La sécrétion d'hormones et de neuropeptides par les cellules neuroendocrines est assurée par un processus d'exocytose, contrôlé notamment par les GTPases Rho. La compréhension des mécanismes moléculaires régulant la sécrétion neuroendocrine est primordiale. En effet, la majorité des cancers neuroendocrines tels que les phéochromocytomes, sont associés à une perturbation du processus de sécrétion. Actuellement, les mécanismes moléculaires qui induisent de telles perturbations de la sécrétion ainsi que l’impact de l’activité sécrétrice sur le développement des tumeurs neuroendocrines ne sont pas élucidés. Mes travaux de thèse proposent pour la première fois un lien fonctionnel direct entre l'activité sécrétrice des cellules et la vitesse de développement des phéochromocytomes ainsi qu’une altération des voies moléculaires impliquant certaines protéines Rho, en démontrant un lien entre la baisse de l’activité de Rac1 et Cdc42 observée dans les phéochromocytomes et la diminution de l’expression de leurs régulateurs ARHGEF1 et FARP1. / Neuroendocrine cells secrete hormones and neuropeptides through calcium-regulated exocytosis, controlled especially by Rho GTPases. Neuroendocrine tumours, such pheochromocytomas, are generally associated with a dysfunction of secretion. Although this aspect is well known by clinicians, it has never been explored at the molecular level. Moreover, the potential link between secretion and tumour development remains uninvestigated. Altogether, our results demonstrate for the first time the importance of secretion in tumor development of pheochromocytomas and an alteration of the Rho GTPase pathway, by demonstrating a link between the inhibition of Rac1 and Cdc42 activity observed in pheochromocytomas and the decrease of their activators ARHGEF1 and FARP1 expression.

L'addiction est une affection chronique emmaillée de rechutes, caractérisée principalement par des comportements compulsifs de recherche et de consommation de drogue. Il s'agit d'une pathologie grave et fréquente. Les sujets qui parviennent à se désengager de ces compulsions sont considérés comme abstinents. Les études épidémiologiques montrent que l'abstinence, notamment pour les opiacés est fortement associée à une prévalence accrue de la dépression. Le but de mon travail de thèse était d'aborder spécifiquement la cooccurrence des troubles dépressifs et addictifs. J'ai participé à l'élaboration d'un modèle murin de cette comorbidité, et nous nous sommes focalisés sur l'addiction aux opiacés, en particulier l'héroïne. Suite à un traitement chronique par l'héroïne et au cours de l'abstinence paraissent progressivement des comportements apparentés à la dépression. Ce traitement chronique à l'héroïne modifie le fonctionnement du système sérotoninergique et l'activité du récepteur opioïde kappa (Article publié: Distinct mu, delta, and kappa opioid receptor mechanisms underlie low sociability and depressive-­like behaviors during heroin abstinence). Les déficits comportementaux observés peuvent être prévenus et reversés par un traitement antidépresseur ciblant le system sérotoninergique ou en inhibant l'activité du récepteur opioïde kappa avec un antagoniste, dans des portions similaires (Manuscript submis: Kappa opioid receptor antagonism prevents and reverses heroin abstinence-­induced social deficit with similar efficacy compared to chronic antidepressant treatment). Notre étude nous permet de proposer que le récepteur opioïde kappa constitue un acteur majeur à l'interface de l'addiction et de la dépression(Revue publié: The kappa opioid receptor: from addiction to depression, and back). / Addiction is a chronic, relapsing disorder and is mainly described as compulsive craving and consumption of a drug in spite of adverse consequences. Individuals who have achieved to refrain from such compulsive behaviour are considered abstinent, but present symptoms reminiscent of depression. Epidemiological studies report that abstinence, particularly from opiates, strongly associates with higher prevalence of depression. Aim of my thesis was to specifically address the co-­occurrence of opiate addiction and major depression in preclinical research. Thus, I have contributed to develop a mouse model of opiate abstinence, and in particular extend our model of morphine abstinence to heroin. Following exposure to escalating doses of heroin, abstinent mice progressively exhibit a depressive-­like phenotype, revealed by low sociability., and show altered serotonergic and kappa opioid receptor signaling (Published article: Distinct mu, delta and kappa opioid receptor mechanisms underlie low sociability and depressive-­like behaviors during heroin abstinence).Importantly, these behavioural deficits can be both prevented and reversed by antidepressant treatment targeting serotonergic signaling, or inhibiting the activity of the kappa opioid receptor withan antagonist, with similar efficacy (Submitted article: Kappa opioid receptor antagonism prevents and reverses heroin abstinence-­induced social deficit with similar efficacy compared to chronic antidepressant treatment). Altogether, our results allow us to propose the kappa opioid receptor is a major player at the interface of addiction and depression (Published review: The kappa opioid receptor: from addiction to depression, and back).

Les troubles du sommeil et la dépression ont une interaction fonctionnelle et constituent un enjeu majeur de santé publique. La lumière influence la physiologie, le comportement, en particulier la locomotion, le sommeil et l’humeur, via des effets, circadiens (entrainement de l’horloge) et directs,non-circadiens. L’objectif de ce travail a été de caractériser les effets directs, non circadiens de la lumière sur les comportements, et d’évaluer le rôle des différents photorécepteurs impliqués. Des souris « melanopsin knockout » ont été exposées à différents niveaux de luminance (<10 lux, 150 lux,600 lux) sans changer la phase du rythme circadien. Nos résultats montrent que l’intensité lumineuse influence l’humeur, le sommeil, et la locomotion et qu’à <10 lux, il existe une altération de l’humeur et de l’homéostasie du sommeil. Ces effets sont principalement mélanopsine dépendants. Si elles sont confirmées chez l’homme, ces observations seront pertinentes pour optimiser les indications de la luminothérapie et l’utilisation de la lumière dans notre société. / Sleep regulations and mood disorders exert strong functional interactions, representing a major public health challenge. Light greatly influences physiology and behavior, including regulation of locomotion,sleep and mood. These non-visual effects are either, indirect through the phase shifting of circadian rhythms or direct. Our goal was to characterize the direct, non-circadian effects of light on behaviorand to assess the contribution of the different photoreceptors involved. To achieve this, melanopsin knockout mice were exposed to different luminance (<10 lux, 150 lux, 600 lux) without changing the phase of circadian rhythm. Our results indicate that light influences mood, locomotion and sleep, with< 10 lux leading to mood and sleep homeostasis alteration. These effects are primarily mediated by melanopsin-based phototransduction. If confirmed in humans, our observations will have applications for the clinical use of light as well as for societal lighting conditions.

La métastase peut être considérée comme le produit final d’un processus à la fois biologique mécanique et chimique où les cellules cancéreuses disséminent dans l’organisme pour envahir un nouvel organe à distance en s’établissant dans un nouvel microenvironnement tissulaire. Bien que les métastases soient la principale cause de décès liée au cancer, les principaux mécanismes impliqués dans ce processus restent à élucider. La communauté scientifique manque de techniques d’imagerie adaptées pour disséquer avec la plus haute résolution possible le comportement des cellules tumorales in vivo. Par conséquent, le but principal de ma thèse a été de développer une approche d’imagerie intravitale non-invasive appliquée à la souris. Cette approche a été inclue dans le développement d’un protocole de microscopie corrélative intravitale permettant l’étude de cellules tumorales à différentes échelles dans leur environnement naturel. Ce protocole a été utilisé dans l’étude de cellules invasives tumorales uniques dans l’oreille et le cerveau de la souris. Le but était de décrire les détails des protrusions cellulaires ainsi que les interactions cellule-matrice lors de l’invasion et l’intravasation de cellules cancéreuses. / Metastasis can be considered as the end product of a multistep bio-mechano-chemical process where cancer cells disseminate to anatomically distant organs and home and establish themselves in a new tissue microenvironment. Although metastasis is the leading cause of cancer-related death, the main cellular mechanisms enabling this process remain to be elucidated. Importantly, the scientific community lacks adapted imaging technologies to accurately dissect, at the highest resolution possible, tumor cell behavior in vivo. Therefore, the main goal of my PhD thesis was to develop an intravital and non-invasive imaging approach to track tumor progression in the living mouse. This approach was included in the development of an intravital Correlative Light and Electron Microscopy protocol allowing to track tumor cells at different scales in their natural environment. It was used to study single invasive tumor cells in the mouse ear and brain and to describe the details of cell protrusions and cell-matrix interactions during invasion and intravasation of cancer cells.

Les acides gras (AGs) sont impliqués dans de nombreuses fonctions biologiques, allant de la composition des membranes cellulaires au stockage de l’énergie, en passant par la biosynthèse des hormones. En terme de santé publique, les conséquences d'une surconsommation en AGs sont très préoccupantes, l’OMS estimant que 2.8 millions de décès par an sont dus à l'obésité et à ses effets secondaires. Si le métabolisme lipidique est relativement bien connu, les mécanismes sous-jacents à la détection et à la préférence pour les AGs restent peu étudiés. Quelques études ont montré que la préférence des mammifères pour les AGs est modifiée par une exposition précoce à ces composés, mais peu de choses sont connues concernant les effets à long terme (intergénérationnel) d'une exposition aux AGs sur leur perception et le comportement alimentaire.La majorité des observations a été réalisée sur les mammifères ; les invertébrés, comme la Drosophile, ont été délaissés malgré leurs avantages (durée du cycle de développement, facilité d'élevage, outils génétiques) et malgré la bonne conservation des acteurs du métabolisme lipidique au cours de l’évolution. Il a été récemment montré dans notre laboratoire, que les larves et les adultes de Drosophila melanogaster sont capables de détecter et de discriminer les AGs en fonction de leur degré d’insaturation, et que leurs préférences vis-à-vis des AGs varient: les larves sont attirées par les AGs insaturés et repoussées par les AGs saturés alors que les adultes sont repoussés par les AGs insaturés et sont indifférents aux AGs saturés. Il a été suggéré que cette évolution des préférences pourrait refléter des besoins métaboliques différents chez la larve et chez l'adulte.Durant ma thèse, j'ai étudié les conséquences, intra- et intergénérationnelles, d’une exposition à un milieu enrichi en AG saturé (acide stéarique = C18:0) ou en AG insaturé (acide oléique = C18:1), sur les préférences larvaires et adultes (choix du site d'oviposition) ainsi que sur différents traits de vie. L'évolution des préférences larvaires et adultes pour ces deux AGs à l’aide de deux procédures de sélection a également été obordée.Les résultats obtenus montrent que, si les processus de sélections ne modifient pas durablement les préférences des individus envers les deux AGs utilisés, le comportement d'individus exposés, soit ponctuellement durant leur développement, soit de manière permanente sur une à dix générations, est affecté par cette exposition. Le choix du site de ponte par les femelles est modifié spécifiquement suite à une exposition au C18:0 ou au C18:1 durant leur développement larvaire. Si l'influence d'une expérience sensorielle précoce sur les préférences alimentaires de l'adulte avait déjà été mise en évidence chez certains mammifères et quelques insectes holométaboles (dont le système nerveux est presque complètement remanié durant la métamorphose), c'est la première fois qu'un tel phénomène est clairement démontré chez la Drosophile. Nous avons pu montrer qu’une exposition permanente à chacun des AGs modifie durablement à la fois les préférences d'oviposition et certains traits de vie majeurs (durée de développement, sex-ratio, fécondité et survie adulte). Ces résultats suggèrent que la Drosophile est capable de s'adapter à des nourritures variées et que cette plasticité, vraisemblablement déterminée génétiquement, pourrait expliquer le succès de cette espèce généraliste. Outre leur intérêt "écologique", ces observations démontrent l'intérêt du modèle Drosophile pour l'étude de la plasticité intra- et inter-générationelle des préférences envers les AGs. / Fatty acids (FAs) are involved in many biological functions, from the cell membrane composition to energy storage, through hormone biosynthesis. The consequences of FAs overconsumption are of great concern in terms of public health since the WHO estimates that 2.8 million annual deaths due to obesity and its side effects. If lipid metabolism is relatively well known, the mechanisms underlying the detection and preference for FAs remain little studied. While some studies have shown that the preference of mammals for FAs is modified by early exposure to these compounds, little is known about FAs long-term effects on both their perception and food preference.The majority of studies have been conducted in mammals, invertebrates being neglected despite the benefits (life cycle, size, ease of breeding, genetic tools) of some models, such as Drosophila, and despite the good conservation of lipid metabolism actors during evolution. It has recently been shown that both Drosophila melanogaster larvae and adults are able to detect and discriminate FAs according to their unsaturation. Moreover, larval and adult preferences are different: the larvae are attracted by unsaturated FAs (UFAs) and repelled by saturated FAs (SFAs) while adults are repelled by the UFAs and indifferent to SFAs. It has been suggested that these preferences change may reflect different metabolic requirements between larvae and adults.During my PhD, I studied the effects of intra -and inter- generational exposure to a medium enriched either with a SFA (stearic acid = C18: 0) either with a UFA (oleic acid = C18: 1) on larval and adult preferences (oviposition site selection) toward these FAs, as well as on different life traits. On the other hand, I tested the evolution of both larval and adult preferences for these two FAs after two selection procedures, using these preferences as a selection criterion.My results show that if the selection processes do not permanently modify the individual preferences for both FAs considered, the behavior of individuals exposed either occasionally during development, either permanently from one to ten generations, is affected by this exposure. In particular, the egg-laying site choice by females is specifically modified by exposure to C18:0 and C18:1 during larval development. If the influence of early sensory experience on food preferences of adults had already been demonstrated in mammals and some holometabolous insects (whose nervous system is almost completely remodeled during metamorphosis), this is the first time that such a phenomenon is clearly demonstrated in Drosophila. On the other hand, continuous exposure to each of these FAs permanently alters both oviposition preferences and major life traits (development time, sex ratio, fecundity and adult survival). These results suggest that Drosophila is able to adapt to different foods, and this plasticity, probably genetically determined, may explain the success of this generalist species. In addition to their ecological interest, these results also demonstrate the usefulness of this model for the study of intra -and inter- generational preferences plasticity towards FAs.

La perception du gras chez l’homme est un phénomène complexe du fait de sa nature multi-sensorielle impliquant la perception de la texture, la perception aromatique mais également la perception gustative. Cette dernière a été suggérée après l’identification de récepteurs aux acides gras au niveau des bourgeons gustatifs. Par ailleurs, des études récentes ont montré que la sensibilité au gras est variable entre individus. Des facteurs génétiques ou environnementaux pourraient expliquer en partie cette variation interindividuelle. Cependant, la salive pourrait aussi jouer un rôle dans cette perception. En effet, elle contient des molécules capables d’interagir avec le gras comme la lipase et les lipocalines. C’est aussi un fluide complexe qui contient une large diversité de protéines et de métabolites. De plus, sa régulation est complexe et peut varier à la suite d’une stimulation. En effet, des études récentes ont montré que le protéome salivaire est modifié à la suite d’une stimulation par des molécules correspondant aux saveurs primaires. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail était de déterminer dans un premier temps s’il existe des liens entre la composition salivaire et la sensibilité gustative à un acide gras libre: l’acide oléique. Le deuxième objectif était d’étudier les modifications de la composition salivaire à la suite d’une stimulation gustative par l’acide oléique. Pour ceci deux approches ont été utilisées: des approches ciblées (activité enzymatique, capacité antioxydante etc) et des approches non-ciblées (protéomique et métabolomique). Deux groupes de treize sujets (hyper et hyposensible au goût de l’acide oléique) ont été sélectionnés à partir d’un panel de 73 participants. Leur salive a été collectée au repos et après stimulation par l’acide oléique. Les résultats montrent que la composition de la salive au repos est liée à la sensibilité à l’acide oléique. En effet, des marqueurs liés à la perception du goût ont été identifiés au sein du groupe des hypersensibles (anhydrase carbonique, cystatines et zinc alpha 2 glycoprotéine), alors que des marqueurs pouvant indiquer une activité bactérienne élevée (acides organiques) ont été identifiés au sein du groupe des hyposensibles. Par ailleurs, la composition de la salive collectée après stimulation par l’acide oléique est également modifiée et ces modifications sont différentes pour les sujets hyper et hyposensibles à cette stimulation. / Human fat perception has recently triggered particular interest as it was shown that it does not only involve aroma and texture perception but also taste perception. The latter was supported by the presence of free fatty acids (FFA) taste receptors on the tongue. Recent studies have shown that fat taste sensitivity is variable among individuals. This inter-individual variation could be linked to genetic or environmental factors. However, saliva could also play a role in this perception. The role of saliva in taste perception is increasingly recognized. Saliva contains molecules able of interacting with fat such as lipase and lipocalin. It is also a complex fluid which contains a large diversity of proteins and metabolites. Its regulation is also complex and its composition may vary after a sensory stimulation. Indeed, studies have shown that when giving primary taste stimulations, the whole salivary proteome is modified. Thus, the first aim of the present work was to use both targeted (enzymatic activity, antioxidant capacity etc) and untargeted approaches (proteomics and metabolomics) to identify links between taste sensitivity to a fatty acid, oleic acid, and the salivary composition. The second aim was to investigate whether the salivary composition is modified after an oral stimulation by oleic acid.Two groups of thirteen male subjects (highly and weakly sensitive to the taste of oleic acid) were selected from an initial panel of 73 healthy participants. Their whole saliva was collected in two ways; the first without stimulation in order to study the links between oral sensitivity to oleic acid and saliva composition and the second using a stimulation by the same fatty acid in order to study potential modifications of saliva composition depending on sensitivity. Results show that salivary composition is linked to oral fatty acid perception. Markers previously reported as associated to taste perception were determined in the highly sensitive group (carbonic anhydrase, Zinc Alpha 2 glycoprotein and cystatins) while markers (organic acids) indicating a higher bacterial load were identified in weakly sensitive group. Furthermore, results obtained after stimulation by oleic acid suggest that saliva composition is modified, which confirms its dynamic nature. As different modifications were observed for the highly and weakly sensitive group, our results suggest that saliva is not only modified after a stimulation but also depending on the sensitivity to that particular stimulation.

L’arthrose, maladie articulaire la plus fréquente, se décline en plusieurs phénotypes selon les facteurs de risque : vieillissement, traumatisme et obésité. Dans l’arthrose liée à l’obésité il existe une origine mécanique mais aussi systémique faisant intervenir les adipokines. De plus, chez les sujets obèses, la présence d’un syndrome métabolique, et singulièrement un diabète de type 2 augmente fortement le risque d’arthrose. L’objectif de ce travail a été d’étudier les rôles d’une adipokine, la visfatine/Nampt (nicotinamide phosphoribosyltransférase), et de l’hyperglucidie dans l’arthrose. Ainsi, la visfatine est produite et libérée sous forme dimérique par l’ensemble des tissus articulaires, et son activité enzymatique Nampt est présente dans le tissu synovial. Elle induit un profil pro-inflammatoire des chondrocytes et des ostéoblastes murins caractérisé par la production de cytokines (IL-6, IL -8, MCP-1) qui implique en partie l’activité Nampt, démontré par utilisation de l’inhibiteur pharmacologique APO866. Sur chondrocytes murins, l’hyperglucidie potentialise l’effet de l’IL-1β sur l’activation pro-inflammatoire (IL-6, PGE2), sans stress osmotique. Cette potentialisation pro-inflammatoire passe par l’activation de la voie alternative des polyols, ainsi que par un stress oxydant, démontré par utilisation de l’inhibiteur de l’aldose réductase (epalrestat) et de deux antioxydants (Mitotempo et L-NAME). Chez l’Homme, le cartilage issu de patients arthrosiques diabétiques est plus sensible à l’IL-1β (libération d’IL-6 et de PGE2) et exprime plus l’AGE carboxyméthyllysine, que celui issu de patients non diabétiques de même âge et poids. / Osteoarthritis,the most frequent joint disease, can be declined in different phenotypes, depending on its risk factors: aging, trauma and obesity. In obesity-linked osteoarthritis, there is a mechanical stress but also a systemic stress involving adipokines. Moreover, in obese patients, a metabolic syndrome, and particularly a type 2 diabetes, increases the risk of developing osteoarthritis. The aims of the thesis were to study the roles of the adipokine visfatin/Nampt (nicotinamide phosphoribosyltransferase) et high glucose in osteoarthritis. Then, we demonstrate that visfatin is produced and released in an enzymatic dimeric form by all the articular tissues and that its enzymatic activity Nampt is present in synovium. Visfatin/Nampt induces a pro-inflammatory phenotype of murine chondrocytes and osteoblasts characterized by the production of cytokines (IL-6, IL-8, MCP-1), involving in part the enzymatic activity Nampt, demonstrated by using the pharmacological inhibitor APO866. On murine chondrocytes, high glucose potentiates the effect of IL-1β on pro-inflammatory activation (IL-6, PGE2), without inducing an osmotic stress. This potentiation involves the alternative polyol pathway and oxidative stress, demonstrated by using an inhibitor of aldose reductase (epalrestat) and two antioxidants (Mitotempo and L-NAME). In human, the cartilage from osteoarthritic diabetic patients is more sensitive to IL-1β (release of IL-6 and PGE2) and expresses more the AGE carboxymethyllysine than the one from non diabetic patients, of same age and weight.

L’acyl-CoA oxydase 1 (ACOX1) est l’enzyme qui catalyse la première étape de la voie classique de la β-oxydation peroxysomale. Cette voie catabolise exclusivement les acides gras à très longue chaîne (AGTLC). Chez l’homme, la déficience en ACOX1 est à l’origine de la pseudo adrénoleucodystrophie néonatale (P-NALD), une maladie neurodégénérative rare caractérisée par une accumulation des AGTLC dans le plasma et les tissus, une hépatomégalie, un retard du développement moteur et une démyélinisation de la matière blanche cérébrale. Chez la souris, l’extinction du gène Acox1 provoque une accumulation des AGTLC dans le plasma, un retard de croissance, une stéatose hépatique et le développement d’une hépatocarcinogenèse avec l’âge. Cependant, ces souris ne développent pas de symptômes cérébraux contrairement aux patients P NALD. Au cours de ce travail, on a pu montrer sur des fibroblastes issus de patients atteints de P NALD qu’en absence d’activité ACOX1, les peroxysomes sont diminués en nombre et augmentés en taille avec un niveau de β-oxydation peroxysomale fortement réduit. L’accumulation des AGTLC suite à la déficience en ACOX1 dans ces cellules provoque, au niveau transcriptionnel, la perturbation de la voie de synthèse du cholestérol et déclenche une réaction inflammatoire caractérisée par l’activation de la voie de l’IL-1 et la sécrétion d’IL-6 et d’IL-8. Le rôle métabolique important que joue l’ACOX1 dans l’homéostasie énergétique cellulaire a pu être souligné chez l’homme et chez la souris. En effet, la déficience en ACOX1 dans les fibroblastes de patients P-NALD perturbe la morphologie de la mitochondrie qui apparaît anormale ainsi que le métabolisme énergétique mitochondrial caractérisé par une inhibition de PGC-1α par acétylation, une surexpression de l’activité du complexe V et une diminution du taux d’ATP mitochondrial. L’absence dans le foie de l’activité ACOX1, chez la souris Acox1-/-, se traduit par des perturbations, au niveau mitochondrial, dela biogenèse et du métabolisme énergétique. Ces perturbations mitochondriales se caractérisent par une diminution de l’activité du complexe IV de la chaîne respiratoire accompagnée d’une diminution de la respiration. Cependant, ces perturbations n’affectent pas le taux d’ATP total. Les altérations mitochondriales observées chez les souris Acox1-/- sont en grande partie corrigées par l’expression de l’ACOX1 humaine. Ceci montre le rôle indispensable de l’ACOX1 dans l’homéostasie de la fonction mitochondriale.L’ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail confirme l’importance de l’activité acyl-CoA oxydase 1 pour la dégradation des AGTLC au niveau du système de β-oxydation peroxysomale et pour la biogenèse du peroxysome. L’accumulation des substrats non métabolisés en absence d’ACOX1 pourrait être à l’origine de la perturbation de la fonction mitochondriale montrant à quel point l’activité de l’ACOX1 est indispensable au métabolisme cellulaire / Acyl-CoA oxidase 1 (ACOX1) is the rate-limiting enzyme of the peroxisomal fatty acid β-oxidation pathway of very-long-chain fatty acid (VLCFAs). In humans, ACOX1 deficiency, also called pseudo-neonatal adrenoleukodystrophy, is an autosomal recessive and a severe form of the peroxisomal β-oxidation deficiency. Patients suffer from severe delayed motor development followed by a progressive neurological regression including progressive hypodensity of cerebral white matter, hepatomegaly and deafness and die during late-infantile period. Elevated plasma and tissues VLCFAs levels are detected in these patients. Mice lacking ACOX1 develop severe microvesicular steatohepatitis with increased intrahepatic H2O2 levels and hepatocellular regeneration. Liver cell proliferation in Acox1-/- mice leads to complete replacement of steatotic hepatocytes with hepatocytes that exhibit massive spontaneous peroxisome proliferation. Older mice develop hepatocellular carcinomas due to the sustained activation of peroxisome proliferator-activated receptor-alpha (PPARα). Contrary to humans, mice lacking ACOX1 have no apparent neurological disorder. Based on fibroblasts cell model from P-NALD patients, we show that ACOX1 deficiency lead to abolition of peroxysomal β-oxidation of cerotic acid (C26:0) and modification of peroxysomal morphology which appear reduced in number and enlarged in size. Moreover, accumulation of VLCFAs in ACOX1 deficiency in human fibroblasts interferes at the transcription level with cholesterol synthesis pathway. Furthermore, these cells show activation of interleukin-1b pathway with elevated production of interleukin-6 and interleukin-8 as an inflammatory response to metabolic disturbance due to VLCFAs accumulation. Furthermore, we show in this study that the ACOX1 deficiency in human fibroblasts and in mice liver leads to alteration of the mitochondrial ultra structure, changes in the expression and activity of mitochondrial chain complexes. These alterations of mitochondrial functions are accompanied by reduction in mitochondrial ATP levels in human fibroblasts and decreased mitochondrial respiration in ACOX1 deficient mice. Interestingly, the mitochondrial changes observed in Acox1-/- mice are restored by expression of human ACOX1 in liver suggesting an essential role of human and murine Acyl-CoA oxidase 1 activity in preventing mitochondrial and lipid disturbance.Together, the results presented in this work underscore the important role of ACOX1 in humans and mice to ensure peroxisomal β-oxidation, VLCFAs catabolism and to preserve peroxisomal morphology. Given mitochondrial perturbation in ACOX1 deficiency, it is clear that this enzyme plays a pivotal role in preventing VLCFAs accumulation and their cellular toxicity and guarantees mitochondrial normal morphology and function in response to energy demand

L’excès de masse grasse, notamment infantile est en perpétuelle augmentation à l’échelle mondiale. Plusieurs études ont montré une association entre cette prise de poids et la survenue de pathologies cardiovasculaires. Cependant, il semble nécessaire de renforcer notre compréhension des liens existant entre la survenue de maladies cardiovasculaires à l’âge adulte et l’existence d’un surpoids durant l’enfance et/ou l’adolescence. Afin de répondre à cette problématique, nous avons utilisé un modèle de suralimentation postnatale chez le rongeur, basé sur la réduction des portées à la naissance. Ainsi, les travaux réalisés au cours de ce Doctorat ont permis de mettre en évidence l’impact d’une surnutrition postnatale précoce sur le développement ultérieur d’altérations cardio-métaboliques. Dans un premier temps, nous avons montré qu’une prise de poids précoce, chez le rat et la souris, induisait une augmentation pérenne de la masse corporelle adipeuse, associée à des perturbations des paramètres biochimiques, représentées par une augmentation de la glycémie, de l’insuline, du cholestérol et de la leptine plasmatique.Dans un deuxième temps, le volet oxydant a été exploré. Ainsi, les animaux ayant subi une suralimentation postnatale, une fois adultes, voient leur niveau de stress nitro-oxydant augmenter au niveau circulant et sur le plan tissulaire cardiaque, alors que des enzymes antioxydantes telles que les superoxydes dismutases et les catalases y présentent une activité augmentée.Dans un troisième temps, l’exploration de la fonction cardiovasculaire a montré, in vivo, que la suralimentation postnatale réduisait de manière significative la contractilité myocardique et induisait une augmentation des niveaux de pression artérielle systolique et diastolique chez la souris. Ex vivo, les cœurs de souris adultes ayant subi une suralimentation postnatale présentaient une plus grande sensibilité aux lésions induites par l’ischémie reperfusion, libérant plus d’enzyme lactate deshydrogénase (LDH) et montrant une taille de nécrose ventriculaire très significativement accrue. De plus, l’étude du remodelage cardiaque a montré chez ces animaux une augmentation de la fibrose associée à une augmentation à la fois de l’expression et de l’activité des métallo-protéinases de type 2 (MMP-2). Enfin, d’un point de vue de l’expression génique cardiaque, notre étude montre que la suralimentation postnatale induit très précocement, dès le sevrage, des différences d’expression portant sur plus de 822 gènes cardiaques, et notamment des gènes de structure comme ceux d’isoformes du collagène ou de protéines de la matrice extracellulaire, ce qui pourrait expliquer la présence d’un remodelage d’origine précoce.Il est évident que des travaux supplémentaires s’imposent afin d’expliquer les mécanismes mis en jeu au cours de ces différentes altérations. Cependant, il apparaît clairement que des modifications nutritionnelles lors d’une période du développement suivant immédiatement la naissance peuvent induire à long terme des altérations d’ordre biochimique, oxydative et cardiovasculaires / No abstract

Au cours de ma thèse je me suis intéressée aux relations hôte-pathogène entre Drosophila melanogaster et Pseudomonas aeruginosa PA14. RhlR, un facteur de transcription bactérien permet à la bactérie d’échapper à la phagocytose. Mon projet de thèse consistait à identifier comment RhlR exerce cette fonction. Mes résultats suggèrent que RhlR exercerait également une fonction indépendante du quorum sensing. Un crible de mutants PA14 nous a permis d’isoler trois gènes importants pour la virulence de la bactérie et possiblement reliés à RhlR: xcpR, vfR et sltB1. L’utilisation de mutants de drosophile tep4, m’a permis de montrer que le rôle d’échappement à la phagocytose se ferait au niveau de la détection de la bactérie. Par ailleurs, mes résultats suggèrent aussi l’intervention d’un composé volatil qui permettrait de synchroniser la virulence de la bactérie. Dans une dernière partie, j’ai étudié les effets d’une co-infection entre un virus entérique et PA14. / During my PhD, I studied the host-pathogen interactions between Drosophila melanogaster and Pseudomonas aeruginosa PA14. We previously identified RhlR as a bacterial transcription factor that allows the bacteria to circumvent phagocytosis. My main PhD project was to study and identify how RhlR exerts this function. My first results suggested that RhlR plays also a role independently its the quorum sensing. A screen of PA14 mutants allowed me to identify three genes involved in PA14 virulence and possibility in RhlR function: xcpR, vfR and sltB1. By using tep4 fly mutants, I have shown that RhlR’s role against phagocytosis is most likely required at the level of PA14 detection. Beside this, my results indicated that possibly a volatile compound is involved to synchronize PA14 virulence. In the last part, I studied the effects of a co-infection between an enteric virus and PA14.