Dissertations / Theses on the topic 'Ovocytes – Aspect génétique – Modèles animaux'

Le trouble majeur de la dépression est un des troubles de santé mentale les plus fréquents dans la société d’aujourd’hui avec plus de 350 millions de personnes atteintes dans le monde. Malgré la présence de différents types de traitement, comme les antidépresseurs ou les thérapies comportementales, les causes de ce trouble ne sont pas encore complètement élucidées. Les lacunes concernant la compréhension de cette pathologie se trouve plus particulièrement au niveau de ses fondements génétiques. A partir d’un grand échantillon de 267 sujets atteints de la dépression, de 286 sujets témoins ainsi que de trois modèles animaux, la présente étude a pour objectif de mettre en évidence différents gènes et fonctions associés de façon significative à cette maladie et de caractériser les différences transcriptionnelles spécifiques au sexe. Pour ce faire, deux grandes étapes composent ce projet. Une analyse de gènes différentiellement exprimés ainsi qu’une de modules de gènes Eigengenes, toutes deux effectuées sur l’humain et sur les modèles animaux. Les résultats ont mis en exergue plusieurs gènes associés à la dépression et partagés entre l’humain et les modèles animaux. Il semblerait que le modèle animal qui reproduit le plus les observations chez l’humain soit celui de l’isolation sociale. De plus, plusieurs fonctions biologiques pertinentes avec la caractérisation du trouble étudié ont été identifiées. Par surcroît, les modules de gènes associés à la dépression chez les femelles étaient en plus grand nombre que chez les mâles et cette observation est bien reproduite dans le modèle du stress variable chronique de l’animal. Cette étude a donc permis une amélioration des connaissances concernant la génétique de la dépression. Il en ressort que les modèles animaux utilisés dans cette étude permettent de bien de reproduire un état dépressif chez l’animal.
Le trouble majeur de la dépression est un des troubles de santé mentale les plus fréquents dans la société d’aujourd’hui avec plus de 350 millions de personnes atteintes dans le monde. Malgré la présence de différents types de traitement, comme les antidépresseurs ou les thérapies comportementales, les causes de ce trouble ne sont pas encore complètement élucidées. Les lacunes concernant la compréhension de cette pathologie se trouve plus particulièrement au niveau de ses fondements génétiques. A partir d’un grand échantillon de 267 sujets atteints de la dépression, de 286 sujets témoins ainsi que de trois modèles animaux, la présente étude a pour objectif de mettre en évidence différents gènes et fonctions associés de façon significative à cette maladie et de caractériser les différences transcriptionnelles spécifiques au sexe. Pour ce faire, deux grandes étapes composent ce projet. Une analyse de gènes différentiellement exprimés ainsi qu’une de modules de gènes Eigengenes, toutes deux effectuées sur l’humain et sur les modèles animaux. Les résultats ont mis en exergue plusieurs gènes associés à la dépression et partagés entre l’humain et les modèles animaux. Il semblerait que le modèle animal qui reproduit le plus les observations chez l’humain soit celui de l’isolation sociale. De plus, plusieurs fonctions biologiques pertinentes avec la caractérisation du trouble étudié ont été identifiées. Par surcroît, les modules de gènes associés à la dépression chez les femelles étaient en plus grand nombre que chez les mâles et cette observation est bien reproduite dans le modèle du stress variable chronique de l’animal. Cette étude a donc permis une amélioration des connaissances concernant la génétique de la dépression. Il en ressort que les modèles animaux utilisés dans cette étude permettent de bien de reproduire un état dépressif chez l’animal.
Major depressive disorder is one of the most common mental health disorder in modern society affecting more than 350 million people worldwide. While different types of treatment are available, such as antidepressants or behavioural therapies, causes of this disorder are not yet fully understood. A better comprehension of its genetic basis could fulfil the gaps. From a large sample of 267 subjects with depression, 286 control subjects and three animal models, this study aims to identify different genes and functions significantly associated with this disorder and to characterize sex-specific transcriptional differences. This project splits in two major steps: a differentially expressed genes analysis and a gene modules analysis using Eigengenes, both performed on humans and animal models. Results highlight several genes shared between humans and animal models. The animal model that seems to better reproduce the effects observed in humans is that of social isolation. In addition, several biological functions appear to be relevant to major depressive disorder characterization. Furthermore, gene modules associated with depression are more numerous in females than in males and this observation is reproduced in the animal’s chronic variable stress model. This study therefore enhanced knowledge about depression’s genetics and shows that animal models can be effectively used to reproduce a depressive state in animals.
Major depressive disorder is one of the most common mental health disorder in modern society affecting more than 350 million people worldwide. While different types of treatment are available, such as antidepressants or behavioural therapies, causes of this disorder are not yet fully understood. A better comprehension of its genetic basis could fulfil the gaps. From a large sample of 267 subjects with depression, 286 control subjects and three animal models, this study aims to identify different genes and functions significantly associated with this disorder and to characterize sex-specific transcriptional differences. This project splits in two major steps: a differentially expressed genes analysis and a gene modules analysis using Eigengenes, both performed on humans and animal models. Results highlight several genes shared between humans and animal models. The animal model that seems to better reproduce the effects observed in humans is that of social isolation. In addition, several biological functions appear to be relevant to major depressive disorder characterization. Furthermore, gene modules associated with depression are more numerous in females than in males and this observation is reproduced in the animal’s chronic variable stress model. This study therefore enhanced knowledge about depression’s genetics and shows that animal models can be effectively used to reproduce a depressive state in animals.

La cystinose est une maladie héréditaire due à des mutations dans le gène CTNS, qui code pour un transporteur lysosomal de cystine, la cystinosine. L'alrération de la cystinosine induit une accumulation lysosomale de cystine associée à une atteinte rénale sévère puis à une atteinte multiviscérale. Nous avons montré dans des fibroblastes CTNS-/- un déficit en glutathion, pouvant être compensé par l'apport de précurseurs de cystéine, et une induction de la superoxyde dismutase, marqueur du stress oxydatif. Ces déficits n'ont pas été retrouvés dans des lignées de cellules tubulaires proximales murines Ctns-/- que nous avons générées et caractérisées. Enfin, nous avons généré deux lignées de souris Ctns-/- sur fonds génétiques purs C57BL/6 et FVB/N. Bien que les deux lignées accumulent la cystine, seule la lignée C57BL/6 Ctns-/- développe une atteinte rénale qui mime en partie celle observée chez les patients. Cette lignée pourra être utilisée pour tester de nouvelles thérapeutiques
Cysinosis is an inherited disorder due to mutations in the CTNS gene, encoding a lysosomal transporter of cystine, cystinosin. Abnormal cystinosin leads to an intralysosomal accumulation of cystine which is associated with major kidney defects and multisystemic disease. We have shown that CTNS-/- fibroblasts contain decreased glutathione levels which can be replenished by cysteine precursors. In addition these cells are subject to oxidative stress, as demonstrated by the induction of superoxyde dismutase. We failed to detect such defects in Ctns-/- mouse proximal tubular cells that we generated and characterized. In addition two different congenic Ctns-/- strains were generated on C57BL/6 and FVB/N genetic backgrounds. Although both strains accumulate cystine, only the C57BL/6 Ctns-/- mice present with renal symptoms that partially mimic those observed in patients. Therefore these mice should be useful to test new therapeutic approaches

Une diminution dans l'activite motrice et la charge mecanique imposees au muscle squelettique, induit une atrophie musculaire dite fonctionnelle. Ce phenomene est particulierement marque dans les muscles posturaux de type lent comme par exemple le soleaire. De nombreux changements musculaires sont observes, dans la structure, les proprietes contractiles, metaboliques et l'activite electrique. Ils attestent notamment d'une evolution partielle vers un phenotype de muscle rapide. Ces changements resultent vraisemblablement d'un processus hautement controle au niveau moleculaire, impliquant des effets transcriptionnels, post-transcriptionnels et traductionnels. Nous avons utilise le modele du rat suspendu par le train-arriere pour caracteriser les modifications de l'expression genique dans le muscle soleaire atrophie. Deux techniques d'analyse de l'expression du genome ont ete mises en uvre ; l'hybridation differentielle sur filtres haute densite et la suppression subtractive hybridization. Nous avons pu identifier au total, 38 transcrits differentiellement exprimes. 13 sont de sequences inconnues et les 25 autres, de sequences connues, appartiennent a 7 categories fonctionnelles differentes. L'impact fonctionnel de l'alteration du niveau d'expression de 2 d'entre eux, la creatine kinase specifique du muscle et la glyceraldehyde-3-phosphate deshydogenase, impliquees dans le metabolisme energetique musculaire, a ete analyse en fonction de l'evolution de l'atrophie ainsi qu'au niveau proteique. L'ensemble des resultats valide pleinement l'approche qui a ete envisagee dans ce travail et donne une idee plus globale des mecanismes impliques dans l'atrophie musculaire fonctionnelle.

Les nombreux avantages du poisson zèbre ont été utilisés pour modéliser deux maladies héréditaires: la desminopathie et la maladie veino-occlusive pulmonaire (MVOP). La desminopathie est une myopathie myofibrillaire caractérisée par la présence d’agrégats. Deux modèles, de perte et de gain de fonction ont permis de montrer l’importance à la fois de la perte de desmine fonctionnelle et de la présence d’agrégats. Les phénotypes observés incluent en particulier des défauts biomécaniques de la contraction cardiaque et de la propagation calcique myocardique. Des approches thérapeutiques, réduisant la taille des agrégats, sont proposées. Après avoir validé l’utilisation du poisson-zèbre comme modèle d’étude de l’hypertension artérielle, en vérifiant l’implication de l’élasticité de la paroi artérielle dans la régulation du flux sanguin, des modèles de MVOP, une forme rare et sévère d’hypertension pulmonaire, ont été générés et étudiés. Ils confirment la spécificité veineuse de la MVOP
The numerous advantages of zebrafish were used to study two hereditary diseases: desminopathy and pulmonary veno-occlusive disease (PVOD). Desminopathy is a myofibrillar myopathy characterized by the presence of granulofilamentous aggregates. Two models of loss and gain of function of desmin showed the implication of both loss of functional desmin and presence of desmin aggregates in desminopathy clinical manifestations. Phenotypes observed in these models include in particular a perturbation of the heart contraction biomechanics and of calcium propagation throughout the myocardium. Potential drugs, lowering the aggregate content, were proposed. After validating the use of zebrafish as a model of arterial hypertension, by verifying the implication of the elasticity of the aorta in blood flow regulation, we generated and characterized PVOD models. PVOD is a rare and severe form of pulmonary hypertension. The venous-specificity of the phenotypes observed in this pathology was confirmed

Par analyse bio-informatique, nous avons construit une liste de gènes candidats en identifiant ceux principalement exprimés par le foie et n'ayant pas de rôles connus dans le développement de la stéatose hépatique. L'expression hépatique des candidats potentiels a été validée par qPCR. Cette méthode a permis l'identification d'une nouvelle protéine plasmatique : Lrrc54. Nous avons découvert que l'expression hépatique de Lrrc54 augmente dans trois modèles d'obésité murins, dans un modèle de stéatose hépatique murin ainsi que chez des patients obèses ayant des degrés différents de stéatose. In vitro et in vivo, nous avons établi que le stress du réticulum endoplasmique induit ces hauts niveaux de Lrrc54. En induisant la stéatose hépatique dans un modèle de souris génétiquement invalidé pour Lrrc54, nous avons observé un profil de marqueurs pro-inflammatoires moins élevé que chez les souris sauvages indiquant un rôle pour Lrrc54 dans la promotion de l'inflammation par un mécanisme encore inconnu.

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste pouvant causer des infections pulmonaires chroniques chez les gens atteints de la Fibrose Kystique (FK). Pour réussir à s’implanter dans les voies respiratoires des patients FK, P. aeruginosa dispose d’un important arsenal de facteurs de virulence, dont la sécrétion de protéases, de lipases, de phospholipases ainsi que la production de toxines spécifiques. Le séquençage complet du chromosome de P. aeruginosa souche PAO1 (6.3 Mb) a révélé une organisation génomique hautement régulée. Dans le but de mieux comprendre l’interaction hôte-pathogène, nous avons utilisé la technique de mutagenèse à étiquette (STM). La STM a permis d’isoler 214 mutants incapables de maintenir l’infection pulmonaire chronique chez le rat. Parmi ceux-ci, le mutant STM2895, contenant un transposon dans le gène PA2895, a été retenu pour des analyses plus approfondies. L'étude phénotypique de STM2895 a permis de constater un défaut dans la production d’exoprotéases lorsque comparé à la souche sauvage PAO1. La caractérisation biochimique de ce défaut, utilisant des tests de dégradation spécifiques et l’immunobuvardage, a démontré qu’au moins deux des quatre protéases majeures sécrétées par P. aeruginosa sont impliquées. En effet, les élastases LasA et LasB ont été démontrées non fonctionnelles probablement dues à un problème de repliement. PA2895, une protéine possédant un domaine transmembranaire prédit, ne code pour aucune fonction connue, mais il est co-transcrit avec le gène PA2896, un facteur sigma putatif de type ECF (extracytoplasmic function). Des analyses en transcriptome sur le mutant STM2895, ainsi que sur un mutant de délétion de PA2896, ont permis de lier l’opéron au métabolisme du fer. De plus, des études in vivo dans le modèle d’infection pulmonaire chronique chez le rat ont clairement démontré que le mutant STM2895 est incapable de se maintenir dans l’hôte au même niveau que la souche sauvage PAO1. Le gène PA2895 est donc essentiel au maintien in vivo de P. aeruginosa dans le poumon de rat.
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that can cause pulmonary infections in cystic fibrosis patients (CF). To overcome innate self defense, P. aeruginosa possesses a wide arsenal of virulence factors. These include degradation enzymes such as proteases, lipases and phospholipases and the production of three specific toxins: exotoxin A and exoenzymes S and T. Sequencing of the complete P. aeruginosa chromosome (strain PAO1) of 6.3 Mb revealed a highly regulated and complex genomic organization. In order to better understand host-pathogen molecular interactions, we developped a new signature-tagged mutagenesis (STM) approach based on PCR screening. The PCR-based STM technology lead to the identification of 214 mutants deficient in their ability to maintain a chronic pulmonary infection in the rat lung. In that pool of STM mutants, STM2895, which contains a transposon insertion in functional PA2895, was the most frequently drafted during the whole mutant library screening. Phenotypic analyses of the STM2895 strain allowed us to identify an exoprotease production defect as compared with wild type strain PAO1. The biochemical characterization of that proteolytic default using specific degradation assays combined with western blotting revealed that at least two (LasA and LasB) of the four major exoproteases from P. aeruginosa STM2895 strain are inactive. In fact, LasA and LasB elastases were shown to be present in the STM2895 culture supernatant, correctly processed but inactive due to a probable misfolding of proteins. The PA2895 gene (unknown function) encodes a protein with a predicted transmembrane domain. Basic genomic context analyses strongly suggest a cotranscription unit with the downstream gene PA2896, a putative sigma 70 factor from ECF (extracytoplasmic function) type. Microarray experiments on the STM2895 strain and an insertional mutant of the PA2896 gene were performed to establish a link between the putative PA2895-PA2896 operon and the metabolism of iron. Transcriptome analysis also demonstrated a repressive action of PA2895 on the transcription of PA2896 putative sigma factor. Finally, in vivo studies in the rat lung chronic infection model clearly showed a ten-fold decrease in survival capacity of the mutant strain when compared to the PAO1 wild-type strain.

L’hormone peptidique Insulin-like 3 (INSL3) est produite par les cellules de Leydig du testicule. Elle est essentielle à la première phase de la descente testiculaire lors du développement fœtal. Les divers modèles animaux invalidés en Insl3 présentent une descente testiculaire incomplète chez les mâles, la cryptorchidie. Il s’agit du trouble développemental le plus courant chez les garçons nouveau nés des pays industrialisés et son incidence s’est accrue au cours des dernières décennies. Plusieurs études animales indiquent que les estrogènes répriment l’expression d’Insl3. La répression de l’expression d’Insl3 implique probablement le récepteur alpha des estrogènes (ERα) et/ou le récepteur nucléaire Nr0b2, tous deux présents dans les cellules de Leydig. En vue de vérifier la répression d’Insl3 par les estrogènes et d’impliquer ERα et/ou Nr0b2, j’ai analysé l’activité promotrice d’Insl3 murin par transfection et j’ai étudié les variations d’expression de son ARNm en PCR quantitatif. J’ai pu vérifier la répression d’Insl3 par l’estradiol et Nr0b2 ne parait pas être impliqué. L’implication d’ERα semble probable, mais les résultats de techniques différentes sont contradictoires.

LES STATISTIQUES EUROPEENNES ET NORD-AMERICAINES MONTRENT QUE 8 A 10% DE LA POPULATION EST ATTEINTE DE SURDITES. CES SURDITES RESULTENT EN GRANDE PARTIE DE LA PERTE DES CELLULES SENSORIELLES DE LA COCHLEE. LORSQU'ELLES SONT DETRUITES, LES DEFICITS FONCTIONNELS QUI EN RESULTENT SONT IRREVERSIBLES ET LE HANDICAP DEFINITIF. JUSQU'A CE JOUR, PEU DE TRAITEMENTS REPONDENT EFFICACEMENT AUX PATHOLOGIES DE LA COCHLEE. CETTE ABSENCE DE TRAITEMENT EST EN GRANDE PARTIE DUE A LA MECONNAISSANCE DES MECANISMES RESPONSABLES DE LA PERTE DES CELLULES SENSORIELLES. LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE PORTENT SUR L'IDENTIFICATION DES MECANISMES MOLECULAIRES ET DES VOIES DE SIGNALISATION RESPONSABLES DE LA DEGENERESCENCE DES CELLULES SENSORIELLES. NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE D'INTOXICATION AU CISPLATINE, UN MEDICAMENT OTOTOXIQUE LARGEMENT UTILISE DANS LE TRAITEMENT DU CANCER, ET UN MODELE DE TRAUMATISME SONORE CHEZ LE COBAYE IN VIVO. NOS RESULTATS MONTRENT QUE LA PERTE CELLULAIRE REPOSE SUR LA MISE EN OEUVRE D'UN PROGRAMME ACTIF DE MORT CELLULAIRE OU APOPTOSE. DANS TOUS LES CAS, ON OBSERVE DES DOMMAGES MITOCHONDRIAUX A L'ORIGINE D'UNE LIBERATION DE CYTOCHROME C DE LA MITOCHONDRIE VERS LE CYTOPLASME DES CELLULES ENDOMMAGEES. UNE FOIS LIBERE, LE CYTOCHROME C DECLENCHE L'ACTIVATION DES CASPASES, ENZYMES REPONSABLES DE LA MORT CELLULAIRE. DANS NOS ETUDES, LE CISPLATINE ET LE TRAUMATISME SONORE INDUISENT UNE ACTIVATION DE JNK (c-Jun N-terminal Kinases). UNE FOIS ACTIVE, JNK PHOSPHORYLE C-JUN, UN DES MEMBRES DE LA FAMILLE DE FACTEURS DE TRANSCRIPTION D'AP-1 (ACTIVATION PROTEIN-1) IMPLIQUE DANS LA REGULATION DE NOMBREUX PROCESSUS BIOLOGIQUES, DONT LA DIFFERENCIATION, LA PROLIFERATION CELLULAIRE ET L'APOPTOSE. LA CONNAISSANCE DE CES MECANISMES NOUS A PERMIS DE DEVELOPPER DES STRATEGIES THERAPEUTIQUES REPOSANT SUR LE BLOCAGE DES ETAPES-CLES DE LA MORT CELLULAIRE EN UTILISANT DES INHIBITEURS DE L'APOPTOSE. NOS RESULTATS DEMONTRENT CLAIREMENT QU'UNE PERFUSION INTRACOCHLEAIRE DE Z-DEVD-FMK (UN INHIBITEUR DE CASPASES) BLOQUE LA MORT CELLULAIRE ET PROTEGE L'AUDITION DES ANIMAUX EXPOSES AU CISPLATINE OU AU TRAUMATISME SONORE. PAR CONTRE, UNE PERFUSION INTRACOCHLEAIRE DE D-JKNI-1, UN PEPTIDE INHIBITEUR DU JNK PROTEGE LA COCHLEE CONTRE LE TRAUMATISME SONORE, MAIS AGGRAVE LES EFFETS NOCIFS DU CISPLATINE, DEMONTRANT AINSI QUE LES CASCADES MOLECULAIRES MISES EN JEU DANS LA MORT CELLULAIRE DEPENDENT DE LA NATURE DU STRESS. LA COMPREHENSION DES MECANISMES MOLECULAIRES ABOUTISSANT A LA PERTE DES CELLULES SENSORIELLES DEVRAIT OUVRIR LA VOIE AU TRAITEMENT DE NOMBREUSES SURDITES, EN PARTICULIER LES SURDITES LIEES A L'AGE (LA PRESBYACOUSIE), A CONDITION QUE SOIT DEVELOPPEE CHEZ L'HOMME UNE PHARMACOLOGIE LOCALE (PAR VOIE TRANSTYMPANIQUE) QUI A FAIT SES PREUVES CHEZ L'ANIMAL.

Les gènes Hox codent pour des facteurs de transcription essentiels durant l’embryogénèse. Les études antérieures menées chez les femelles Hoxa5-/- ont démontré une désorganisation de la morphologie de leurs glandes mammaires se reflétant par une incapacité à allaiter leur progéniture. Ce travail consistait à déterminer le rôle du gène Hoxa5 dans la composition du stroma mammaire de femelles à quatre et dix mois et au 12.5ème jour de gestation. Pour cela cinq gènes ont été analysés, soient le collagène, la fibronectine, la décorine, le lumican et UCP-1 (Uncoupling protein 1). Les transcrits et protéines de ces gènes étaient modulés dans les glandes mammaires Hoxa5-/-. Il a été démontré que la fonction du gène Hoxa5 est nécessaire à quatre et à dix mois au cours du cycle œstral pour l’établissement et le maintien de l’intégrité du stroma mammaire, et au 12.5ème jour de gestation pour la différenciation terminale des structures épithéliales.
Hox genes encode transcriptional factors essential for embryogenesis. Previous studies on Hoxa5 mutant female mice have demonstrated a disorganization of the mammary gland morphology causing incapacity to feed the pups. This study consists to determine the implication of Hoxa5 gene in mammary stroma composition by using four and ten month old female mice as well as 12.5 days pregnant mice. Our investigation consists in analyzing the expression of five proteins: collagen, fibronectin, decorin, lumican, and UCP-1 (Uncoupling protein-1). Both transcript and protein genes’ levels were modulated in mammary gland of Hoxa5-/- mice. I have shown that Hoxa5 gene expression in mammary gland is necessary to establish and maintain stroma integrity during oestrus cycle in four and ten month old mice and for the terminal differentiation of mammary gland epithelial structures at 12.5 days of gestation.

Les isoformes A et B de la nucléoside diphosphate kinase (NDPK) sont des enzymes qui sous forme hétérohexamérique catalysent la conversion des nucléosides diphosphates en nucléosides triphosphates à l'exception de l'ATP. Au cours du développement, les gènes nm23-M1,M2 et -M3 codant respectivement pour la NDPK A, la NDPK B et la NDPK C, sont exprimées par les cellules des crêtes neurales de la souris. Cette expression est maintenue tout au long de la formation des ganglions rachidiens et persiste chez l'adulte. Dans des modèles de cultures primaires, les NDPK B et C sont exprimées au cours de la prolifération neuronale, puis avec la NDPK A au cours de la différenciation neuronale. Les précurseurs du système nerveux périphérique expriment différentes isoformes en fonction de leur phénotype, identifié sur des cultures d'explants de tube neural. LES NDPK A et C sont ainsi majoritairement détectées dans des précurseurs sensoriels et cholinergiques alors que la NDPK B caractérise les précurseurs adrénergiques. Dans les neurones sensoriels de ganglions rachidiens de la souris adulte, la NDPK A est détectée dans le cytosol. La NDPK B est également visualisée dans le noyau et la NDPK C est fréquemment associée à la membrane plasmique. La co-détection des NDPK A et B avec la C suggèrent que ces 3 isoformes pourraient être associées pour former un hétérohexamère. La NDPK C serait responsable d'un ancrage de ces hexamères au niveau des membranes cellulaires. La NDPK A pourrait ainsi agir en collaboration avec des protéines à activité GTPasique. La localisation nucléaire de la NDPK B pourrait s'expliquer par ses fonctions de facteur de transcription du proto-oncogène c-myc et dans les mécanismes de réparation de l'ADN. Enfin, la NDPK C semblerait impliquée dans la signalisation cellulaire via les récepteurs couplés aux protéines G ou encore dans l'adhésion par des interactions avec les intégrines. Le traitement de cultures primaires par le NGF entraîne une augmentation du niveau d'expression des NDPK B et C. En revanche, les neurones sensoriels de souris knock-out pour le LIF, présentent un faible niveau d'expression des NDPKs par rapport aux neurones sensoriels de souris normales. Enfin, les neurones sensoriels de souris knock-out pour la NDPK A sont caractérisés par une arborescence neutitique très ramifiée qui témoigne d'une croissance axonale perturbée
A and B nucleoside diphosphate kinase (NDPK) isoforms are heterohexameric enzymes that catalyze phosphoryl-group transfer between nucleoside di-and tri-phosphates. During development, nm23-M1,-M2 and -M3 genes encoding for NDPK A, B and C, respectively, are expressed by mouse neural crest cells. This expression is long-lasting and is detected in adult dorsal root ganglia (DRG). In neuroblast primary cultures, NDPK B and C are detected in dividing neurons, and then with NDPK A during neuronal differentiation. The precursors of the peripheral nervous system express different isoforms, depending on their phenotype as assessed by primary cultures of neural tube explants. Thus, NDPK A and C are mainly detected in sensory and cholinergic precursors whereas NDPK B is generally found in adrenergic neuroblasts. In adult DRG sensory neurons, NDPK A is visualized in the cytosol. NDPK B is also detected in the nucleus and NDPK C is often associated with plasma membrane. NDPKs co-localizations suggested that the three isoforms may be associated in vivo to form heterohexamers. Moreover, NDPK C could be responsible for anchoring the whole complex on the plasma membrane. NDPK A could act in association with GTPase proteins. The nuclear localization of NDPK B could be related to its functions as c-myc proto-oncogene transcription factor and in DNA repair. Finally, NDPK C may participate in cell transduction via receptor-coupled G proteins or in cell adhesion by interacting with integrins. NGF treated primary cultures of sensory neurons increased NDPK A expression level without affecting those of NDPK B and C. In contrast, LIF knock-out had a low expression level of NDPKs compared with wild mouse sensory neurons. Finally, sensory neurons of NDPK A knock-out mouse are characterized by a highly branched neuritic arborescence that revealed a disturbed axonal outgrowth

La fonction et la différenciation des cellules de Leydig sont connues pour être régulées par différents stimuli incluant 1' hormone lutéinisante (LB) et autres facteurs paracrines et autocrines comme les cytokines dont 1 ' IL-1. NUR 77 est un facteur de transcription présent au niveau des cellules de Leydig et impliqué dans la régulation de la stéroïdogenèse. Malgré que Nur77 soit connu pour être régulé par les cytokines dans différents types cellulaires, cette régulation n 'est pas encore bien caractérisée au niveau des cellules de Leydig. Afin de mieux comprendre la régulation de Nur77 par les cytokines, j ' ai décidé d'étudier l' effet de deux facteurs de transcription, C/EBP~ et NF -KB, connus pour être impliqués dans les voies de signalisation des cytokines, sur le promoteur Nur77. J'ai trouvé que les facteurs de transcription C/EBP~ et NF -KB coopèrent ensemble dans l'activation du promoteur Nur77. Cette coopération nécessite la présènce d'au moins un des deux éléments nouvellement identifiés dans cette étude : C/EBP~ (à -110 pb en fonction du site d'initiation de la transcription) ou p50 (KB à -18 pb). L'activation du promoteur Nur77 par ces facteurs de transcription appuie mon hypothèse selon laquelle NUR 77 peut être un effecteur dans la voie de signalisation des cytokines comme 1 'IL-l.

Chez un individu vieillissant, le développement graduel d’un grand nombre de petites failles moléculaires couplé à des défauts de réparation conduisent à l’apparition possible d’un large panel de pathologies dites associées au vieillissement. Les syndromes progéroïdes segmentaires, comme le syndrome de Werner, phénocopient en partie les observations faites lors du vieillissement classique des individus. A ce jour, 83 mutations différentes affectant le gène WRN ont pour conséquence l’émergence précoce de cataractes, d’un blanchiment et d’une perte des cheveux, de l’ostéoporose, du diabète de type II ou de l’athérosclérose chez les sujets dont les deux allèles du gène WRN sont mutés. Bien que la protéine WRN joue un rôle important dans le métabolisme du génome nucléaire, les liens qui unissent la perte d’une protéine WRN fonctionnelle avec le développement de pathologies associées au vieillissement n’ont pas été clairement définis. L’orthologue de la protéine WRN chez la souris a autorisé la genèse de deux modèles murins du syndrome de Werner. Ayant pourtant perdues toute synthèse de la protéine Wrn, les souris Wrn-/- ne présentent pas d’affection sévère ni de réduction de leur espérance de vie. A l’inverse, les souris WrnΔhel/Δhel produisent une protéine délétée d’une partie du domaine hélicase, la protéine WrnΔhel. Ces souris souffrent de nombreuses pathologies communes aux patients atteints du syndrome de Werner occasionnant la réduction de leur espérance de vie. Le projet de recherche associé à cette thèse doctorale avait pour but de caractériser les différents stresses et dysfonctionnements qui séparent ces deux modèles murins et qui expliqueraient la dichotomie entre leurs états de santé. La découverte de la perte totale de fonctions enzymatiques de la protéine WrnΔhel et surtout de sa mauvaise localisation subcellulaire constitue un résultat clé du projet. Ainsi, en plus de perdre une protéine Wrn nucléaire, les souris WrnΔhel/Δhel gagnent une protéine WrnΔhel mutante potentiellement toxique au bon fonctionnement de compartiments cytoplasmiques comme les peroxysomes et le réticulum endoplasmique, contrairement aux souris Wrn-/-. Dès l’âge de quatre/cinq mois, cette protéine WrnΔhel mal localisée engendre des changements du protéome et un stress oxydatif dans le réticulum endoplasmique des hépatocytes qui répondent au travers de certains acteurs de la voie de réponse aux protéines mal repliées (Unfolded Protein Response, UPR). De manière intéressante, une étude précédente avait montré que, malgré leur capacité à produire leur propre ascorbate grâce à la gulonolactone oxydase (Gulo), un apport additionnel de 0,4% d’ascorbate (p/v) à l’eau mise à disposition des souris WrnΔhel/Δhel à partir du sevrage empêchait l’apparition de pathologies et allongeait leur espérance de vie. Cette thèse doctorale a décelé que même si cet apport exogène d’ascorbate ne modifie pas la quantité de protéine WrnΔhel toujours mal localisée, la disponibilité plus importante de cet anti-oxydant et de ce co-facteur réussit à combler l’ensemble des besoins subcellulaires afin de lutter efficacement contre le stress oxydatif et d’aider à l’obtention d’un protéome fonctionnel. Puisque les patients atteints du syndrome de Werner ne synthétisent pas de novo de l’ascorbate et que cette synthèse endogène chez les souris WrnΔhel/Δhel complique l’évaluation de l’impact de l’ascorbate sur leur santé, ce projet de recherche avait également pour objectif la genèse d’un nouveau modèle murin qui dépend entièrement d’une source exogène de vitamine C à cause d’une invalidation du gène Gulo. Le gain d’une protéine WrnΔhel mal localisée et l’incapacité à produire de l’ascorbate impactent drastiquement l’espérance de vie, le profil métabolique et immunitaire des souris WrnΔhel/Δhel/Gulo-/- traitées avec 0,01% de vitamine C. Ces souris sont également stériles, montrent un hypogonadisme testiculaire et souffrent d’ostéopénie marquée à l’image des patients du syndrome de Werner. Les besoins accrus en vitamine C de ces souris mènent à l’apparition d’une hypovitaminose C plus sévère que chez des souris Gulo-/- soumises au même traitement. Cette carence se reflète au niveau subcellulaire par la présence d’un stress oxydatif hépatique marqué ainsi que par l’activation exacerbée des acteurs de l’UPR. Un apport de 0,4% de vitamine C chez les souris WrnΔhel/Δhel/Gulo-/- réussit à étendre leur espérance de vie et à contrecarrer des stresses subcellulaires mais conduit de manière intrigante à l’âge de quatre/cinq mois à un profil métabolique semblable à celui de souris de type sauvage de 20 mois. De manière générale, les résultats obtenus à l’issue de ce projet doctoral ont mis en lumière l’impact de la vitamine C sur l’état de santé de modèles murins du syndrome de Werner.
For an aging individual, the gradual buildup of a huge number of molecular tiny faults combined with repair defects lead to the possible appearance of various age-related pathologies. Segmental progeroid syndromes like the Werner syndrome partly phenocopy the observations collected from classical aging process of individuals. To date, 83 different mutations affecting the WRN gene are known and result in premature onset of cataracts, graying and hair loss, osteoporosis, type II diabetes and atherosclerosis. Even if the WRN protein plays a major role in the metabolism nuclear genome, the links which relate the loss of a functional WRN protein to the development of ageassociated diseases are not clearly defined. The existence of a mice orthologue of the WRN protein has made possible the genesis of two Werner syndrome mice models. Even without any synthesis of the Wrn protein, Wrn-/- mice do not display any severe pathologies or a shorter lifespan. In contrast, WrnΔhel/Δhel mice produced a Wrn protein lacking part of the helicase domain, the WrnΔhel protein. These mice exhibit many phenotypic features of the Werner syndrome which result in the reduction of their lifespan. The research project associated to this doctoral thesis aimed to characterise different stresses and dysfunctions which differentiate these two mice models and which may explain the dichotomy between their health status. The discovery of the complete loss of enzymatic functions of the WrnΔhel protein, but also its subcellular mislocalization, is a key outcome of the project. Thus, unlike Wrn-/- mice, beside losing a nuclear Wrn protein, WrnΔhel/Δhel mice gain a mutated WrnΔhel protein that is potentially toxic for the proper function of cytoplasmic compartments such as peroxisomes and the endoplasmic reticulum. At the age of four/five months, the mislocalized WrnΔhel protein leads to proteome changes and oxidative stress into the endoplasmic reticulum of hepatocytes which response through some key actors of the Unfolded Protein Response (UPR). Interestingly, one previous study has shown that, despite their ability to produce their own ascorbate thanks to the gulonolactone oxidase (Gulo), an additional ascorbate supplementation (0.4% (w/v) added to drinking water of WrnΔhel/Δhel mice since weaning, prevents the emergence of pathologies and extends the lifespan of mice. This doctoral thesis has given evidence that, even if this exogenous ascorbate supplementation did not change the quantity and mislocalization of the WrnΔhel protein, the higher availability of this anti-oxidant and this co-factor succeeds to fill all subcellular requirements in order to fight efficiently against oxidative stress and to contribute to the acquisition of a functional proteome. Since patients from Werner syndrome do not synthesize de novo ascorbate and because this endogenous synthesis in WrnΔhel/Δhel mice makes the assessment of ascorbate on the health of mice difficult to precisely decipher, another objective from this research project was to generate a new mice model which relies entirely on exogenous vitamin C source because of the knockout of the mouse Gulo gene. The gain of a mislocalized WrnΔhel protein and the inability to produce ascorbate drastically impact on the lifespan, metabolic and immune profile of WrnΔhel/Δhel/Gulo-/- mice treated with 0.01% vitamin C. Moreover, these mice are sterile, display testicular hypogonadism and suffer from profound osteopenia like patients with the Werner syndrome. The increased vitamin C requirements of these mice lead to an hypovitaminosis C which is even more severe than Gulo-/- mice under the same ascorbate treatment. This deficiency is reflected at subcellular level in the outbreak of a pronounced hepatic oxidative stress and the exacerbated activation of actors of the UPR. The 0.4% vitamin C supplementation delivered to WrnΔhel/Δhel/Gulo-/- mice succeeded to extend their lifespan and to counteract subcellular stresses but intriguingly established, at the age of four/five months, a metabolic profile reminiscent to the one observed in 20 months old WT mice. Overall, the results from this doctoral project unravel the impact of vitamin C on health status of mice models for the Werner syndrome.

La maladie d'Alzheimer (MA) est un trouble neurodégénératif lié à l'âge entraînant une diminution des fonctions cognitives. Les traitements actuels ne sont que symptomatiques. Il en résulte un besoin urgent d'outils diagnostiques permettant de déceler la MA avant les premiers signes de déclin cognitif. Une étude métabolomique par RMN 1H a tout d'abord été réalisée sur cinq parties de cerveau de souris contrôles (Tg-) ou développant une démence amyloïde (Tg+) âgées de 1 à 11 mois afin de caractériser les perturbations métaboliques associées au développement de la MA. L'hippocampe (Hipp) est métaboliquement affecté précocement au cours de l'évolution de la MA. La taurine (Tau) et la créatine (Cr), métabolites neuroprotecteurs et osmorégulateurs, augmentent dans l'Hipp des Tg+ dès l'âge de 6 mois. La SRM et la RMN 1H ont ensuite été couplées pour analyser l'Hipp de jeunes souris traitées au clioquinol (CQ). Le CQ accroît la formation de Tau et Cr avant les premiers signes de déclin cognitif. Enfin, des tests comportementaux ont été réalisés sur des souris de 13 mois dans un environnement enrichi (EE) ou traitées par du CQ. Les profils métaboliques ont été analysés par RMN 1H. L'EE et le CQ ont amélioré la mémoire épisodique des Tg+ lorsqu'elles étaient dans un environnement familier. Aucune différence métabolique n'a pu être mise en évidence dans l'Hipp en fonction du génotype. Le couplage statistique des données comportementales et métabolomiques a montré que les Tg+ non traitées au CQ ou non EE développaient des troubles de la mémoire épisodique associés à une concentration de Tau et Cr plus élevée. Ainsi, un EE précoce ou un traitement tardif au CQ améliorerait les fonctions cognitives même à un âge où les plaques amyloïdes sont apparues
Alzheimer's disease (AD) is an age-dependent neurodegenerative disorder that causes a progressive decline in cognitive functions. Current treatments are only symptomatic. So, there is an urgent need for diagnostic tools able to detect AD prior to the onset of signs of cognitive impairment. A metabolomic study by 1H NMR was first carried out on five brain regions of control (Tg-) or amyloidopathy-developing mice (Tg+) aged 1 to 11 months to characterize the metabolic alterations linked to the development of AD. The hippocampus (Hipp) is metabolically affected early during the progression of AD. Taurine (Tau) and creatine (Cr), two neuroprotective and osmoregulatory metabolites, increase in the Hipp of Tg+ from the age of 6 months. 1H SRM and NMR were then coupled to analyze the Hipp of young mice treated with clioquinol (CQ). CQ increases the formation of Tau and Cr before the first signs of cognitive decline. Finally, behavioral tests were performed on 13 month-old mice in an enriched environment (EE) or treated by CQ. The metabolic profiles were analyzed by 1H NMR. The EE and CQ improved episodic memory of Tg+ when they were in a familiar environment. No metabolic difference between control and transgenic mice could be demonstrated in the Hipp. The statistical coupling of metabolomic and behavioral data showed that untreated-CQ and non-EE Tg+ mice developed disorders of episodic memory associated with higher Cr and Tau concentrations. Thus, an early EE or a late CQ treatment would improve cognitive functions even at an age when amyloid plaques have started to form

Une expansion de répétitions G4C2 dans le gène C9ORF72 est la cause génétique la plus commune de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Afin d’étudier les conséquences de la perte d’expression de C9ORF72, nous avons généré un modèle murin knockout pour ce gène. Ces souris ne développent pas d’altérations locomotrices, mais présentent des dysfonctions immunitaires (splénomégalie et lymphadénopathie). Nos analyses révèlent un niveau élevé d’autoanticorps et une glomérulonéphropathie conduisant à la mort des animaux. Nous avons alors généré des modèles murins avec un knockout tissu spécifique de C9orf72 dans les principales populations cellulaires immunitaires. De façon intéressante, la perte de C9orf72 dans les cellules dendritiques reproduit les altérations immunitaires. Des études d’immunophénotypage révèlent une fonction importante de C9orf72 dans les cellules dendritiques plasmacytoïdes. En conclusion, mes données suggèrent qu’une activation de ces cellules pourrait être le point de départ des dysfonctions immunitaires observées dans les souris C9orf72 KO
An expansion of G4C2 repeats in C9ORF72 gene is the most common genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). These repeats lead to DNA epigenetic changes resulting in a decrease expression of C9ORF72. To better understand the functions of this protein, we generated a C9orf72 KO mouse model. These mice do not develop an ALSphenotype, but present immune dysfunctions characterized by a splenomegaly and a lymphadenopathy. Sera and immunohistochemistry analysis also revealed elevated autoantibodies and a glomerulonephropathy, leading to mice death. To further investigate this phenotype, we generated different mice models with a tissue specific KO of C9orf72 in the main immune cell populations. Interestingly, the loss of C9orf72 in dendritic cells reproduce the splenomegaly and lymphadenopathy. Immunophenotyping of the dendritic cell lineage of KO mice revealed specific alteration of the plasmacytoid dendritic cells(pDCs). Overall, these results suggest that pDC could be the starting point of the inflammatory dysfunctions observed in C9orf72 KO mice

La maladie de Stargardt est la plus fréquente des maculopathies héréditaires et peut être regardée comme un modèle juvénile de certaines dégénérescences maculaires liées à l’âge. Elle résulte de mutations récessives du gène ABCA4, responsables d’une accumulation toxique de sous-produits de la vitamine A dans la rétine. Dans ce contexte, des approches thérapeutiques pharmacologiques se développent qui visent à diminuer la concentration de ces composés toxiques par réduction de la concentration rétinienne en vitamine A. L’utilisation de compétiteurs de cette vitamine ont permis d’atteindre cet objectif chez la souris abca4-/-. La souris n’est toutefois pas un bon modèle pour la maladie de Stargardt ; chez l’homme les mutations du gène ABCA4 sont responsables d’une dégénérescence des photorécepteurs maculaires i.e. en majorité des cônes. Or, la souris étant un animal nocturne, sa rétine est particulièrement pauvre en cônes. Au demeurant, alors que la maladie de Stargardt se caractérise par une dégénérescence des photorécepteurs, ceci n’est jamais observé chez la souris abca4-/-, même à un stade avancé, en dépit d’une accumulation des dérivés toxiques de la vitamine A. Ainsi, s’il est possible de réduire l’accumulation de dérivés toxiques de la vitamine A dans la rétine de ces animaux par l’utilisation de compétiteurs, rien ne permet de présager de leur effet neuroprotecteur. Il en est de même pour les essais de thérapie génique qui se développent directement chez le patient faute de modèle animal pertinent.Nos travaux de thèse ont porté sur la création d’un modèle animal plus adéquat. Le rongeur diurne Arvicanthis ansorgei a été choisi en raison de la richesse de sa rétine en cônes et son appartenance à la famille des muridés proches des rongeurs de laboratoire. Nous avons entrepris de produire un animal transgénique par interférence de l’ARN. Après avoir confirmé l’expression d’Abca4 dans les bâtonnets et les cônes de l’animal et caractérisé la séquence de l’ADNc, nous avons recherché une séquence d’ARN antisens et une construction lentivirale permettant d’interférer efficacement sur l’expression du gène abca4 dans les photorécepteurs. Cette dernière étape a abouti avec l’identification du vecteur lentiviral pLKO1 qui a permis la production d’ARN antisens dans les photorécepteurs de souris et de rats transgéniques. En revanche, les séquences ARN antisens utilisées jusqu’alors n’ont pas permis d’interférer efficacement sur l’expression du gène. D’autre part, des protocoles de reproduction assistée ont été développés chez A. ansorgei prenantpour modèle ceux existant chez les rongeurs de laboratoire. Ceci a autorisé l’obtention de nombreux embryons en dépit de nombreuses difficultés rencontrées au cours de ces manipulations à des fins de procréation résultant d’un manque de connaissances du cycle sexuel d’A. ansorgei. L’implantation de ces embryons dans l’oviducte de femelles pseudogestantes s’est heurtée aux mêmes difficultés. Néanmoins le succès de cette entreprise a été obtenu une fois, encourageant à poursuivre ces manipulations dans une cohorte élargie d’animaux.Les anophtalmies et microphtalmies sévères sont des anomalies précoces du développement oculaire. Elles résultent d’un défaut d’induction ou d’invagination de la vésicule optique primaire ou d’un défaut de fermeture de la fente colobomique. Ces malformations sont responsables de grande malvoyance voire de cécité totale. D’origine génétique, elles se transmettent selon tous les modes de transmission. Dans la famille qui a fait l’objet des travaux de ce mémoire, la microphtalmie récessive autosomique s’observait dans deux fratries consanguines réunies par une boucle de consanguinité commune
Pas de résumé en anglais

ARCA2 est une ataxie autosomique récessive rare, caractérisée par une atrophie du cervelet et un léger déficit en Coenzyme Q10 (CoQ). La majorité des patients présentent des signes neurologiques supplémentaires comme l’épilepsie ou l’intolérance à l’exercice. La maladie est due à des mutations dans le gène COQ8A qui semble encoder une protéine kinase-like atypique, impliquée dans la biosynthèse du CoQ. Pour comprendre les mécanismes physiopathologiques, une souris Coq8a knock-out (KO) constitutif a été générée et récapitule les symptômes observés chez les patients. Le but de ce travail de thèse était de mieux comprendre certains aspects, notamment l’intolérance à l’exercice et l’ataxie. Malgré un déficit en CoQ dans les muscles, aucun défaut de respiration mitochondriale n’a été détecté dans un modèle cellulaire de muscle. Néanmoins, dans le cervelet, les niveaux de transcrits de 27 gènes sont dérégulés, précocement dans l’apparition de la pathologie chez les souris KO. Les voies métaboliques vont être explorées, ce qui devrait permettre de relier la fonction de COQ8A au taux de CoQ et aux symptômes observés chez les patients
ARCA2, a rare form of recessive ataxia, is characterized by early onset progressive ataxia, cerebellar atrophy and a mild Coenzyme Q10 deficiency. Most of the patients show additional neurological signs such as epilepsy and exercise intolerance. Mutations in the COQ8A gene lead to ARCA2. COQ8A is suggested as being an unorthodox protein kinase like, with a regulatory role in CoQ biosynthesis, in mammals. To better understand ARCA2, a constitutive Coq8a knock-out (KO) mouse model was generated, which recapitulates most of the patient’s symptoms. Here we report the use of cellular models and the affected tissues to uncover the molecular signature of COQ8A loss and CoQ deficit. Despite CoQ deficit in the muscle, no mitochondrial bioenergetics defect was uncovered. In parallel, we have identified, by RT-qPCR, a key set of genes that are dysregulated in cerebellum, very early on in the pathology. We are currently investigating these pathways to uncover the link with COQ8A function. Altogether, our experiments will shed light on the early molecular events that lead to ARCA2 and may help draw a link between COQ8A function, CoQ pools and the symptoms observed in patients