Les fibrocartilages sont des tissus repartis largement dans l'organisme dont la structure histologique est étroitement liée à la fonction. Ils jouent un role fondamental dans la transmission des forces de compression ou de traction et sont un composant majeur de l' appareil musculo‐squelettique. Parmi les différents fibrocartilages se dégage l'enthèse qui vient attacher les tendons autour des articulations et dont le vieillissement aboutit à un arrachement des tendons. Afin d'étudier les possibilités thérapeutiques, nous avons developpé chez le petit animal, un modèle de lésion de l'enthèse qui se veut proche du vieillissement, afin de recréer un modèle translationnel le plus proche possible de la réalité clinique, ce modèle nous permettant d'évaluer le taux global de cicatrisation. Le modèle que nous avons développé nous a permis d'obtenir un taux de cicatrisation, après réparation chirurgicale d'une lésion de l'enthèse du tendon de rat, un taux de cicatrisation proche de celui obtenu en pratique clinique. En injectant, lors des réparations chirurgicales, des chondrocytes dans un groupe, et des cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse dans l'autre nous avons montré une différence statistiquement significative en terme de taux global de cicatrisation, de résistance à l'arrachement, et de regénération histologique de l'enthèse à 45 jours

L'obésité maternelle, dont la prévalence ne cesse d'augmenter, est associée à de nombreux troubles de l'accouchement, tels que des dépassements de terme à l'origine d'une augmentation du taux de césariennes. Ces troubles pourraient, en partie, s'expliquer par une concentration plasmatique de leptine plus élevée chez les femmes enceintes obèses ainsi que par les effets inhibiteurs, démontrés in vitro, de cette adipokine sur la contractilité myométriale. Au moment de l'accouchement, la transition phénotypique du myomètre d'un état de quiescence utérine à un état contractile est une étape clé indispensable à la mise en route du travail. Elle est associée à une activation de l'apoptose des cellules myométriales ainsi qu'à un remodelage de la matrice extracellulaire utérine. Le but de notre travail était d'étudier la capacité de la leptine à moduler l'apoptose et le remodelage myométriaux induits par le lipopolysaccharide (LPS).Les échantillons de myomètre ont été prélevés lors de césariennes réalisées avant la mise en route du travail, à la maternité du CHU de Dijon. Les effets de la leptine ont été évalués après incubation des explants myométriaux pendant 48 heures avec du LPS (10 µg/ml) avec ou sans leptine (de 10-10 à 10-8 M).Nos résultats ont démontré la capacité de la leptine à inhiber, de façon concentration-dépendante, l'apoptose induite par le LPS en diminuant l'expression des protéines pro-apoptotiques (caspase-3 clivée, BAX) et en augmentant celle du médiateur anti-apoptotique BCL2. Cet effet anti-apoptotique de la leptine dans le myomètre gestant était associé à l'activation de la voie de signalisation ERK1/2. De plus, nos résultats ont montré que la leptine était également capable de s'opposer, de façon concentration-dépendante, à la dégradation du collagène de la matrice extracellulaire myométriale induite par le LPS. Cet effet était associé à l'inhibition de l'activation et de la surexpression des métalloprotéinases MMP2 et MMP9 induites par le LPS.Ce travail a permis d'approfondir les connaissances sur le rôle de la leptine dans la régulation de l'activité du myomètre. Nos résultats suggèrent que les troubles de l'accouchement observés chez les femmes obèses résulteraient de l'inhibition de l'apoptose et du remodelage myométriaux par la leptine, en plus de l'inhibition de la contractilité utérine déjà décrite.

Les cavéolines et les protéines cavines forment le manteau d'invaginations membranaires appelées cavéoles. Dans le tissu adipeux (TA), ces structures sont très abondantes dans les adipocytes et les cellules endothéliales. Une perte d'expression de cavéoline-1 a pour conséquence une lipoatrophie sévère chez les souris invalidées pour ce gène (Cav1(-/-)), ce qui a conduit à suggérer un rôle important de Cav1 pour le contrôle de la capacité de stockage du TA. Par ailleurs, les souris Cav1(-/-) présentent des défauts vasculaires, phénotype totalement corrigé par une réexpression spécifique de Cav1 au niveau de l'endothélium (souris Cav1 RC). Afin de déterminer les rôles respectifs de la cavéoline-1 adipocytaire et endothéliale dans l'établissement de la lipoatrophie observée chez les souris Cav1(-/-), nous avons comparé les phénotypes adipeux de souris contrôles, Cav1(-/-) et Cav1 RC et établi ainsi le rôle majeur de la cavéoline-1 adipocytaire dans l'apparition de ce phénotype. Pour caractériser les mécanismes impliqués, nous avons surexprimé Cav1 et les cavines dans la lignée adipocytaire 3T3-L1. Nous montrons que ces surexpressions augmentent le nombre de cavéoles à la membrane plasmique des adipocytes. En revanche, seule la surexpression de Cav1 induit la croissance des gouttelettes lipidiques (GL), suggérant que cet effet de Cav1 s'exerce en dehors des cavéoles. En accord, la surexpression de Cav1 exclusivement à la surface des GLs augmente la taille de ces organites dans les adipocytes. Ces résultats démontrent un rôle spécifique de la cavéoline-1 à la surface de la GL, indépendant des cavéoles, dans le contrôle de la capacité de stockage lipidique adipocytaire

L'obésité est un état inflammatoire chronique dit de " bas grade ", associé à l'augmentation de facteurs pro-inflammatoires dans la circulation et le tissu adipeux. Chez les sujets obèses, nous montrons qu'une série de facteurs inflammatoires sériques évoluent selon une régulation bi-phasique au cours de la perte de poids induite par chirurgie bariatrique, avec une diminution drastique à 3 mois suivie d'un rebond et d'une stabilisation à 1 an. Le statut nutritionnel des patients est un déterminant majeur de ce profile inattendu. Chez ces sujets, nous mettons en évidence un enrichissement en monocytes circulants " non classiques " CD14dimCD16+, dont l'abondance diminue après perte de poids. La relevance clinique de ces observations reste à explorer. Le tissu adipeux est un site d'accumulation de cellules immunitaires dans l'obésité, mais les voies de communication entre ces cellules sont mal connues. Nous montrons que les macrophages du tissu adipeux sécrètent de l'IL-1β en réponse à l'activation de l'inflammasome NLRP3. Ce processus est augmenté chez les patients obèses diabétiques (T2D) et atténué après perte de poids. Par ailleurs, nous montrons que le tissu adipeux des patients T2D est enrichi en une population de lymphocytes produisant à la fois de l'IL-17+ et de l'IFN-β+. Dans un système de co-culture, l'IL-1β produite par les macrophages du tissu adipeux stimulent la production d'IL17 par les lymphocytes, et réciproquement. Ces résultats suggèrent que IL-1β et IL-17 sont deux cytokines clés à la base d'un dialogue paracrine et pro-inflammatoire entre macrophages et lymphocytes du tissu adipeux, spécifiquement augmenté chez les patients obèses diabétiques.

Bien que les bases physiopathologiques de beaucoup de maladies musculaires soient dorénavant connues, les myopathies congénitales à cores (MCs), maladies génétiques qui se présentent dès la naissance avec un retard du développement moteur, une faiblesse musculaire et des complications respiratoires et/ou cardiaques parfois mortelles, demeurent mal comprises. Des mutations dans RYR1, SEPN1, TTN, ACTA1, CFL2 et MEGF10 ont été associées aux MCs, pourtant dans plus de 50% des cas le gène responsable reste à identifier. L'objectif de ma thèse a été de clarifier les mécanismes physiopathologiques des MCs par l'identification de nouveaux gènes ou de nouvelles mutations. Cette thèse a eu une dimension internationale concrétisée par la mise en place d'une cotutelle UPMC (France) et UdeM (Québec). J'ai développé deux axes de recherche complémentaires. D'une part j'ai étudié 21 familles informatives avec MC récessive, scoliose et atteinte respiratoire, en combinant clonage positionnel et étude de gènes candidats et en utilisant des outils variés allant du génotypage au séquençage de nouvelle génération (NGS). En parallèle, j'ai étudié 24 familles avec une MC autosomique récessive affectant les muscles cardiaque et squelettique et dont le phénotype était semblable à celui observé chez des patients avec des délétions dans les 6 derniers exons de TTN. Ainsi pour l'analyse de cette deuxième cohorte, nous avons appliqué une stratégie de séquençage de gène candidat ciblée sur ces exons et de NGS pour le reste du gène. Pendant mon doctorat j'ai identifié les défauts génétiques de 8 des 45 familles étudiées (18 %), et caractérisé 3 nouvelles entités médicales, dont deux MCs dues à des nouvelles mutations de TTN. Ces résultats ont servi à l'identification de nouvelles interactions protéiques de la titine et contribuent à définir TTN comme une cause majeure de pathologies musculaires cardiaques et/ou squelettiques. Une troisième nouvelle forme de MC est provoquée par une mutation d'un coactivateur transcriptionnel peu connu et jamais associé à une maladie. Ces résultats ont révélé un nouvel acteur clef et une nouvelle voie de signalisation dans la physiopathologie du muscle, ont un bénéfice direct en termes de conseil génétique et ouvrent la voie pour le développement de thérapies

Les mutations du gène LMNA, codant les lamines A/C, des protéines ubiquitaires de l'enveloppe nucléaire, sont responsables de formes autosomiques de dystrophie musculaire d'Emery-Dreifuss (EDMD), pathologie associant une atteinte des muscles squelettiques et une cardiomyopathie dilatée (DCM) avec troubles rythmiques et/ou conductifs. Lors de ma thèse j'ai analysé le phénotype musculaire et cardiaque de souris LmnaΔK32/+ (Het), mutation identifiée chez des patients présentant une EDMD sévère. Les souris Het n'ont pas d'atteinte musculaire mais développent une DCM conduisant au décès entre l'âge de 35 et 7O semaines. Le niveau de lamines A/C est diminué de 50% dans le cœur des souris Het avant et au début de la DCM mais similaire aux Wt chez les souris Het souffrant de DCM. La diminution de la quantité de lamines A/C est liée à leur dégradation par le système ubiquitine-protéasome (UPS) dont la fonction est altérée dans le cœur des souris Het, conduisant à l'augmentation de la quantité de lamines K32 avec l'âge. In vitro, l'accumulation des lamines A/C K32 conduit à leur agrégation nucléaire, suggérant un effet dominant négatif de ces protéines mutées. Pour conclure, la souris LmnaΔK32/+ est le premier modèle murin porteur d'une mutation du gène Lmna qui développe une cardiomyopathie isolée à l'état hétérozygote. L'UPS joue un rôle important dans la dégradation des lamines A/C mutées, limitant leur effet délétère. Les mécanismes physiopathologiques à l'origine de la DCM chez les souris Het sont donc doubles : à l'haploinsuffisance des lamines A/C, connue comme préjudiciable pour le cœur, s'ajoute un effet poison des lamines mutées augmentant avec la dysfonction de l'UPS

Le syndrome de Brugada (SBr) est une arythmie cardiaque héréditaire à pénétrance partielle. Cette pathologie est caractérisée par une élévation du segment ST dans les dérivations précordiales droites (V1 à V3) sur l'ECG et un risque important de mort subite et de syncope par fibrillation ventriculaire. Les mutations dans le gène SCN5A, qui code le canal sodique cardiaque Nav1.5, sont mises en cause dans 20% des cas. Le canal sodique cardiaque est responsable de l'initiation et de la propagation du potentiel d'action dans le myocarde. Ainsi, la perte de fonction de ce canal joue un rôle important dans le SBr. Ce travail permet de mieux comprendre les conséquences des mutations de la région N-terminale très conservée au cours de l'évolution, dans le SBr et le rôle de cette dernière dans la fonction du canal Nav1.5. Nous avons montré que certaine mutation de la région la région N-terminale mène à la rétention du canal mutant dans le réticulum endoplasmique précédant sa dégradation par le protéasome. En conséquence ces mutations semblent bien être responsables du SBr. Par ailleurs, cette région joue un rôle important dans la capacité d'ouverture du canal sodique cardiaque. Nous avons mis en évidence que la présence de canaux mutants peut altérer le transport à la membrane du canal sauvage menant à un effet dominant négatif. Mais aussi la capacité du canal non fonctionnel R878C-Nav1.5, qui est capable d'atteindre la membrane plasmique, à restaurer partiellement le courant sodique de mutants retenus dans des compartiments intracellulaires. Ce phénomène de transcomplémentation montre que les canaux sodiques sont capables de coopérer.

A la différence de l'urothélium de la vessie bien étudié, le phénotype et la fonction de l'urothélium intrarénal restent méconnus. L'objectif de ce travail est de caractériser l'urothélium intrarénal murin normal, au décours de lésions induites par une obstruction urétérale unilatérale, ou par ischémie/réperfusion avec ou sans insuffisance rénale aigue. Nos résultats suggèrent que l'urothélium intrarénal est différent de l'urothelium vésical et joue potentiellement un rôle clé dans les phénomènes de régénération rénale. Cet urothélium, remonte jusqu'au fornix au niveau de la zone cortico-médullaire et présente un phénotype de cellules progénitrices épithéliales. Cette structure est capable de s'adapter à l'hyperpression en modifiant son phénotype et devient pluristratifiée à l'instar de la vessie dans le but de reconstituer une barrière efficace. Après ischémie rénale unilatérale, ces cellules urothéliales constituent le premier contingent cellulaire qui prolifère, suivie par la régénération des cellules tubulaires de voisinage. Ces cellules urothéliales n'ont pas de propriété de migration à distance pour recoloniser les tubules lésés. Cette prolifération est médiée par la voie FGF7-FGFR2IIIb. L'inhibition de la prolifération des cellules urothéliales et tubulaires au cours d'une insuffisance rénale aiguë ischémique est expliquée par une inhibition de la transcription rénale de FGF7, et peut être prévenue par l'administration de FGF7. Le FGF7 pourrait ainsi être un traitement potentiel dans l'insuffisance rénale aigue : son administration précoce permet à la fois un rôle de néphroprotection (diminution de l'intensité des lésions) et accélère la régénération tubulaire

ABCB4 est un transporteur ABC spécialisé dans la sécrétion de phosphatidylcholine au niveau de la membrane canaliculaire des hépatocytes. Des variations du gène ABCB4 sont responsables de la cholestase intrahépatique familiale progressive de type 3 (PFIC3), une maladie rare, létale, qui progresse en cirrhose et insuffisance hépatique avant l'âge adulte. Nous avons étudié l'effet de la mutation I541F décrite chez un patient. Contrairement à la forme sauvage d'ABCB4 localisée à la membrane des canalicules biliaires dans les cellules HepG2 et à la surface apicale dans les cellules MDCK transfectées, le mutant I541F n'est pas replié correctement et s'accumule dans le réticulum endoplasmique (RE). Après transfert à 27°C, le mutant est exprimé à la surface apicale sous forme mature et active. La modulation des chaperonnes cellulaires calnexine et Hsc/Hsp70 ne restaure pas le trafic intracellulaire du mutant. La cyclosporine A augmente la maturation et l'expression à la membrane plasmique d'ABCB4-I541F, ce qui ouvre des perspectives de développer de nouvelles thérapies pour le traitement de la PFIC3. La seconde partie du travail a eu pour objectif de déterminer le rôle du domaine cytoplasmique N-terminal d'ABCB4, qui n'a pas d'homologie avec d'autres transporteurs ABC. Des délétions progressives de ce domaine ont permis d'identifier une séquence de 11 acides aminés nécessaire à la sortie du RE. Des mutations ponctuelles (T34M et R47G) identifiées chez des patients n'affectent pas la maturation ni le trafic, mais diminuent fortement l'activité d'ABCB4. Ces résultats montrent que le domaine N-terminal est nécessaire à la fois pour le trafic et l'activité d'ABCB4

Le cancer médullaire de la thyroïde (CMT), qui représente 5 à 8% des cancers de la thyroïde, estissu de la transformation maligne des cellules C du parenchyme thyroïdien. Ce cancer, sporadiquedans 70 à 80% des cas et familial pour les 20 à 30% restants, est essentiellement lié à desanomalies du proto-oncogène RET, codant un récepteur à activité tyrosine kinase. La fréquenceélevée des mutations activatrices de RET ont permis d'identifier ce récepteur comme une ciblethérapeutique majeure. Si la chirurgie est le traitement de référence pour les formes localisées, lesformes localement avancées ou métastatiques, de pronostic plus péjoratif étaient avant ledéveloppement des thérapies moléculaires ciblées, dans une impasse thérapeutique. La meilleurecompréhension de la biologie des tumeurs a permis le développement de ces thérapies plusrationnelles et plus spécifiques, en particulier des inhibiteurs d'activité tyrosine kinase (ITK).L'optimisation de leur utilisation en clinique nécessite de mieux comprendre leurs mécanismesd'action.Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse ont été à la fois cognitifs et cliniques, visant àaméliorer la compréhension de la réponse moléculaire à deux ITKs, le sunitinib et la vandetanib,dans le CMT, et à identifier de nouveaux biomarqueurs de suivi thérapeutique. Dans un premiertemps, nous avons montré les effets antiprolifératifs, antitumoraux et antiangiogéniques dusunitinib et du vandetanib dans un modèle de CMT muté RETC634W, mettant en évidence desprofils d'activité proches entre les deux inhibiteurs. Puis, les principales voies de signalisationmises en jeu lors de la réponse à ces ITKs ont été explorées par Reverse-Phase Protein Array(RPPA). Par une approche transcriptomique haut-débit menée sur des modèles précliniques, lesprincipales fonctions cellulaires impliquées dans la réponse au sunitinib et au vandetanib ont étéidentifiées. Le rôle de gènes participant à l'invasion tissulaire et au pouvoir métastatique a été misen évidence. De nouveaux biomarqueurs potentiels de réponse au vandetanib et au sunitinib, telsque l'IL-8 et le TGF-2 dont les taux sériques sont significativement plus élevés chez les patientsatteints de CMT, ont été identifiés. Enfin, l'intérêt de trois approches méthodologiques dans lesuivi de la réponse antitumorale chez les patients a été évalué. Ainsi, le développement d'uneméthode de dosage du vandetanib par spectrométrie de masse a permis de suggérer un lien entredes taux sériques élevés et l'apparition de toxicités sévères. L'évaluation de biomarqueurs dans lesérum de patients traités par le vandetanib a souligné l'intérêt de l'IL-8 comme marqueurpronostic potentiel dans cette pathologie. Enfin les résultats préliminaires, évaluant la réponse ausunitinib par échographie doppler sur un modèle préclinique de souris xénogreffées, ontconfirmé l'intérêt de l'imagerie fonctionnelle dans ce domaine.