La maladie d’Alzheimer (MA) est un désordre neuro-dégénératif chronique fatal et la forme la plus répandue des démences chez l’adulte qui touchent plus de 28 millions de personnes dans le monde. En absence de traitement pour les démences neurodégénérative dont la maladie d’Alzheimer, le coût de celles-ci est estimé à 1 trillion d’USD en 2018 ce qui représente des enjeux économiques et sociétaux majeurs au niveau national et mondial. La MA est une forme d’amylose qui est caractérisée par l’agrégation du peptide amyloïde beta (Aβ) dans le cerveau des patients. Le facteur de risque génétique principal de la forme tardive (après 65 ans) de cette maladie est l’isoforme E4 de l’apolipoprotéine E (apoE) qui intervient dans le transport et le métabolisme des lipides et interagit avec le peptide Aβ. La modulation de la structure des isoformes d’apoE et de leur interaction avec l’Aβ apparaît comme une cible prometteuse dans la conception rationnelle de thérapies de la maladie. Celle-ci nécessite néanmoins une compréhension approfondie des propriétés structurales et dynamiques des deux partenaires moléculaires. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié la structure de trois isoformes (E2, E3 et E4) de l’apoE par différentes techniques de biologie structurale et principalement par la réticulation chimique couplée à la spectrométrie de masse (CXMS) quantitative et par la bioinformatique structurale. Ces données complémentées par la spectroscopie infrarouge ont permis de construire des modèles structuraux de l’apoE2, E3 et E4. Nous avons mis en évidence l’interaction des domaines N- et C-terminal et la présence de multiples conformations de l’apoE chez les trois isoformes. Nos données suggèrent un équilibre entre deux principales conformations de l’apoE dont la population relative diffère entre les trois isoformes. Nous proposons les interfaces à cibler dans le cadre de thérapie visant à moduler les propriétés structurales des isoformes de l’apoE.Nous avons également mis en évidence que chaque isoforme d’apoE (E2, E3 et E4) interfère avec l’agrégation d’Aβ. Le peptide interagit avec les deux domaines N- et C- terminal de l’apoE. L’étude quantitative de l’interaction par CXMS a révélé des différences entre les cross-links formés en présence des isoformes. La modélisation du complexe apoE-Aβ a permis de mettre en évidence les interfaces impliquées dans l’interaction. Celle-ci possède une composante hydrophobe et électrostatique qui diffère chez les isoformes d’apoE. Nous proposons un mécanisme de l’interaction apoE-Aβ qui est initié par les propriétés hydrophobes des deux partenaires et qui est stabilisé par la suite via des contacts électrostatiques. Par ailleurs, une étude permettant d’explorer le potentiel de la nouvelle chimie de réticulation des résidues acides de protéine dans des applications en protéomique structurale a été effectuée. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The trypanolytic factor of human serum :a trojan horse.<p><p><p>African trypanosomes, the prototype of which is Trypanosoma brucei, are protozoan parasites of huge clinical, veterinary and economical importance. They develop in the body fluids of various mammals (including humans) where they face and manipulate many different aspects of the immune system. The extent of this interplay is pivotal to both host and parasite survival, and depending on parasite virulence and host susceptibility, infection duration ranges from some months to several years. At the end, host survival is invariably compromised.<p><p>Humans and few other primates provide however a striking exception to this fatal outcome. They are indeed fully protected against most trypanosome infections through the presence in their blood of a so-called trypanosome lytic factor (TLF). The TLF is known to circulate mainly in the form of a high density lipoprotein particle characterized by the simultaneous presence of two primate-specific proteins: haptoglobin-related protein (Hpr) and apolipoprotein L-I (apoL-I).<p><p>We have contributed to delineate the respective roles played by Hpr and apoL-I in the lysis process.<p><p>ApoL-I was shown to be the exclusive toxin of the TLF. In its absence humans get fully susceptible to any trypanosome infection. The toxin was shown to kill the parasite after endocytosis through the generation of ionic pores in the lysosomal membrane. Those pores dissipate membrane potential and trigger the influx of chloride ions from the cytoplasm into the lysosomal compartment, leading to an eventually fatal uncontrolled osmotic phenomenon. <p><p>ApoL-I efficient delivery to the parasite relies on Hpr. African trypanosomes indeed fulfil their heme nutritional requirements by receptor-mediated internalization of the complex formed by haptoglobin, an evolutionary conserved acute-phase protein, and hemoglobin, resulting from physiological intravascular hemolysis. This heme uptake by the auxotrophic parasites contributes to both growth rate and resistance against host oxidative burst. In human serum, the trypanosome receptor is unable to discriminate between Hp and the closely related TLF-bound Hpr, explaining TLF efficient endocytosis.<p><p>As such, the TLF acts as a Trojan horse, killing the parasite from inside the cell after having deceived its vigilance through the high similarity between heme-delivering haptoglobin and toxin-associated Hpr. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’infection par le virus de l’hépatite C (HCV) est une cause majeure d’hépatite chronique, de cirrhose hépatique et ce carcinome hépatocellulaire dans le monde. La compréhension des relations entre le virus et sa cellule hôte, l’hépatocyte, est indispensable pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et d’un vaccin préventif. La particularité de ce virus est son lien étroit avec le métabolisme lipidique. Le virus circule dans le sang associé aux lipoprotéines, formant une lipo-viro-particule (LVP) infectieuse. L’apolipoprotéine E (apoE) est une protéine cellulaire faisant intégralement partie de la LVP. Elle joue un rôle majeur dans l’infection et à la production des particules virales. Durant ce travail de thèse, j’ai pu approfondir les connaissances sur le rôle d’apoE dans le cycle viral du HCV sous deux aspects très différents. D’une part, j’ai pu démontré que la forme libre d’apoE, non liée aux lipoprotéines, inhibe la réplication du HCV grâce à la régulation du métabolisme lipidique hépatique, en induisant un efflux de cholestérol ABCG1-dépendant. D’autre part, j’ai participé à une étude démontrant que l’apoE liée à la LVP contribue à l’échappement du virus au système immunitaire, en masquant les épitopes de la protéine virale E2 aux anticorps neutralisants. Ces études ont mis en évidence deux nouveaux rôles d’apoE dans la pathogenèse du HCV. / Hepatitis C virus (HCV) infection is a major cause of chronic hepatitis, liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma worldwide. Understanding virus-host interactions in hepatocytes will contribute towards the development of new therapeutic strategies and a protective vaccine. HCV life cycle and the lipid metabolism are inextricably intertwined. A particular feature of this virus is that, in the blood, HCV virions are associated with lipoproteins, forming an infectious lipoviroparticle (LVP). Apolipoprotein E (apoE) is a key component of LVPs that plays an essential role in HCV entry and virions production. My PhD project entailed a more detailed dissection of apoE’s role in the HCV life cycle. I demonstrated that lipid-free apoE inhibits HCV replication by regulating the hepatic lipid metabolism via an ABCG1-dependent cholesterol efflux. Furthermore, I contributed to a study demonstrating that LVP-associated apoE helps the virus escape host immunity by blocking access of neutralizing antibodies to the viral glycoprotein E2. The work presented highlights two new roles of apoE in HCV pathogenesis

La restauration rapide du flux sanguin est essentielle pour limiter l’étendue de l’infarctus myocardique mais elle est à l’origine de lésions irréversibles. Le préconditionnement ischémique à distance (RIPC) qui désigne l’application non invasive de brèves séquences d’ischémie/reperfusion au niveau d’un organe à distance du cœur peut prévenir la survenue de ces lésions de reperfusion. De nombreuses études suggèrent une implication de facteurs de transcription et de facteurs humoraux dans la cardioprotection induite par le RIPC, mais leurs identités restent inconnues. Dans la première partie du travail, nous avons donc étudié le rôle potentiel du facteur de transcription induit par l’hypoxie (HIF-1α) dans la phase précoce du RIPC. Nous avons ainsi démontré, en utilisant deux modèles expérimentaux : les souris transgéniques déficientes en HIF-1α et les rats traités par un inhibiteur pharmacologique de HIF-1α, que HIF-1α n’est pas indispensable pour cette phase du RIPC. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons essayé d’identifier, de façon directe cette fois, le ou les facteurs humoraux responsables de l’effet protecteur du RIPC. En se basant sur les résultats des études protéomiques démontrant une augmentation des concentrations plasmatiques d’apolipoprotéine A1 (Apo A1) suite au RIPC, nous avons alors cherché à mettre en évidence si cette protéine pourrait être un facteur circulant du RIPC. L’Apo A1, injectée directement avant la réalisation de l’infarctus chez le rat, était capable de reproduire l’effet cardioprotecteur et d’activer les mêmes voies de signalisation du RIPC. L’Apo A1 pourrait donc être un facteur humoral du RIPC. / Although early restoration of blood flow to the ischemic heart is essential to reduce the extent of myocardial infarction, reperfusion per se may cause irreversible tissue injury. Remote ischemic preconditioning (RIPC), the phenomenon whereby brief episodes of I/R are applied in distant tissues or organs, can protect the myocardium against reperfusion injuries. Several studies suggest that transcription factors and humoral mediators may be involved in RIPC mechanisms ; however the actual identity of these factors remains unknown. Therefore, in the first part of the study, we aimed to identify the role of hypoxia inducible factor (HIF-1α) in the acute phase of RIPC. We have thus demonstrated, using two animal models: partially HIF-1α-deficient mice and rats pretreated with a pharmacological inhibitor of HIF-1α, that HIF-1α is not crucial for this phase of RIPC. In the second part of the study, we have used a more direct approach and attempted to identify one or more humoral mediators of RIPC. Based on the results of proteomic studies showing an increase in plasmatic apolipoprotein A1 (Apo A1) levels following RIPC, we thus sought to determine if Apo A1 may constitute a blood-borne factor involved in RIPC’s protective effects. Our findings indicated that Apo A1 injected before myocardial infarction in rats acutely protected the heart, recapitulating RIPC-induced cardioprotection and that Apo A1 share some common signaling pathways with RIPC. Apo A1 may then be a humoral mediator of RIPC.

Les maladies cardiovasculaires constituent la première cause de décès dans le monde et l’athérosclérose est le premier facteur causal de ces maladies. Parmi les multiples facteurs de risque athéromateux, un facteur est souvent décrit :la modification des lipoprotéines de basse densité (LDLs). Bien que le phénomène d’athérogénèse ne soit pas encore complètement résolu, il est actuellement admis que les LDLs natives passent la paroi vasculaire et s’accumulent au niveau sous-endothélial où elles sont oxydées et endocytées par les macrophages. Une théorie plus récente indique que les LDLs peuvent être également modifiées dans la circulation.<p>Néanmoins, le processus par lequel ces lipoprotéines sont modifiées reste hautement controversé. Depuis quelques années, le modèle de modification des LDLs par la myéloperoxydase est apparu comme un modèle physiopathologique contrairement au modèle longuement utilisé de l’oxydation des LDLs par le cuivre. La myéloperoxydase est une enzyme présente dans les granules primaires des neutrophiles mais qui lors d’inflammations chroniques, comme dans l’athérosclérose, peut se retrouver dans le milieu extracellulaire et former un oxydant puissant qui attaque les protéines, les lipides ou les acides nucléiques. Les LDLs modifiées par la myéloperoxydase ne sont plus reconnues par le récepteur membranaire spécifique pour les LDLs. De plus, très peu d’études ont décrit à ce jour les modifications apportées par la myéloperoxydase aux LDLs.<p>Dans ce contexte, nous avons étudié la spécificité de la myéloperoxydase à modifier les LDLs. Dans ce modèle, la partie protéique de la lipoprotéine est majoritairement touchée. C’est pourquoi nous avons développé et optimisé des méthodes d’analyse par spectrométrie de masse de l’apolipoprotéine B-100, la seule protéine de la LDL. De plus, l’activité de la myéloperoxydase à la surface des LDLs a également été investiguée. <p>Les résultats de ce travail montrent que la myéloperoxydase s’attaque de manière spécifique aux LDLs et que le modèle chimique utilisant de l’acide hypochloreux pour mimer l’action de la myéloperoxydase n’est pas parfait. Enfin, nous avons également observé des changements dans l’activité enzymatique lorsque la myéloperoxydase est adsorbée à la surface des LDLs.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Introduction: Alzheimer's disease is a neurodegenerative disease that initially manifests itself primarily as impaired short-term memory and impaired language ability. The course of the disease is mainly due to an atrophy in the brain that can be attributed to the protein amyloid B and tau. Monoclonal antibodies that target Alzheimer's disease often have a high rate of cerebral edema, where proteinaceous fluid leaks into the extracellular space of the brain and creates edema. Some of the most common symptoms for amyloid-related imaging abnormalities (ARIA-E) are headache, dizziness, and blurred vision. In a few cases, patients with ARIA-E need to be hospitalized for observation, but most show a decline in ARIA-E within one to two months. Objective: To investigate the frequency of ARIA-E in clinical studies of monoclonal antibodies to patients with Alzhiemer's disease and to investigate the role of the ApoE4 allele in the development of ARIA-E. Method: Literature review of five RCT studies based on four different monoclonal antibodies. PubMed was used to search for the RCT-studies. Results: ARIA-E varies between different types of antibodies. ARIA-E usually occurs early in treatment when the degree of amyloid b is highest in the brain. Most cases are asymptomatic and treatment resumes within 1-2 months. Conclusion: Aria-E frequency correlates strongly with dose strength as well as APOE4 -status and most of the incidences are asymptomatic. With the right titration and individually selected drugs as well as individual dosages a safe care can be established for patients with Alzheimer's disease. If treatment is initiated at an early stage, the risk of side effects is reduced and more neurons can be saved from atrophy. The combination of several different types of medicine will further reduce the risk of ARIA-E.

Background. Omega-3 (n-3) and omega-6 (n-6) polyunsaturated fatty acids (PUFAs) may have different effects on cognitive health due to their anti- or pro-inflammatory properties. Methods. We aimed to prospectively examine the relationships between n-3 and n-6 PUFA contents in serum phospholipids with incident all-cause dementia and Alzheimer’s disease dementia (AD). We included 1264 non-demented participants aged 84 ± 3 years from the German Study on Ageing, Cognition, and Dementia in Primary Care Patients (AgeCoDe) multicenter-cohort study. We investigated whether fatty acid concentrations in serum phospholipids, especially eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (DHA), alpha-linolenic acid (ALA), linoleic acid (LA), dihomo-γ-linolenic acid (DGLA), and arachidonic acid (AA), were associated with risk of incident all-cause dementia and AD. Results. During the follow-up window of seven years, 233 participants developed dementia. Higher concentrations of EPA were associated with a lower incidence of AD (hazard ratio (HR) 0.76 (95% CI 0.63; 0.93)). We also observed that higher concentrations of EPA were associated with a decreased risk for all-cause dementia (HR 0.76 (95% CI 0.61; 0.94)) and AD (HR 0.66 (95% CI 0.51; 0.85)) among apolipoprotein E ε4 (APOE ε4) non-carriers but not among APOE ε4 carriers. No other fatty acids were significantly associated with AD or dementia. Conclusions. Higher concentrations of EPA were associated with a lower risk of incident AD. This further supports a beneficial role of n-3 PUFAs for cognitive health in old age.

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L’adhésine impliquée dans l’adhérence diffuse (AIDA-I) est une adhésine bactérienne présente chez certaines souches d’Escherichia coli qui, associée aux toxines Stx2e ou STb, contribue à l’apparition de la maladie de l’œdème ou de la diarrhée post-sevrage chez les porcelets. AIDA-I est un autotransporteur qui confère des capacités d’autoaggrégation, de formation de biofilms et d’adhésion. L’objectif principal du projet de recherche consistait en la recherche de récepteur(s) potentiel(s) d’AIDA-I. Les bactéries pathogènes adhèrent aux cellules-cibles soit en liant directement des molécules à la surface cellulaire ou en utilisant des molécules intermédiaires qui permettent de diminuer la distance séparant la bactérie de la cellule-cible. Puisque le sérum est un fluide qui contient de nombreuses molécules, celui-ci a été utilisé comme matériel de départ pour l’isolement de récepteur(s) potentiels. Nous avons isolé un récepteur potentiel à partir du sérum porcin : l’apolipoprotéine A-I. L’interaction entre l’apolipoprotéine A-I et AIDA-I a été confirmée par ELISA et microscopie à fluorescence. La capacité à envahir les cellules épithéliales offre aux pathogènes la possibilité d’établir une niche intracellulaire qui les protègent contre les attaques du milieu extérieur. La présente étude a démontré que la présence d’AIDA-I en tant que seul facteur de virulence chez une souche de laboratoire permet de conférer la capacité d’envahir les cellules sans promouvoir la survie intracellulaire. L’étude de la souche sauvage 2787, exprimant AIDA-I en association avec d’autres facteurs de virulence, a démontré une différence significative pour les phénotypes d’invasion et de survie intracellulaire face à la souche de laboratoire exprimant AIDA-I. / The adhesin involved in diffuse adherence (AIDA-I) is a bacterial adhesin associated with some Escherichia coli strains that might, when associated with toxin Stx2e or STb, contribute to the development of edema disease or post-weaning diarrhea in piglets. AIDA-I is an autotransporter that mediates various phenotypes such as adhesion, autoaggregation and biofilm formation. The main aim of our project was to find potential receptor(s) for AIDA-I. Pathogens can either bind cell directly by targeting exposed cell surface molecules or use an intermediate molecule as a bridge to lessen the space separating them from their target cell. Serum is known to contain a wide range of molecules so it has been used as raw material for the isolation of a putative receptor for AIDA-I. We isolated a putative receptor for AIDA-I: the apolipoprotein A-I. The interaction between the apolipoprotein A-I and AIDA-I was confirmed by ELISA and fluorescent microscopy. The capacity to invade epithelial cell enables pathogens to create an intracellular niche that protects them against attacks from the extracellular environment. The present report has shown that the presence of AIDA-I as the sole virulence factor in a laboratory strain, enable bacteria to invade cultured cells but does not promote intracellular survival. Studies conducted on wild-type strain 2787, which express AIDA-I in association with other virulence factors, has shown a significant difference in invasion and intracellular survival phenotypes compared to the laboratory strain expressing AIDA-I.

L’athérosclérose est caractérisée par l’accumulation de lipoprotéines de basse densité (LDL) liées aux protéoglycanes de la paroi artérielle. Des anticorps chimériques (ch) qui se lient aux glycosaminoglycanes (GAG) ont été générés. L'hypothèse est que la vaccination avec le chP3R99, un anticorps chimérique mutant de l'hybridome P3, pouvait interférer avec la rétention des LDL par l’induction d’une cascade d’anticorps anti-idiotypiques dirigés contre les GAG. Des souris mâles déficientes en apolipoprotéine E ont été soumises à une diète hypercholestérolémique et ont reçu 5 injections sous-cutanées de 50 μg de vaccin chP3R99 ou de vaccin chP3S98 (un mutant de faible réactivité). Les injections ont été effectuées à chaque semaine ou aux 2 semaines. Au moment du sacrifice, l'aorte perfusée avec du PBS a été excisée et analysée après coloration au Oil Red-O. Les résultats ont été exprimés en pourcentage de lésions sur la superficie totale de l'aorte. La réactivité contre le chP3R99, chP3S98, l’héparine, le sulfate de dermatane et de chondroïtine des sérums de souris immunisées a été mesurée par ELISA. De plus, la liaison de l'anticorps chP3R99 aux GAG dans la lésion d'athérosclérose a été observée par un appareil de visualisation in vivo.Nos résultats montrent que l’immunogénicité des anticorps chP3R99 est supérieure à celle des anticorps chP3S98 et que le sérum des souris immunisées avec le chP3R99 présente des anticorps anti-idiotypiques dirigés contre les GAG. Cet effet est associé à une réduction de 42 % (p < 0.01) du pourcentage de lésions athérosclérotiques chez les souris vaccinées. L'utilisation d’une immunisation active avec l’anticorps chP3R99 pourrait constituer une approche thérapeutique pour le traitement de l'athérosclérose. / Atherosclerosis is characterized by the accumulation of low density lipoprotein (LDL) associated with the proteoglycans of the arterial wall. Chimeric (ch) antibodies that react against glycosaminoglycans (GAG) were generated. We tested the hypothesis that vaccination with chP3R99, a mutant chimeric antibody of the P3 hybridoma, could interfere with the retention of LDL by inducing a cascade of anti-idiotypic antibodies directed against the GAG.Male mice deficient in apolipoprotein E fed with a hypercholesterolemic diet were given five subcutaneous injections of 50 μg of chP3R99 or chP3S98 (a mutant with low reactivity) vaccine. The injections were performed every week or every two weeks. After sacrifice, the aorta was perfused with PBS, excised and analyzed after staining with Oil Red-O. The results were expressed as a percentage of lesions areas on the total area of the aorta. The reactivity of the sera obtained was tested against the chP3R99, chP3S98, heparin, dermatan and chondroïtin sulfate from obtained immunized mice by ELISA. The anti-idiotypic response was measured by blocking the anti-isotypic reactivity by a nonspecific IgG, hR3. In addition, the antibody chP3R99 binding to GAG in the atherosclerotic lesion was shown by an in vivo molecular imaging device. Our results show that the immunogenicity of the antibodies chP3R99 is higher than chP3S98 and that sera from mice immunized with chP3R99 present anti-idiotypic antibodies directed against the GAG. This effect is associated with a 42 % reduction (p <0.01) of atherosclerotic lesions in vaccinated mice. The use of active immunization with antibodies chP3R99 may constitute a new therapeutic approach for the treatment of atherosclerosis.