La protéine Tau est impliquée dans de nombreuses maladies neurodégénératives regroupées sous le terme de Tauopathies dont la plus fréquente est la maladie d'Alzheimer (MA), qui est caractérisée, dans les phases précoces, par une augmentation du stress oxydant dans le cerveau des patients. L'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène (ou ROS) dans les neurones mène notamment à l'apparition de dommages au niveau de leur ADN génomique. Les neurones ne se divisant pas, l'accumulation de dommages non réparés au niveau de la molécule d'ADN induit, à terme, des conséquences importantes sur leur fonctionnement. Cependant, les mécanismes impliqués dans l'accumulation de dommages à l'ADN neuronal dans la MA ne sont pas élucidés. La MA est également caractérisée par la présence de protéine Tau hyper et anormalement phosphorylée. Cette protéine Tau pathologique s'agrège et forme les " dégénérescences neurofibrillaires " (ou DNF). Les mécanismes conduisant à l'agrégation de Tau dans les cerveaux Alzheimer demeurent encore peu connus. Néanmoins, il est maintenant admis que bien plus que les agrégats insolubles, ce sont des petites formes oligomériques de Tau qui sont toxiques dans les neurones.Tau peut se localiser dans les conditions physiologiques au niveau de la membrane plasmique et au sein du noyau des neurones. Dans le laboratoire, il a été montré dans des cultures primaires de neurones murins que Tau joue un rôle essentiel dans la protection de l'ADN génomique neuronal en condition de stress. Le premier objectif de cette thèse était de savoir si in vivo Tau joue un rôle protecteur vis-à-vis de l'ADN. Nous avons donc mis au point un modèle murin de stress hyperthermique, stress induisant la formation de ROS. Nous avons ainsi validé in vivo la fonction protectrice de Tau vis-à-vis de l'ADN génomique. Nous avons également mis en évidence que l'absence de Tau altérait l'intégrité d'ARN cytoplasmiques et nucléaires en condition de stress, ce qui suggère que Tau pourrait jouer un rôle dans le contrôle qualité des ARN. Le deuxième objectif était d'évaluer l'impact de la pathologie Tau sur sa fonction protectrice de l'ADN. Notre hypothèse était que la pathologie Tau pourrait avoir un rôle délétère sur sa fonction protectrice de l'ADN génomique. L'impact de la pathologie Tau a alors été évalué in vivo dans un modèle de souris transgéniques (THY-Tau22). Nos résultats indiquent que dans les neurones hippocampiques soumis à un stress hyperthermique et possédant une pathologie de Tau précoce, il y a la perte de la fonction protectrice de Tau vis-à-vis de l'intégrité des acides nucléiques. Par ailleurs, nous avons observé qu'une augmentation de ROS jouait le rôle d'agent inducteur in vivo dans la formation de petits oligomères de Tau dans le cytoplasme et le noyau de neurones hippocampiques. De façon intéressante nous avons observé une corrélation entre les neurones possédant des dommages aux acides nucléiques et la formation de petits oligomères de Tau. Ces résultats mettent en lumière l'existence d'une fenêtre temporelle critique où une augmentation du stress oxydant induit conjointement l'oligomérisation de Tau et la formation de dommages aux acides nucléiques dans des neurones présentant une pathologie précoce. Ceci suggère que des formes oligomériques de Tau seraient impliqués dans l'altération des acides nucléiques.Les phospholipides peuvent également servir d'agent inducteur pour l'oligomérisation de Tau. Ils sont retrouvés dans les membranes. Les radeaux lipidiques sont des microdomaines de la membrane plasmique riches en sphingolipides et en cholestérol qui pourraient servir de point de nucléation pour l'oligomérisation de Tau. Avant de pouvoir répondre à cette question, le troisième objectif a été d'étudier l'état de phosphorylation de Tau associée aux radeaux lipidiques. Nos résultats indiquent que dans le cortex de patients atteints de la MA, la protéine Tau associée aux radeaux lipidiques est hyperphosphorylée et oligomérisée.

Les antipsychotiques sont des agents psychoactifs utilisés pour traiter les symptômes de la schizophrénie. Si la mise sur le marché de la seconde génération de molécule a permis de diminuer l'apparition des troubles extrapyramidaux, elle reste néanmoins associée à des effets secondaires caractérisés principalement par une prise de poids assortie d'une dyslipidémie et d'un développement du diabète de type 2. Ces effets indésirables entraînent chez les patients une dégradation de leurs conditions de vie et constituent l'une des principales causes d'abandon de ce traitement, les exposant à un risque accru de rechute. L'objectif de ce travail était double : (i) caractériser les troubles métaboliques induits par un traitement à long terme à la rispéridone en utilisant des techniques non-invasives de résonance magnétique ; (ii) prévenir ces troubles par un régime alimentaire supplémenté en curcuminoïdes. Notre modèle a permis de montrer qu'un traitement hebdomadaire de 24 semaines entraînait des perturbations apparentées au syndrome métabolique. L'imagerie par résonance magnétique était suffisamment sensible pour caractériser ces conséquences métaboliques iatrogènes et permettait de définir des biomarqueurs prédictifs de sévérité comme le ratio hydro-lipidique, le degré d'insaturation des acides gras et le remodelage de la répartition des tissus adipeux. Sur le plan pharmacologique, la supplémentation en curcuminoïdes permettait de prévenir l'hépatomégalie et l'intolérance au glucose induite par la rispéridone. Ces bénéfices étaient associés à une modulation de l'expression de gènes hépatiques impliqués dans la lipogenèse (FAS, ACC1), dans la lipolyse (ACO) ou bien dans l'inflammation (NFκB). Le cadre expérimental défini dans ce travail met en avant la possibilité de transférer cette approche prédictive par résonance magnétique en clinique humaine.

L'objectif de ce travail a été la préparation de nanoparticules pour l'administration intratumorale. Ladouble functionalisation de ces nanoparticules est rapidement approuve comme extrement intéressant, car ellespeuvent être utilisé pour le diagnostic in vivo et la thérapie (théranostics). Pour réaliser ce type desnanoparticules, l'oxyde de fer a été choisi comme agent de contraste pour une utilisation en imagerie parrésonance magnétique (IRM) pour le diagnostic de cellules cancéreuse. Les nanoparticules d'oxyde de fer ont étépréparées dans des milieux aqueux et organique. La méthode d'émulsification multiple suivie de l'évaporationde solvant a été utilisée pour l'encapsulation concomitante d'un principe actif et des nanoparticules de l'oxydede fer. Tous les paramètres affectant la taille des nanoparticules pendant le procédé ont été étudiés en utilisantune molécule active hydrophile modèle (une dérivative de la Stilbene) et le protocole standard a ensuite étéévalué. Dans une seconde étape, les particules d'oxyde de fer ont été encapsulées par la même méthoded'émulsion évaporation et entièrement caractérisées en termes de morphologie, taille, magnétisation, etcomposition chimique. La visualisation in vitro des particules modèles a été réalisée par IRM et comparée a unproduit commercial à base de Gadolinium (Gd). D'autre part, la quantité nécessaire d'oxyde de fer permettantune bonne visualisation par IRM a été déterminée par une étude in vivo menée sur des souris. Enfin la doubleencapsulation d'oxyde de fer avec une molécule anticancéreuse a été effectuée par la méthode développée, laformulation obtenue a été entièrement caractérisée.

La radiothérapie stéréotaxique par rayonnement synchrotron (SSRT) est une technique innovanteutilisant un faisceau synchrotron de rayons X monochromatiques entre 50 et 100 keV. Une augmentationde dose par prise de contraste est obtenue localement par effet photoélectrique sur unélément lourd injecté dans le volume cible (tumeur cérébrale). Des essais cliniques de SSRT sont encours de préparation à l'ESRF (établissement européen de rayonnement synchrotron). Un systèmede planification de traitement (TPS) est nécessaire pour le calcul de l'énergie déposée au patient(dose) pendant le traitement. Une version dédiée du TPS ISOgray a donc été développée. Ce travaildécrit l'adaptation du TPS réalisée, particulièrement au niveau du module de simulation virtuelleet de dosimétrie. Pour un calcul de dose, le TPS utilise une simulation Monte Carlo spécifique desphotons polarisés et de basse énergie. Les simulations sont réalisées depuis la source synchrotron,à travers toute la géométrie de la ligne de lumière modélisée et dans le patient. Pour ce calcul, desmatériaux spécifiques ont été notamment ajoutés pour la modélisation voxélisée du patient, afin deprendre en compte la présence d'iode dans certains tissus. Le processus de calcul Monte Carlo a étéoptimisé en vitesse et précision. De plus, un calcul des doses absolues et des temps d'irradiation,particulier à la SSRT, a été ajouté au TPS. Grâce à des mesures de rendements, profils de dose, etdoses absolues, réalisées à l'ESRF en cuve à eau et en fantôme solide avec ou sans couche d'os, lecalcul de dose du TPS a été validé pour la SSRT.

Myelodysplastic syndromes (MDS) are regarded as clonal disorders of haematopoietic stem cells (HSC). Recent evidence demonstrates that stromal microenvironment, in addition to HSC defects, plays a particular role via its direct contact with haematopoietic precursor cells (HPC). This thesis aims at evaluating the putative growth deficiencies of mesenchymal stromal cells (MSC) from MDS individuals compared with normal controls, exploring their adhesion profile, assessing the adhesion process-involved molecular substrates, and establishing correlations with their growth patterns and HPC dysfunctions. Functional assays revealed that MSC from MDS are intrinsically pathological, show a continuous decline of proliferation over a 14-day culture and a reduced clonogenic capacity in the absence of signals from HPC. MSC growth defects significantly correlate with decreased CD44 and CD49e expression. Moreover, stroma-dependent adhesion mechanisms control HPC clonogenic potential and CD49e might be one of the molecules involved in this process. Qualitative and quantitative abnormalities of focal adhesion (FA) proteins paxillin and pFAK [Y397] and of two regulatory proteins, HSP90αβ and p130CAS were identified via immunofluorescence analysis. Paxillin, pFAK [Y397] and HSP90αβ increased expression, besides its stronger nuclear colocalization in MSC from RAEB correlates with a consistent proliferative advantage and has a negative impact on HPC clonogenic capacity. These results open interesting opportunities, e.g. HPC-to-MSC interactions involve FA proteins signalling, and, as FAK is an HSP90αβ-client protein, it may enhance the utility of HSP90αβ inhibitors as adjuvant therapy in MDS

La stimulation cérébrale profonde est un traitement efficace pour traiter les symptômes parkinsoniens chez les patients en échappement thérapeutique médical. L'intervention chirurgicale consiste à positionner au millimètre près une électrode de stimulation dans un noyau cérébral profond. La qualité du ciblage peut être améliorée par des bases de données multimodales, à la fois anatomiques, cliniques et électrophysiologiques. En premier lieu, nous avons créé une IRM moyennée appelée template Parkinson, puis nous avons validé la segmentation des 24 structures cérébrales profondes du template. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la meilleure localisation du plot stimulé dans le noyau subthalamique (NST) en étudiant les résultats moteur et neuropsychologiques de 30 patients parkinsoniens stimulés dans le NST. Pour chaque score clinique, nous avons obtenu un atlas anatomo-clinique, associant le degré d'amélioration ou de dégradation du patient avec son plot stimulé. Nous avons constaté une discordance entre la meilleure amélioration motrice et l'inévitable dégradation des fluences en stimulant dans la région postéro-supérieure du NST. Dans un troisième temps, nous avons développé des cartes statistiques anatomo-cliniques pour visualiser les conséquences motrices et neuropsychologiques à 6 mois d'une stimulation du pallidum médial (GPm) chez 20 patients parkinsoniens. Les patients étaient tous améliorés sur le plan moteur sans altération neuropsychologique. La zone où la majorité des patients étaient améliorés sur le plan moteur, était la partie postéro-ventrale du GPm, un peu plus latéralement que les données de la littérature. Notre but est d'utiliser les cartes statistiques de manière prospective chez d'autres patients à opérer, pour raccourcir le temps de ciblage pré-chirurgical le jour de l'intervention et pour améliorer le résultat postopératoire, tant sur le plan moteur que neuropsychologique.

Le métabolisme lipidique est stimulé lors de l'exercice musculaire. La contribution énergétique des lipides s'accentue pendant l'exercice d'endurance d'intensité modérée de longue durée (40% à 60% de VO2max). Outre les acides gras circulants, les réserves de lipides intramyocellulaires (IMCL) sont sensées être utilisées pendant des performances dépassant 4 heures. Devant le manque de preuves expérimentales jusqu'à ce jour, une 1ere étude a été entreprise sur 10 sportifs (40 ± 6 ans) lors d'une course de 24h. Les résultats obtenus sur le muscle vaste externe ont montré une baisse significative d'IMCL de 56% et 45% dans les fibres de type I et IIA respectivement, alors que le glycogène n'a diminué que dans les fibres I. Ces données indiquent un catabolisme d'IMCL plus efficace que celui du glycogène dans les fibres rapides lors de l'exercice d'ultra endurance, dont le mécanisme reste à déterminer. IMCL s'accumule lors du vieillissement ou de l'obésité et peut constituer un risque de résistance à l'insuline (RI). Un entraînement combiné en endurance (EE) et en résistance (ER) de 14 semaines a été mené sur des sujets âgés (73 ± 4 ans) et d'autres en surpoids (58 ± 5 ans). Dans les deux groupes IMCL a augmenté (p<0.05) dans le muscle vaste externe (après EE) mais est resté stable dans le muscle deltoïde (après ER) et s'est accompagné de l'augmentation (p<0.05) de la capacité enzymatique de la β-oxydation après EE. Les céramides musculaires, une classe de lipides impliquée dans RI, ont été diminués (p=0.052) par EE et non par ER. Ces résultats confirment que l'augmentation d'IMCL n'est pas un facteur de risque métabolique et que EE se traduit par une diminution des céramides et de RI

La progression tumorale est la conséquence de multiples altérations génotypiques et phénotypiques; L'une d'entre elles, nécessaire à la formation de métastases, est l'acquisition d'une résistance à l'anoïkis, forme d'apoptose induite par la perte d'attachement à la matrice extra-cellulaire. Afin d'étudier l'anoïkis, nous avons utilisé deux lignées colorectales humaines isogéniques : la lignée SW480 dérivée de la tumeur primaire et sensible à l'anoïkis et la lignée SW620 dérivée d'une métastase ganglionnaire de cette même tumeur et résistante à l'anoïkis. Nous avons établi que dans les cellules SW480, l'anoïkis est une forme d'apoptose intrinsèque c'est-à-dire débutant à la mitochondrie et donc sous le contrôle des protéines de la famille Bcl-2. Parmi celles-ci, nous avons trouvé que seule la protéine proapoptotique à BH3-seul Bim était régulée différemment dans les deux lignées : tandis que son expression augmente de manière très significative dans les cellules SW480 cultivées en suspension, elle n'augmente que très peu dans les cellules SW620. De manière très intéressante, et malgré cette différence, les deux lignées se sont montrées être sensibles au BH3-mimétique ABT-737 mais seulement lorsqu'elles sont cultivées en suspension. Ces résultats indiquent que, qu'elles soient sensibles ou non à l'anoïkis, les cellules détachées sont " prédisposées à la mort " et que des composés semblables à l'ABT-737 tels que le Navitoclax ou l'ABT-199 pourraient avoir des propriétés anti-métastiques dans les tumeurs solides. Dans la seconde partie de ce travail, nous montrons que la protéine transmembranaire CDCP1 ( CUB Domain Containing Protein 1) semble nécessaire mais non suffisante pour protéger ces cellules contre l'anoïkis. CDCP1 est un substrat de Src mais sa phosphorylation sur tyrosine n'est pas impliquée dans cette protection. Finalement, nous avons identifié deux nouvelles protéines qui interagissent avec CDCP1 : l'ITGB4 et l'EphA2

Contexte - La dépression est le trouble mental le plus répandu, mais son étiologie et les facteurs de risque qui lui sont associés demeurent encore largement inconnus, notamment en post-ménopause. Une influence des facteurs hormonaux et anthropométriques est fortement suggérée sur le risque de symptômes dépressifs (SDS) mais pourrait être différente selon que les SDS en post-ménopause ont été précédés d'un antécédent de trouble psychologique (SDS récurrents) ou non (SDS isolés). Objectif - Les données de la cohorte française E3N ont été utilisées pour évaluer les associations entre les facteurs reproductifs endogènes, l'utilisation de traitements hormonaux de la ménopause (THM), les mesures anthropométriques, la corpulence au cours de la vie, et le risque de SDS chez les femmes post-ménopausées. Résultats - Nos résultats suggèrent que la parité est associée à une diminution de risque, tandis que l'irrégularité des cycles en pré-ménopause et les antécédents de symptômes de la ménopause sont associés à un augmentation de risque de SDS en post-ménopause. Une ménopause plus tardive pourrait avoir un effet bénéfique sur le risque de SDS isolés ou précédés d'un premier trouble en post-ménopause. Notre étude n'a cependant pas mis en évidence d'effet bénéfique à long terme des THM sur les SDS, bien que, chez les utilisatrices en cours, la durée de prise de traitement et la voie orale étaient associées à une diminution de risque de SDS isolé. Un poids ou un indice de masse corporelle élevé n'étaient associés qu'aux SDS récurrents. En revanche, les femmes de plus faible poids ou ayant un faible indice de masse corporelle, mais aussi celles ayant un rapport tour de taille/tour de hanches élevé, avaient un risque augmenté de SDS. Enfin, nos résultats suggèrent que des facteurs anthropométriques précoces, tels qu'un poids de naissance élevé ou une forte corpulence dans l'enfance, peuvent également être associés au risque de SDS isolés en post-ménopause. Les femmes ayant un faible poids de naissance ou dont la corpulence augmentait fortement à la puberté pourraient d'autre part être à risque de SDS récurrents.Conclusion - Notre étude suggère que les associations entre les facteurs hormonaux et anthropométriques et les SDS en post-ménopause dépendent de l'histoire psychologique des femmes et proposent ainsi de nouvelles hypothèses. Ces résultats demandent cependant à être reproduits dans des études prospectives qui permettraient d'apporter de nouveaux arguments en faveur de la causalité.

Le développement de nouvelles techniques en radiothérapie externe ouvre de nouvelles voies dans la recherche de gain de précision dans la distribution de dose en passant notamment par la connaissance du mouvement pulmonaire. La simulation numérique NEMOSIS (Neural Network Motion Simulation System) basée sur les Réseaux de Neurones Artificiels (RNA) développée ici permet, en plus de déterminer de façon personnalisée le mouvement, de réduire les doses nécessaires initiales pour le déterminer. La première partie présente les techniques actuelles de traitement, les mouvements pulmonaires ainsi que les méthodes de simulation ou d'estimation du mouvement déjà existantes. La seconde partie décrit le réseau de neurones artificiels utilisé et les étapes de son paramétrage pour répondre à la problématique posée. Une évaluation précise de notre approche a été réalisée sur des données originales. Les résultats obtenus sont comparés avec une méthode d'estimation du mouvement. Les temps de calcul extrêmement faibles, de l'ordre de 7 millisecondes pour générer une phase respiratoire, ont permis d'envisager son utilisation en routine clinique. Des modifications sont apportées à NEMOSIS afin de répondre aux critères de son utilisation en radiothérapie externe et une étude sur le mouvement de contours tumoraux est effectuée. Ces travaux ont mis en place les bases de la simulation du mouvement pulmonaire par RNA et ont validé cette approche. Son exécution en temps réel couplé à la précision de la prédiction fait de NEMOSIS un outil prometteur dans la simulation du mouvement synchronisé avec la respiration.