismes adaptatifs. Dans un premier temps, nous decrivons une methode d'enregistrement de la reactivite de la muqueuse qui ne perturbe pas la dynamique respiratoire, et nous verifions que ce signal presente toutes les caracteristiques d'un electroolfactogramme (eog). Nous traitons ensuite des caracteristiques et de l'evolution temporelle de l'eog. Ce signal est une onde monophasique contemporaine du cycle respiratoire, qui persiste tout au long de la stimulation. Son amplitude, sa latence et sa duree de repolarisation varient selon les odeurs et les concentrations. L'adaptation se manifeste par une nette reduction d'amplitude entre le premier eog et le suivant, suivie d'une decroissance ulterieure plus progressive. Elle est toujours partielle et semble plus marquee pour certaines odeurs, pour les intensites elevees et pour les stimulations de longue duree (3 min). Dans le troisieme chapitre, nous analysons les motifs temporels et les caracteristiques de decharge des cellules mitrales au cours des cycles respiratoires successifs. Il existe des modifications precoces et d'autres plus tardives. Sur 10 sec, les cellules gardent generalement le meme motif temporel (69%), quelles que soient la nature et la concentration du stimulus, et les frequences d'activation et les durees d'inhibition varient peu. Les modifications interviennent generalement en debut de stimulation. Sur 3 min, des changements de motif, de frequence ou de phase apparaissent dans 68% des cas. Enfin, nous correlons les modifications de reactivite peripheriques et bulbaires. Les changements precoces de certaines cellules mitrales peuvent etre attribues en partie a l'adaptation peripherique observee entre le premier eog et les suivants. En revanche, certaines transformations observees sur de plus longues durees ne peuvent pas s'expliquer par la peripherie et doivent etre attribuees a des influences centrales. La these se termine par une discussion des mecanismes susceptibles d'etre impliques dans ces manifestations de l'adaptation.

L'infiltration lymphocytaire et l'expression des molécules HLA de classe II ont été étudiées dans la muqueuse des voies aériennes (épithélium et chorion) dans deux situations pathologiques pour lesquelles le système immunitaire est impliqué (polypose nasale et transplantation pulmonaire expérimentale). Tous les polypes étudiés (n=62) expriment les molécules HLA de classe I alors que 53,2% (n=33) expriment les molécules HLA de classe II (DR, DP et DQ seul ou associés). Dans le cas d'une polypose isolée (n=20), on observe l'expression des molécules HLA de classe II dans 40% des polypes. Lorsque la polypose est associée à une affection connue (asthme, atopie, Triade de Widal ou mucoviscidose), l'épithélium exprime des molécules de classe II dans 59% des cas (p<0,05 comparé aux polyposes isolées). Chez 7 patients atteints de mucoviscidose, l'épithélium exprime uniquement DR. L'infiltration lymphocytaire (CD4+, CD8+ et CD 25+) étudiée dans l'épithélium et le chorion de 34 polypes est caractérisée par la prédominance significative de CD8+ par rapport à CD4+ et CD25+ (CD8+ > CD4+ > CD25+). L'infiltration lymphocytaire (CD8+ et CD4+, CD8+ > CD4+) est significativement plus importante dans l'épithélium par rapport au chorion (p<0,001) dans les tissus exprimant les molécules HLA de classe II. Le contrôle pré ou post transcriptionnel de l'expression des molécules HLA de classe II a été étudié par la technique de " rétrotranscription " sur des cellules épithéliales en culture primaire. Les cellules provenant de polypes exprimant HLA de classe II (10 cas/11) possèdent les transcrits mARN DR, DP, DQ correspondants. A l'inverse, les cellules épithéliales provenant des polypes qui n'expriment pas HLA de classe II (8 cas/10), n'ont pas de transcrits. L'addition d'interféron ? dans les milieux de culture entraîne dans tous les cas l'apparition des transcrits DR, DP, DQ. Ces résultats suggèrent un contrôle pré-transcriptionnel dans les cellules épithéliales. Nous avons comparé l'expression des molécules HLA de classe II et l'infiltration lymphocytaire dans l'épithélium et le chorion bronchiques après allotransplantation pulmonaire expérimentale chez le porc. Les animaux recevaient un traitement immunosuppresseur associant cyclosporine A, azathioprine et corticoi͏̈des. L'épithelium des voies aériennes n'exprime jamais les molécules SLA de classe II chez ces animaux immunodéprimés. L'infiltration lymphocytaire (CD4+ et CD8+) est caractérisée par une nette prédominance de CD8+ par rapport à CD4+ (p<0,001) dans les bronches transplantées et natives chez tous les animaux. L'infiltration est plus importante dans tous les épithéliums des voies aériennes. Nos résultats suggèrent une prédominance des lymphocytes cytotoxiques (CD8+) dans les épithéliums des voies aériennes lors de polypose nasale et de poumons transplantés chez le porc. L'infiltrat lymphocytaire semble identique dans ces deux affections. Par contre, l'épithélium exprime les molécules HLA de classe II dans les polypes seulement et pas dans les bronches du poumon transplanté. Il ne semble donc pas exister de relation de causalité entre ces deux phénomènes.

Nous rapportons dans notre these un ensemble de travaux, pour l'essentiel publies et effectues en collaboration, qui eclairent le fonctionnement de la peripherie du systeme olfactif et les regles qui president a l'encodage de l'odeur. C'est bien l'interaction de molecules odorantes et des proteines receptrices des odeurs qui est responsable de l'activation des neurones recepteurs olfactifs. Selon, les donnees recentes de la litterature, le repertoire genomique des recepteurs serait vaste, de l'ordre de 1000 unites chez le rat, de plusieurs centaines chez les amphibiens. Selon certains, il n'y aurait qu'un seul type de recepteur exprime par neurone recepteur olfactif. Or, nous montrons par des enregistrements unitaires des reponses transmises par les neurones recepteurs au moyen d'electrodes extracellulaires, chez la grenouille ou chez la souris, qu'un meme neurone olfactif peut repondre a des molecules aussi differentes que le camphre, l'acetophenone et la cyclohexanone. Ceci, soit, demontre une specificite large des recepteurs, ou bien nie l'hypothese d'une expression limitee de types de recepteurs aux odeurs par un meme neurone recepteur. L'interaction des ligands odorants et des recepteurs membranaires est suivie d'une cascade de reactions enzymatiques qui realisent la transduction du signal chimique en message nerveux. Il existerait au moins deux seconds messagers intracellulaires impliques dans la transduction olfactive, et recrutes par deux groupes de substances odorantes distincts. Nous montrons que certains neurones recepteurs olfactifs de la grenouille repondent a des substances appartenant aux deux groupes et donc que les deux mecanismes de transduction sont presents simultanement dans certains neurones recepteurs au moins. Avec a. Duchamp, nous nous sommes interesses a la transformation de l'information peripherique par l'integration bulbaire en comparant les profils de sensibilite des neurones recepteurs olfactifs et ceux des deutoneurones du systeme olfactif (cellules mitrales) de la grenouille. Nous avons note que bien que les cellules mitrales soient en moyenne plus selectives que les neurones recepteurs olfactifs, leurs profils de sensibilite restent voisins de ceux enregistres a la peripherie. Par ailleurs, nous avons examine, chez la souris, la distribution topographique, glomerulaire, des activations peripheriques transmises aux deutoneurones du systeme par l'intermediaires des fibres primaires. L'analyse anatomo-fonctionnelle de ces projections epithelio-bulbaires au moyen du marquage metabolique par la methode au 2-desoxy-glucose demontre, a la fois, une forte convergence de certaines fibres peripheriques vers des foyers bulbaires, et, en meme temps, l'existence d'une reponse glomerulaire plus etendue ou diffuse. Se superpose donc une convergence fonctionnelle a la convergence anatomique. Toutefois, il est difficile de croire que toute l'information specifique du stimulus reside dans ces foyers puisque les lesions, localisees ou meme extensives des bulbes olfactives, n'interdisent pas la manifestation de comportements olfactivement guides appris avant lesion. Ces donnees sont discutees. L'anosmie specifique est un deficit partiel, hereditaire, de la perception olfactive qui ne concerne selectivement que quelques substances odorantes et qui est constate essentiellement chez le sujet humain. L'une des explications de ce deficit est qu'il manifeste une carence en recepteurs membranaires normalement engages dans la reconnaissance de ces substances odorantes. En etudiant un modele animal de l'anosmie specifique a l'acide isovalerique propose par nos predecesseurs, nous decouvrons d'abord qu'il s'agit plutot d'une hyposmie specifique. Ce defaut selectif de sensibilite olfactive avait ete constate au moyen de mesures comportementales cumulees confondant plusieurs animaux. Nos travaux fondes sur des experiences comportementales montrent que tous les individus d'une souche ne sont pas atteints identiquement. Que ce soient les enregistrements electrophysiologiques de la muqueuse olfactive ou l'etude anatomo-fonctionnelle des projections bulbaires, nous demontrons egalement que la peripherie du systeme olfactif des souris reputees specifiquement anosmiques est bien sensible a l'acide isovalerique.

La reaction de glucoronoconjugaison, catalysee par les udp-glucuronosyltranferases (ugts), est un processus implique dans le metabolisme des xenobiotiques (medicaments, substances toxiques) mais aussi des molecules endognes. L'activite de ces enzymes participe ainsi au controle de la concentration de certains mediateurs de reponses physiologiques comme les hormones et les molecules odorantes. L'objectif de ce travail est l'identification et l'etude de la regulation de l'expression d'ugts chez le rat, par differents facteurs dans des tissus ou leur presence a probablement des consequences fonctionnelles differentes. Dans la cadre d'une etude cinetique de l'influence d'un traitement par le ciprofibrate, nous avons observe que l'augmentation d'activite deglucurono- -conjugaison de la bilirubine dans le foie de rat n'est pas correlee a l'expression des isoformes ugt1a1 (forme majeure), ugt1a2 ou encore ugt1a5 (formes majeures).

Mes travaux de thèse ont visé à identifier les messages extracellulaires contrôlant in vivo la neurogenèse qui persiste chez les mammifères adultes dans la voie olfactive. Au niveau de l'épithélium olfactif, j'ai utilisé conjointement le modèle in vivo de la bulbectomie (ablation du bulbe olfactif, déclanchant séquentiellement l'apoptose des neurones sensoriels puis la stimulation mitotique de leurs progéniteurs, une approche biochimique (RT-PCR semi-quantitative et western-blot) et l'étude d'une souche de souris knock-out, pour démontrer que la cytokine (Leukemia Inhibitory Factor) est indispensable à la prolifération post-lésionnelle des progéniteurs neuronaux, sans qu'elle semble intervenir en conditions basales. Par RT-PCR in situ, le LIF est détecté dès 8 heures post-lésion dans les neurones sensoriels qui vont mourir par apoptose. Ainsi, cet exemple montre d'une part que des cellules induites à entrer apoptose peuvent émettre un signal mitogène paracrine pour initier leur propre remplacement et d'autre part que des mécanismes peuvent différer entre une réaction post-lésionnelle et la situation physiologique normale, ce qui présente un grand intérêt pour les recherches sur le cancer et la thérapie cellulaire. Au niveau du bulbe olfactif, j'ai montré en collaboration avec l'Institut de Recherche Pierre Fabre que le blocage des récepteurs alpha-2-noradrénergiques entraîne une augmentation de neurogenèse ainsi qu'une réduction d'apoptose, sans induire de variations dans la zone sous-ventriculaire (ZSV). De façon intéressante, un agoniste des mêmes récepteurs ne provoque aucun effet dans le bulbe olfactif, mais induit une diminution de prolifération et d'apoptose dans la ZSV. Ces résultats indiquent que la neurotransmission noradrénergique contribue au contrôle de la neurogenèse chez l'adulte par la mise en oeuvre de processus cellulaires distincts, et que l'apoptose constitue un des mécanismes de contrôle de la neurogenèse adulte.

Chez le mammifere adulte, l'epithelium olfactif est un des rares tissus nerveux capables de se renouveler et de faire face a des destructions meme massives de neurones, en les remplacant par differenciation de cellules souches. Les neurones recepteurs olfactifs matures sont des cellules electriquement excitables, qui expriment plusieurs types de courants potassiques, calciques et sodiques. Bien que les proprietes electrophysiologiques des neurones recepteurs matures soient bien documentees, on connait encore mal leurs evolutions lors du renouvellement de ces cellules. Nous avons tente de caracteriser les conductances ioniques et leurs variations, apres ajout de facteurs morphogenes au milieu de culture, de quatre modeles cellulaires d'origine olfactive in vitro. Trois ont ete obtenus par transfection d'oncogenes immortalisants dans des cellules originaires de l'epithelium olfactif de rat ou de souris, les lignees cellulaires 13s. 1. 22, 13s. 1. 24 et olf10. 1. 8. Le dernier etait constitue par des cellules issues de la culture d'explants d'epithelium olfactif de souris. Nos travaux montrent que les facteurs de differenciation, dbampc ou fgf2, induisent l'apparition de courants entrants sodiques ou calciques, indications d'une maturation electrophysiologique chez des cellules qui montrent des signes immunocytochimiques de leur differenciation neuronale. Cependant les caracteristiques electrophysiologiques recueillies sont encore eloignees de celles des neurones matures in vivo. En particulier, les reponses electrophysiologiques aux odeurs sont restees rares

Le système nerveux central est isolé de l’environnement grâce à un ensemble de barrières, incluant la barrière osseuse et la barrière hémato-encéphalique. Il existe cependant des zones où ces barrières sont absentes ou affaiblies, et c’est notamment le cas au niveau des nerfs olfactifs qui ont pour origine les neurones présents dans la cavité nasale. Ces neurones participent à la détection des odeurs et leurs axones contactent directement le système nerveux central au niveau des bulbes olfactifs en traversant la lame criblée de l’éthmoïde. Cette « voie olfactive » représente ainsi un site d’entrée privilégié de certains pathogènes vers le cerveau. La muqueuse olfactive, du fait de son positionnement à l’interface entre l’environnement et le système nerveux central, constitue donc une zone particulièrement sensible sur le plan immunologique. Si cette muqueuse est connue pour produire des composants antimicrobiens, les mécanismes cellulaires et moléculaires mobilisés dans le cadre d’infections par des pathogènes respiratoires restent peu décrits.Au cours de ma thèse, nous nous sommes tout d’abord focalisés sur l’interleukine 17c, connue comme puissant médiateur des réponses immunitaires innées épithéliales respiratoires et dont les récepteurs sont exprimés dans la muqueuse olfactive. Nous avons notamment pu montrer qu’elle était mobilisée in vivo dans un contexte mimant une infection virale et qu’elle favorisait le renouvellement épithélial ainsi que l’infiltration de cellules immunitaires. En voulant caractériser son action dans un contexte viral, nous avons été amenés à étudier les effets de deux virus respiratoires sur la muqueuse olfactive (le virus influenza et le virus respiratoire syncytial). Nous avons observé que les deux virus pouvaient infecter efficacement les neurones sensoriels olfactifs, mais avec une charge virale plus élevée pour influenza. A dose équivalente, le virus de la grippe provoque d'importants dégâts dans la muqueuse olfactive mais ne s’établit pas durablement dans la muqueuse, ce qui suggère que ce virus est éliminé très efficacement et rapidement. En nous focalisant sur les processus d'élimination des neurones sensoriels olfactifs infectés, nous avons identifié un nouveau mécanisme antiviral précoce basé sur l'élastase, une enzyme précédemment décrite comme sécrétée par les neutrophiles, principaux acteurs du système immunitaire inné.Dans l’ensemble, ces travaux de thèse mettent en lumière les défenses immunitaires présentes dans la cavité nasale contre les virus respiratoires et apportent de nouvelles perspectives dans le contrôle des virus infectant le système nerveux central par la voie olfactive
The central nervous system is sheltered from the environment thanks to cranial bones and the blood brain barrier. Some parts of these barriers are weaker, especially around olfactory nerves originating from olfactory sensory neurons in the nasal cavity. These neurons detect odorants and their axons cross the cribriform plate to project directly into the brain at the level of the olfactory bulbs. The cribriform plate is a thin and perforated area of the cranial bones allowing the crossing of the olfactory nerves. This “olfactory pathway” constitutes a privileged entry site for viruses toward the central nervous system. Hence, the olfactory mucosa represents a particularly sensitive area for the immune system. While the olfactory mucosa is known to produce various anti-microbial compounds, the described molecular and cellular mechanism of immune system defenses against viruses remains sparse.The interleukin 17c (IL-17c) is known as an innate immunity response actor in the respiratory epithelium. While its receptors are expressed in the olfactory mucosa, its role in this tissue was unknown. We found that IL-17c is involved in olfactory mucosa responses to Poly(I:C) mimicking virus presence. We observed that nasal instillation of IL-17c accelerated the olfactory mucosa turn-over and induced its infiltration by immune cells. In attempt to characterize the role of IL-17c in a real viral context, we started to focus on the impact of two viruses of the respiratory tract: influenza and the respiratory syncytial virus. We observed that both viruses could effectively infect olfactory sensory neurons but with a higher virus load for influenza. Indeed, at similar doses, influenza induced important damages in the olfactory mucosa but was not present, indicating that influenza virus is very effectively and rapidly eliminated from the olfactory mucosa. By focusing on the elimination processes of infected olfactory sensory neurons, we identified a novel early anti-viral mechanism based on elastase, an enzyme previously described as secreted by neutrophils, main actors of the innate immunity system.Overall, my PhD results provide new insights on the immune defenses present in the olfactory mucosa against respiratory viruses and could bring new perspectives in the control of virus infecting the central nervous system

La résistance pléiotropique (MDR) est une propriété de certaines cellules relative à la capacité de rejeter ou d'évacuer une très large variété de substances potentiellement toxiques. Les pompes à l'origine de ce rejet sont des protéines membranaires appartenant à la superfamille ABC (ATP-Binding Cassette). Deux membres de cette famille ABC confèrent la propriété de résistance pléiotropique, P-gp (P-glycoprotein) et MRP1 (Multidrug Resistance-associated Protein). Nous avons mené une étude fonctionnelle sur l'activité de ces deux transporteurs dans la muqueuse olfactive à la fois chez le rat et la souris. Nous avons employé le test fluorométrique à la calcéine-AM sur des tranches coronales de la muqueuse olfactive incubées en présence d'inhibiteurs spécifiques des transporteurs de la résistance pléiotropique, vérapamil et cyclosporine A comme inhibiteurs de Pgp ainsi que probénécide et MK571 comme inhibiteurs de MRP1. Chacun de ces quatre inhibiteurs provoque une augmentation significative de l'intensité de la fluorescence.Afin de savoir si les transporteurs de la résistance pléiotropique peuvent être impliqués dans la réponse olfactive nous avons examiné les réponses évoquées par des odorants seuls ou mélangés à l'aide d'enregistrements d'électro-olfactogrammes (EOG). En présence des deux inhibiteurs de MRP1, l'amplitude maximale des EOG est significativement réduite pour chaque stimulus odorant testé, tandis que les inhibiteurs de Pgp n'ont qu'un effet modéré ou nul. L'expression des gènes codant pour Pgp et MRP1 dans l'épithélium olfactif ont ensuite été confirmées par RT-PCR. L'ensemble de ces résultats suggère que les transporteurs MRP1 et Pgp sont présents et fonctionnels dans l'épithélium olfactif principal des rongeurs et sont impliqués dans la réponse aux odorants. Leur fonction précise dans l'olfaction reste à élucider

Lorsque le système nerveux central des mammifères est lésé, un ensemble de réactions secondaires impliquant l’inflammation et une gliose réactive conduit à la formation d’une cicatrice gliale qui inhibe la régénération axonale. Dans le cas d’une lésion de la moelle épinière l’absence de réparation efficace des réseaux axonaux lésés peut conduire à la paraplégie ou à la tétraplégie. Aujourd’hui on estime à plus de 2,5 millions le nombre d’individus dans le monde souffrant de ces handicaps et il n’existe à ce jour aucun traitement validé pour améliorer la situation des patients. Cependant, certaines approches de thérapie moléculaire, cellulaire, et de réadaptation semblent toutefois prometteuses sur modèle animal. La dégradation des chondroitines sulfates protéoglycanes (CSPGs), principales protéines inhibitrices de la cicatrice gliale, par clivage des coeurs protéiques et ou des chaînes latérales glycosaminoglycanes favorise la régénération axonale et entraîne une récupération fonctionnelle. Des études ont montré que la métalloprotéase matricielle MMP‐2 est capable de dégrader le coeur protéique de ces CSPGs. Par ailleurs, les cellules engainantes de la muqueuse olfactive (CEOs) occupent une place privilégiée parmi les types cellulaires proposés dans la thérapie cellulaire en favorisant la croissance axonale et la récupérationfonctionnelle après lésion de la moelle épinière. Cependant, les mécanismes qui sous‐tendent les propriétés régénératrices des CEOs restent essentiellement inconnus. Dans notre Thèse, nous présentons nos travaux en trois parties. Dans la première, nous montrons in vitro que : i) les CEOs en culture primaire secrètent des taux élevés de MMP‐2, au moins en partie active ; ii) les gélatinases MMP‐2 et MMP‐9 présentent une sécrétion vésiculaire golgi‐dépendante; iii) la distribution des vésicules contenant les MMPs est liée à celle du cytosquelette et des moteurs moléculaires qui participent probablement à une sécrétion focalisée de ces molécules en fonction d’interactions entre le milieu extracellulaire et le cytosquelette ; iv) les MMPs peuvent avoir une distribution nucléaire dans les CEOs ; v) MMP‐2 jouerait un rôle dans la migration des CEOs, un processus important dans leurs capacités à réparer le tissu nerveux. Dans la seconde partie de notre thèse, nous avons développé un modèle de cicatrice gliale in vitro et nous montrons que : i) la migration des cellules astrocytaires de la cicatrice gliale in vitro est sensible aux effets des inhibiteurs des MMPs, contrairement aux cellules microgliales ; ii) les CEOs lèvent l’inhibition de croissance axonale due aux cellules astro‐microgiales ; iii) le potentiel des CEOs à créer un environnement permissif à la croissance axonale serait lié aux gélatinases sécrétées par ces cellules, en particulier MMP‐2. Dans la troisième partie de notre Thèse, nous avons évalué in vivo si MMP‐2 contribuait aux effets bénéfiques des CEOs. Nous montrons pour la première fois, dans un model animal d’hémisection de la moelle épinière, et en utilisant des approches anatomiques, électrophysiologiques et d’analyse de la locomotion, qu’une administration chronique de MMP‐2 recombinante : i) augmente le nombre et le diamètre des axones du coté distal du site de lésion ; ii) restaure la réponse évoquée du reflexe‐H distal au site de lésion ; iii) améliore la réponse respiratoire à la fatigue musculaire induite électriquement et, iv) le plus important, améliore la récupération de la locomotion. L’ensemble de notre travail suggère que MMP‐2 sécrétée par les CEOs jouerait un rôle important des les propriétés bénéfiques de ces cellules lorsqu’elles sont transplantées dans des sites de lésions de la ME, et que cette MMP présente un réel potentiel thérapeutique qui reste à explorer
When the mammalian central nervous system is injured, a set of secondary reactions involving inflammation and reactive gliosis leads to the formation of a glial scar that inhibits axonal regeneration. In the case of a spinal cord lesion, the lack of effective repair of injured axonal networks can lead to paraplegia or quadriplegia. Today it is estimated that more than 2.5 million people are suffering from these handicaps worldwide, and there is as yet no validated treatment to improve the situation of patients. However, based on animal models, some molecular, cellular, and rehabilitation therapy approaches seem promising. Degradation of chondroitin sulfate proteoglycan (CSPG), the main inhibitory protein of the glial scar, by cleavage of either the protein core or side chains glycosaminoglycans, promotes axonal regeneration and leads to functional recovery. Studies have shown that the matrix metalloproteinase MMP-2 is capable of degrading the core protein of the CSPG. In addition, olfactory mucosa ensheathing cells (OECs) represent the most promising cell type for promoting axonal growth and functional recovery after spinal cord injury. However, the mechanisms underlying the regenerative properties of OECs remain essentially unknown. Here, we present our work in 2 parts. First, we show in vitro that: i) OECs in primary culture secrete high levels of active MMP-2; ii) both gelatinases, MMP-2 and MMP-9, have a vesicular Golgi-dependent secretion; iii) the distribution of vesicles containing the MMPs is linked to cytoskeleton and molecular motors distribution, which are probably involved in focused secretion of these molecules; iv) MMPs may have a nuclear distribution in OECs; v) MMP-2 plays a role in the migration of EOCs, an important process in their ability to repair nerve tissue. In the second part of my work, we evaluated whether the MMP-2 contributed to the beneficial effects of EOCs. We used an in vivo approach and we show for the first time, in an animal model of hemisection of the spinal cord, and using anatomical, electrophysiological analysis of locomotion approaches, that a chronic administration of recombinant MMP-2: i) increases the number and diameter of axons in the distal side of the site of injury; ii) restores the response-evoked H-reflex distal to the lesion site, iii) enhances the respiratory response to electrically-induced muscle fatigue, and iv) most importantly, improves the recovery of locomotion. All our work suggests that MMP-2, secreted by the EOCs, plays an important role in the recovery properties of these cells, when transplanted into spinal cord lesions, and that this MMP has a real therapeutic potential that remains to be explored

Chez les mammifères, le système olfactif principal est fonctionnel dans le dernier tiers du stade gestationnel. Le fœtus est donc capable de détecter avec sensibilité, discriminer, et mémoriser les odorants présents dans le liquide amniotique dans lequel il baigne. Chez le rongeur, ces odorants mémorisés in utero sont fondamentaux pour la survie du nouveau-né à la naissance en lui permettant de s’orienter vers la mamelle et de déclencher la tétée. Par la suite, ces odorants vont guider le nouveau-né dans ses choix olfactifs et alimentaires et favoriser ses apprentissages ultérieurs. Or, on sait que l’alimentation de la mère fait varier les clés olfactives des fluides biologiques (liquide amniotique, lait) et donc modifie la nature des sources olfactives rencontrées par le fœtus, puis le nouveau-né dans la période périnatale. Dans le but d’évaluer l’impact d’une exposition odorante périnatale sur le fonctionnement et la maturation du système olfactif en relation avec le développement de préférences médiées par l’olfaction et la modulation du stress au moment du sevrage, nous avons mis en place un modèle d’exposition odorante périnatale via l’alimentation maternelle dans une lignée transgénique murine exprimant le récepteur olfactif I7 couplé à une protéine fluorescente, dont l’odorant préférentiel est l’heptanal. Après validation de la présence d’heptanal dans le liquide amniotique et le lait de ces souris par GC-MS-MS, nos résultats montrent que l’exposition périnatale à l’heptanal entraine une augmentation significative du nombre de glomérules I7 présents au niveau du bulbe olfactif à PN12 par rapport aux animaux contrôles sans modification notable de l’homéostasie tissulaire ou de la transcription du gène I7 au niveau de la muqueuse olfactive. Ce changement structural important au niveau des projections axonales du bulbe olfactif s’accompagne d’un faible effet sur le comportement olfactif des souriceaux dont les capacités de discrimination ne sont que très faiblement améliorées par rapport aux souriceaux non exposés. A PN21, l’effet de l’exposition odorante sur le nombre de glomérules I7 est atténué, mais reste significatif. A ce stade, les souriceaux odorisés montrent une attraction olfactive pour l’heptanal par rapport au groupe contrôle non exposé, bien que l’effet sur un choix entre aliment odorisé ou pas soit plus contrasté. D’un point de vue moléculaire, ces effets sont associés à une diminution de l’expression du récepteur I7, et de gènes de la signalisation neuronale pouvant traduire une modification de la dynamique cellulaire. Et comme le montrent les résultats obtenus en électro-olfactogramme à cet âge, la sensibilité de la muqueuse olfactive vis-à-vis de l’heptanal est diminuée alors qu’elle ne l’est pas pour d’autres composés odorants. Ces travaux montrent que l’exposition périnatale à un odorant s’accompagne d’effets précoces sur le système olfactif qui impactent son organisation et d’effets sur les choix olfactifs qui se renforcent au cours du développement. Enfin, l’effet d’une exposition périnatale à l’heptanal sur la réponse à des conditions stressantes après séparation maternelle au moment du sevrage a été évaluée en enregistrant des souriceaux CD1 élevés dans les mêmes conditions d’odorisation que les souriceaux mI7-GFP adoptés, en open-field odorisé ou non. Nous avons montré que la réaction de stress des souriceaux à PN21, exposés en périnatal à l’heptanal, dans l’open field, est atténuée lorsque l’heptanal est présent dans l’environnement, comparé à la réaction des souriceaux non exposés qui affichent un comportement d’anxiété. Dans l’ensemble, cette étude a donc permis de mettre en évidence les conséquences en terme d’effets comportementaux (préférences médiées par l’olfaction et diminution du stress), structuraux et moléculaires, d’une exposition odorante périnatale chez le jeune, à l’aide d’une lignée transgénique pour laquelle nous disposions de peu de données
In mammals, the main olfactory system displays all the structural and functional characteristics at the last third of the gestational stage. Thus, the fetus is able to detect, to discriminate, but also to memorize the odorants present in the amniotic fluid in which it bathes. In the rodent, these odors memorized in utero are fundamental for the survival of the newborn at birth by allowing it to trend itself towards food sources. Afterwards, odorants are guiding the newborn to olfactory and food choices and are promoting subsequent learning. It is known that the mother's diet varies the olfactory keys of the biological fluids (amniotic fluid, milk) and thus modifies the nature of the olfactory sources encountered by the fetus and then the newborn in the perinatal period. The neuroanatomic and functional consequences of this impregnation are the subject of recent studies. The objective of this thesis was to characterize the effects of perinatal odor exposure on the maturation and functioning of the olfactory system in relation to the development of olfactory preferences and to a stressing challenge at weaning. For that, we set up a model of perinatal odor exposure through maternal feeding in the mI7-GFP murine transgenic strain expressing the olfactory receptor I7 coupled with the Green Fluorescent Protein (GFP). We evaluated the neuroanatomic, molecular and behavioral consequences on the pups before weaning, and their evolution over time by focusing our efforts on the postnatal stages 3 (PND3), PND12-14 and PND21. Due to the fragility of the transgenic strain, we worked on mI7-GFP mice pups crossfostered by CD1 mice mothers raised under the same conditions after having validated the presence of heptanal in the amniotic fluid of mI7-GFP mice and the milk of CD1 mice by GC-MSMS. We characterized the effects of perinatal odor exposure on the maturation and functioning of the olfactory system in relation to the olfactory preference until weaning (mI7-GFP mice pups under CD1 adoptive mothers) and on the stress reaction to maternal separation at weaning (CD1 mice pups under biological mother). Our results show that perinatal exposure to heptanal leads to a significant increase in the number of I7 glomeruli in the olfactory bulb (OB) associated to a slight modification of the tissue homeostasis in the olfactory mucosa (OM) and to subtle differencies in heptanal sensitivity and preferences, that are amplified at PND21. From a molecular point of view, these effects are associated to a down-regulation of the expression of the I7 receptor and genes of neuronal signaling and an odorantspecific decrease in EOG response which may highlight a modification of the cellular dynamics. Finally, the effect of perinatal exposure to heptanal on the response to stressing conditions after maternal separation was assessed by recording CD1 mice pups grown under the same conditions than fostered mi7 mice on odorized and non odorized open-field. We showed that the reaction of odorized mice in the open field at PND21 is attenuated when the odorant is present in the environment, compared to non odorized mice that display anxiety-like behavior. Overall, this study demonstrates the consequences of a perinatal odorant exposure in the young, in terms of behavior (olfactory preference and anxiety), structural and molecular plasticity of the olfactory system, on a transgenic strain for which we had little available data

La toxoplasmose est une anthropozoonose cosmopolite due à un protozoaire parasite intracellulaire obligatoire : Toxoplasma gondii. Cette maladie infectieuse est la plus souvent bénigne chez les personnes immunocompétentes mais revêt un caractère de gravité si l’atteinte concerne les femmes enceintes séronégatives ou les personnes immunodéprimées. En plus de cette incidence forte en médecine humaine, la toxoplasmose représente un important problème de santé vétérinaire. A l’heure actuelle, les seuls moyens de lutte contre ce parasite demeurent la chimiothérapie car il n’existe aucune stratégie prophylactique efficace. Le développement d’un vaccin efficace est d’une réelle nécessité et repose sur l’observation qu’une primo-infection par ce parasite confère à l’hôte immunocompétent une réponse immunitaire protectrice efficace à long terme et qui protège lors d’une réinfection et en particulier contre le risque d’une infection congénitale
Toxoplasmosis is a cosmopolitan anthropozoonosis due to the obligate intracellular protozoan parasite Toxoplasma gondii. This infectious disease is most often benign in immunocompetent individuals but is particularly severe for pregnant women or immunocompromised patients. In addition to its significant impact on human medicine, toxoplasmosis is a major veterinary health problem. Currently, the only means to fight this parasite remain chemotherapy because there is no effective prophylactic strategy. The development of an effective vaccine is a real challenge and is based on the observation that a primary infection of immunocompetent hosts induces a effective and long-term protective immune response and protects during reinfection and in particular against the risk of congenital infection