HHV-6 is a ubiquitous human herpesvirus. Most individuals become infected at the age of 2 years. Primary infection by the virus causes a self-limiting febrile illness called exanthem subitum or roseola. In adults, primary infection may cause mononucleosis-like illnesses. The infection usually remains latent in healthy individuals, but often reactivates in immunocompromised individuals, for example, transplant patients and AIDS patients. The virus has also been associated with cancers and lymphoproliferative disorders. The virus encodes two proteins that interact with p53. However, little is known concerning the impact of the virus on cell cycle progression in human cells. The investigations reported in the thesis were focused on this issue. We show here that that HHV-6 infection delays the cell cycle progression in human T cell line HSB-2, as well as in primary human T cells and causes their accumulation in S and G2/M phase. By degrading the viral DNA in the virus-infected cells, we show that the infected cells accumulate in the G2/M and not in the S phase. We observed an increase in the kinase activity of cdc2 in virus-infected cells despite lower levels of its catalytic partners, cyclin A and cyclin B. We show here that the viral early antigen p41 associates with, and increases the kinase activity of, CDK1. Our studies have shown that there is a drastic reduction of p21 protein, despite the virus-induced stabilization and activation of p53 suggesting that p53 may be transcriptionally inactivated in the virus-infected cells. This decrease of p21 in infected cells was partially restored by proteasome inhibitors. These results suggest that HHV-6 causes perturbations in the normal progression of cell cycle in human T cells. Autophagy is a physiological cell process during which old cellular constituents and long-lived proteins in cells are degraded. This process is regulated in a cell cycle-dependent manner. We show here that infection with HHV-6 induces autophagy in HSB-2 cells. This was shown by the induction of LC-3 II as well as by the appearance of autophagic vacuoles in the virus-infected cells. However, we found that the virus inhibits fusion between autophagic vacuoles and lysosomes formed in infected cells, thus evading the autophagic response of infected host cells. Finally we tried to investigate replication of the virus in human cells in the absence of P53; a tumor suppressor gene which is also known as "the guardian of the genome ". During these investigations, we found that that inhibition of p53 gene expression mediated by siRNA as well as its inhibition by pharmacological inhibitors leads to massive cell death in human T cell line HSB-2 that carries a wild-type p53. We show that this death also occurs in another cell line CEM, which carries a transcriptionally mutated p53. Interestingly, the cell death could be prevented by pharmacological inhibitors of autophagy and necroptosis. Taken together, our results provide important novel insights concerning the impact of HHV-6 on cell cycle regulation and autophagy as well as of basal level p53 in cell survival. / HHV-6 est un virus herpès humain ubiquitaire. La plupart des individus deviennent séropositifs à l’âge de 2 ans. L’infection primaire par HHV-6 donne lieu à une maladie fébrile chez les enfants, appelée exanthème subitum ou la roséole. Par contre, chez l'adulte, cette infection cause des maladies de type mononucléose. L'infection reste généralement latente chez les individus sains, mais elle se réactive souvent chez les personnes immunodéprimées, par exemple, chez les personnes greffées et les patients atteints du sida. HHV-6 a été associé à plusieurs types de cancers et de désordres lymphoprolifératifs. Ce virus induit l’immunosuppression et inhibe la prolifération des lymphocytes par les mitogènes. C’est pour toutes ces raisons que nous voulions savoir si ce virus dérègle le cycle cellulaire des cellules qu’il infecte. Les travaux réalisés durant cette thèse ont porté sur les changements induits dans les cellules humaines par ce virus au cours de la progression du cycle cellulaire. Nous avons montré que l'infection par HHV-6 retarde la progression du cycle cellulaire dans la lignée cellulaire T humaine HSB-2, ainsi que dans les lymphocytes T primaires humains pour les accumuler dans les phases S et G2/M. Cependant, après avoir traité les cellules avec la nucléase du Micrococcus, nous avons constaté que le cycle cellulaire des cellules infectées s’accumulait plutôt dans la phase G2/M. La nucléase dégrade préférentiellement l’ADN virale. Nous avons observé une augmentation de l'activité kinase de cdc2 dans les cellules infectées malgré une baisse des niveaux de ses partenaires catalytiques, la cycline A et la cycline B. Nos études ont montré qu’il y a une diminution drastique de la protéine p21 dans les cellules infectées, en dépit de la stabilisation et de l'activation de p53 induite dans ces cellules. Ce qui laisse penser que la protéine p53 pourrait être inactive sur le plan transcriptionnel dans les cellules infectées. Cette diminution de p21 dans les cellules infectées est partiellement restaurée après incubation des cellules dans un milieu de culture contenant des inhibiteurs du protéasome. En plus, nous démontrons ici qu’une protéine virale précoce, p41, s’associe et se fixe avec cdc2 et augmente son activité kinase. Tous ces résultats suggèrent que HHV-6 provoque des perturbations énormes dans la progression normale du cycle cellulaire dans les cellules T humaines. Dans ces études, nous avons démontré aussi que l’infection par HHV-6 induit l'autophagie dans les cellules HSB-2, comme il a été démontré par l’induction de LC-3 II et par la formation de vacuoles autophagiques dans les cellules qui sont infectées. Nos résultats indiquent que HHV-6 inhibe la fusion entre les vacuoles autophagiques formées et les lysosomes dans les cellules infectées modulant ainsi la réponse autophagique des cellules hôtes infectées. Nous avons trouvé aussi que l’inhibition de ce processus par un inhibiteur pharmacologique diminue la réplication virale. L'autophagie est un processus physiologique cellulaire pendant lequel les vieux constituants cellulaires (mitochondries, protéines cellulaires, etc) se dégradent. Le fait que ce processus soit modulé dans les cellules dépendantes des différentes phases du cycle cellulaire, nous a poussé à l’étudier. Enfin, nous essayons d’investiguer la réplication virale dans les cellules dépourvues de p53, le gène suppresseur de tumeur, qui contrôle la progression de cycle cellulaire. Nous avons émis l’hypothèse suivante, que ces virus peuvent mieux se répliquer dans les cellules n’exprimant pas le gène p53. En vérifiant cette hypothèse, nous avons trouvé que l'inhibition de l’expression de p53 provoquée par siRNA ou par un agent pharmacologique conduit à une mort cellulaire massive dans une lignée de cellules T humaines ayant un gène p53 de type sauvage. Nous démontrons que cette mort se produit aussi dans une autre lignée cellulaire dont le p53 est muté et qu’elle pourrait être évitée par des inhibiteurs d'autophagie ou de nécroptose. Nos observations mettent en évidence qu’un niveau d’expression basale de p53 est nécessaire à la survie cellulaire.

Le contrôle de la masse musculaire est sous la dépendance d'un équilibre entre les processus de synthèse et de dégradation. Sur le plan cellulaire, deux voies signalétiques majeures sont impliquées : la voie des facteurs de transcription de la famille FoxO qui contrôle l'expression des gènes impliqués dans les systèmes de dégradation (système ubiquitine-protéasome et autophagie), et la voie IGF-1/Akt/mTORC1 qui représente la voie majeure de la synthèse protéique. Nos travaux mettent en évidence, sur des cellules musculaires le rôle de la protéine kinase AMP-dépendante (AMPK) qui inhibe l'activité de la voie mTOR et régule les systèmes ubiquitine-protéasome et autophagiques de manière FoxO3 dépendante. Une nouvelle cible de l'AMPK a également été identifiée : la protéine Ulk1 qui possède une fonction clé dans l'activation de l'autophagie. Par ailleurs, nous avons montré le rôle centraldu facteur d'initiation à la traduction eIF3f dans l'induction de l'hypertrophie, et dans l'augmentation de l'activité de la voie mTORC1 associée. De plus, nous montrons que la surexpression d'un mutant d'eIF3f résistant à la dégradation est associée à une protection effective contre l'atrophie. / Skeletal muscle mass is depending upon a dynamic balance between anabolic and catabolic processes. At a cellular level, two major signaling pathways are involved: the transcription factors FoxO related pathway, implicated in the control of protein breakdown systems(ubiquitin-proteasome system and autophagy), and the IGF-1/Akt/mTORC1 pathway associated with the canonic pathway of protein synthesis. We show in muscle cells that theAMP-activated protein kinase (AMPK) decreases the mTORC1 pathway activity and simulate subiquitin-proteasome and autophagy systems in a FoxO3-dependant manner. Furthermore,we identify Ulk1 as a new interacting partner of AMPK, which plays a major role in the autophagy induction. Moreover, we demonstrate the key role of the eukaryotic translation initiation factor eIF3f in hypertrophy induction and in the associated increase of the mTORC1activity. In addition, we show that the overexpression of an eIF3f mutant resistant to the degradation is associated with a protection against muscle atrophy.

Bcl-xL est un oncogène surexprimé dans plusieurs types de cancers et qui joue un rôle important dans la survie cellulaire en régulant deux processus: l'apoptose et l'autophagie. Récemment, nous avons identifié l'existence d'une nouvelle forme de Bcl-xL qui subit une simple déamidation sur le résidu Asn52. Cette forme monodéamidée est exprimée en conditions contrôles et apparaît spontanément in vitro et in vivo. La déamidation de Bcl-xL produit un mélange de protéines contenant en position 52 soit un résidu Asp, soit un résidu isoAsp. L'objectif de cette thèse est de caractériser les fonctions de ces deux espèces protéiques, et de déterminer comment la monodéamidation de Bcl-xL modifie les fonctions de survie de cet oncogène. Nous avons montré que le mutant déamido-mimétique Bcl-xL N52DN66A conserve la même fonction anti-apoptotique que Bcl-xL native, mais présente une activité autophagique plus grande, et des propriétés oncogéniques et tumorigéniques altérées in vitro, ex vivo et in vivo. Nous avons étudié certains des mécanismes impliqués dans la régulation de l'autophagie et les propriétés oncogéniques comme la voie mTor, les voies de signalisation médiées par l'oncogène Ras, ainsi que l'activité métabolique et l'état souche des cellules. D'autre part, nous avons aussi développé des tests in vitro pour analyser les interactions établies par les formes déamidées de Bcl-xL comportant un isoAsp. L'ensemble de nos données permet de suggérer une régulation des fonctions de Bcl-xL par des mécanismes indépendants de l'apoptose, et renforce l'importance d'explorer les fonctions non apoptotiques de cette protéine pour mettre en évidence sa capacité à promouvoir la survie cellulaire et entraîner la progression du cancer. / Bcl-xL is an oncogene overexpressed in many types of cancer and which promotes cell survival by regulating two cellular processes : apoptosis and autophagy. We have recently identified a new form of this oncogene, which results from the deamidation of Asn52. This monodeamidated form is expressed under control conditions and is ubiquitously found in vitro and in vivo. Bcl-xL monodeamidation produces a mixture of proteins containing either an Asp residue or an IsoAsp residue in position 52. Our goal is to caracterise the functions of both species, and to determine how Bcl-xL monodeamidation modifies the survival functions of this oncogene. We have shown that the deamidomimetic mutant Bcl-xL N52DN66A retains the same anti-apoptotic function as the native protein, but exhibits enhanced autophagic activity and impaired clonogenic and tumorigenic properties in vitro, ex-vivo, and in vivo. We have studied certain of the mechanisms which can be involved in the regulation of autophagy and oncogenic properties of Bcl-xL such as mTor, Ras oncogene signaling pathway, metabolic activity measurement and stemness. We also implement in vitro assays to analyse the interactions established by isoAsp containing forms of Bcl-xL. Altogether our results support the view that deamidation regulates Bcl-xL oncogenic properties through apoptosis-independent mechanisms, and reinforce the importance of deciphering the non apoptotic functions of this protein to tackle its ability to sustain cell survival and drivecancer progression.

La protéine GABARAPL1 (GABARAP like 1) ou GEC1 (Glandular Epithelial Cell 1), présente de forts pourcentages d'identité avec les protéines GABARAP (GABAA Receptor-Associated Protein), GATE-16 (Golgi-Associated ATPase Enhancer of 16 kDa) et Atg8 (Autophagy-related 8) ainsi qu'une identité moindre avec les protéines de la sous-famille LC3 (Light Chain 3). GABARAPL1 est exprimée dans tous les tissus, préférentiellement dans le système nerveux central, et intervient dans le transport intracellulaire des récepteurs GABAA (Gamma-AminoButyric Acid type A receptor) et KOR (K Opioid Receptor). De plus, une faible expression du gène gabarap1 est observée dans diverses lignées cancéreuses, suggérant son implication dans la genèse et/ou la progression tumorale. La recherche de partenaires protéiques a abouti à l'identification de différentes protéines. L'interaction entre GABARAPL1 et la protéine HSP90 (Heat Shock Protein 90) nouvellement identifiée a été étudiée dans le cerveau de rat et dans les cellules MCF-7. Ainsi, nous avons montré que HSP90 protège GABARAPL1 de la dégradation par le protéasome. Par ailleurs, il a été établi qu'au cours de !'autophagie, GABARAPL1 est clivée, maturée puis conjuguée à des phospholipides. Elle co-Iocalise alors partiellement au niveau de lysosomes et d'autophagosomes. Nous avons également démontré que gabarap1 est faiblement exprimé dans les tissus tumoraux de sein et que la surexpression de la protéine FLAG-GABARAPL1-6HIS dans les cellules MCF-7 diminue considérablement leur croissance. De plus, une forte expression de gabarapl 1 est corrélée à une augmentation de la survie de patientes atteintes de cancer du sein avec envahissement ganglionnaire. / The GABARAPL1 (GABARAP like 1) protein, also named GECl (Glandular Epithelial Cell 1), displays a high percentage of identity with the GABARAP (GABAA Receptor-Associated Protein), GATE-16 (Golgi-Associated A TPase Enhancer of 16 kDa) and Atg8 (Autophagy-related 8) proteins, and a lesser identity with LC3 (Light Chain 3) family of proteins. The GABARAPL1 protein is expressed in ail tissues, predominantly in the central nervous system and is involved in intracellular transport of GABAA receptors (Gamma-AminoButyric Acid type A receptor) and KOR (K Opioid Receptor). In addition, a Iow expression of the gabarap1 gene was shown in various cancer cell lines, suggesting its involvement in the genesis and/or progression oftumors. The search for GABARAPL 1 prote in partners has Ied to the identification of different proteins. The interaction between GABARAPL1 and the protein partner: HSP90 (Heat Shock Protein 90) was studied in rat brain and MCF-7 cells, in which we showed that HSP90 protects GABARAPL1 from degradation by the proteasome. Additionally, it was established that during autophagy, GABARAPL1 is cleaved to its mature form and conjugated to phospholipids. lt then co-localizes partially with lysosomes and autophagosomes. We also demonstrated that gabarap!J is weakly expressed in breast tumor tissues and that overexpression of the FLAG­GABARAPL1-6HIS recombinant protein in MCF-7 cells significantly reduces their growth. Finally, a strong expression of gabarap1 is correlated with increased survival of patients with lymph node-positive breast cancer.

Avec plus de 3,5 millions de nouveaux cas diagnostiqués chaque année, l’insuffisance cardiaque (IC) touche actuellement plus de 15 millions d’européens et représente ainsi la première cause de mortalité cardiovasculaire en Europe. Malgré les avancées de la recherche cardiovasculaire, l’IC reste une maladie grave et de mauvais pronostic. En effet, plus de 50% des patients meurent dans les 5 années suivant le diagnostic. La compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-jacents, encore largement inconnus, permettrait de développer des thérapeutiques visant à soigner les causes de l’IC plutôt que les conséquences et ainsi d’améliorer la prise en charge des patients. La contribution majeure des modifications post-traductionnelles (MPTs) dans la régulation de l’expression génique, de l’activité enzymatique ainsi que dans la régulation fonctionnelle des protéines font des MPTs les intégrateurs de l'adaptation dynamique du phénotype. C’est pourquoi l’équipe a réalisé des analyses phosphoprotéomiques dans un modèle expérimental d’IC chez le rat à 2 mois post-infarctus du myocarde (IDM). Ces analyses ont permis de mettre en évidence d’une augmentation du niveau de phosphorylation en sérine de la Desmine dans les ventricules gauches (VG) de rats IC par rapport aux témoins.Notre étude vise à identifier d’une part les kinases impliquées dans la phosphorylation de la Desmine et d’autre part à déterminer l’impact de l’augmentation de la forme phosphorylée de la Desmine sur son devenir dans le modèle in vivo.Par analyse bioinformatique, nous avons sélectionné les kinases potentiellement impliquées dans la phosphorylation de la Desmine. L’étude de la régulation de ces kinases dans le modèle d’IC chez le rat a permis de mettre en évidence la présence d’une plus grande quantité d’unités actives de PKC zeta et de GSK3 beta dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM. In vitro, l’inhibition de PKC zeta entraîne à la fois une diminution de l’activité GSK3 beta ainsi qu’une modulation du profil de phosphorylation de la Desmine. L’ensemble de ces données suggère l’implication de PKC zeta et de GSK3 beta dans l’augmentation du niveau de phosphorylation de la Desmine dans le modèle d’IC chez le rat. Néanmoins, leur action directe sur la Desmine, en cascade ou encore indirecte via d’autres partenaires reste encore à définir.Par immunofluorescence, nous avons mis en évidence la présence d'agrégats de Desmine dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM possiblement formés suite à son hyperphosphorylation. Nous avons émis l’hypothèse que ces agrégats de Desmine, comme toute protéine agrégée, seraient toxiques pour le cardiomyocyte et nécessiteraient l'intervention des systèmes protéolytiques pour être éliminés afin d'assurer la survie cellulaire. L’étude du système ubiquitine protéasome, de la macroautophagie et de l’autophagie médiée par le chaperonnes (CMA) dans le modèle d’IC chez le rat à 7 jours, 1 et 2 mois post-IDM suggère que l’inefficacité de la macroautophagie à 7 jours post-IDM et la diminution de son activité au cours du temps entraînerait une accumulation cytosolique de Desmine phosphorylée mais également l’induction de la CMA afin d’assurer la clairance de cette dernière. In vitro, nous avons montré que l’induction pharmacologique de la CMA entraîne une diminution du niveau de Desmine ainsi qu’une modulation de son profil de phosphorylation.L’augmentation de phosphorylation en sérine de la Desmine dans les VG de rats IC à 2 mois, dépendante de la PKC zeta et/ou GSK3 beta, semble entraîner l’accumulation cytosolique de Desmine ainsi que la formation d’agrégats dans les VG de rat IC qui pourraient participer à la dysfonction contractile observée au cours de l’IC. En réponse à l'inefficacité de la macroautophagie, la CMA serait activée afin d’assurer l’élimination de la Desmine phosphorylée et ainsi la survie du cardiomyocyte au cours de l’IC. / With over 3,5 million new cases each year, heart failure (HF) currently affects more than 15 million of European individuals and thus represents the leading cause of cardiovascular mortality in Europe. Despite advances in cardiovascular research, HF remains a serious disease with poor prognosis. Indeed, more than 50 per cent of patients die within 5 years after diagnosis. Understanding the underlying physiopathological mechanisms would allow the development of therapeutics to treat the causes of HF rather than the consequences of the disease, thereby improving the medical care of patients. The major contribution of post-translational modifications (PTMs) in the regulation of gene expression, enzyme activity as well as in the functional regulation of proteins, turns PTMs into integrators of the dynamic adaptation of the phenotype. For this reason, the team performed phosphoproteomic analyses in an experimental rat model of HF at 2 monhs following myocardial infarction (MI). These analyses revealed an increase of the phosphorylation levels of Desmin at serine residues in left ventricles (LV) of HF rats compared to sham rats.The aim of our study is to identify the kinases which are implicated in Desmin phosphorylation on one hand, and the impact and behavior of increased phosphorylated Desmin in cardiomyocyte on the other hand.By bioinformatic analysis, we first selected the kinases which are potentially implicated in Desmin phosphorylation. Then, we studied the enzymatic regulation of selected kinases in an experimental rat model of HF, which allowed the identification of active PKC zeta and GSK3 beta in the LV of HF rats at 2 months. In vitro, pharmacological inhibition of PKC zeta leads to a decreased of GSK3 beta activity as well as a modulation of the phosphorylated Desmin profiles. Taken together, these data suggest an implication of PKC zeta and GSK3 beta in the increase of Desmin phosphorylation levels in the LV of HF rats. However, their direct, consecutive or indirect implication on Desmin phosphorylation remains to be evaluated.By immunofluorescence, we observed the presence of aggregated Desmin in LV of HF rats at 2 months post-MI that suggest that these could be the result of Desmin hyperphosphorylation. We hypothesized that these Desmin aggregates, like other aggregated proteins, could be toxic for cardiomyocytes and need to be cleared by proteolytic systems to ensure cell survival.The study of proteolytic systems in the in vivo model showed that while the UPS is not modulated all along LV remodeling, macroautophagy decreases with time and could thus drive cytosolic accumulation of phosphorylated Desmin in LV of HF rats. At the same time, CMA seems to be activated thereby ensure phosphorylated Desmin clearance. In vitro, we have shown that pharmacological induction of CMA results in lower phosphorylated Desmin levels.In conclusion, increased Desmin phosphorylation levels seems to be dependent of PKC zeta and/or GSK3 beta activation in LV of HF rats at 2 months after MI. This elevation could drive the cytosolic accumulation and aggregation of Desmin, which could be involved in the contractile dysfunction observed during HF. Finally, as a result of decreased macroautophagy, CMA could be activated in LV of HF rats to ensure phosphorylated Desmin clearance and thus cardiomyocyte survival.

Le Virus de l’Immunodéficience Humaine de type I (VIH-I) est majoritairement dégradé dans les cellules dendritiques dès son entrée. Des travaux précédemment réalisés dans l’équipe montrent que le mécanisme de l’autophagie contribue à la dégradation virale (virophagie) et promeut les réponses immunitaires innées et adaptatives. Etant donné que cette virophagie est par la suite inhibée par le virus dans les cellules dendritiques, mieux comprendre la mise en place de cette autophagie antivirale est primordial afin de pouvoir favoriser et surtout stabiliser les défenses cellulaires. Nos résultats montrent que DC-SIGN, un récepteur lectine de type C (CLR) qui reconnait des carbohydrates mannosylés ou fucosylés, pourrait être impliqué dans la mise en place de cette autophagie antivirale. Ainsi, nous montrons qu’après reconnaissance du VIH, ce récepteur induit l’autophagie et interagit rapidement avec plusieurs protéines autophagiques dont certaines impliquées dans les voies endosomales. En effet, nous montrons pour la première fois l’association de la protéine Atg9 avec le récepteur DC-SIGN internalisé. La protéine Atg9 est un facteur essentiel de l’initiation de la voie autophagique régulant notamment l’apport de membranes issues de la membrane plasmique pour la nucléation de vésicules liées à la voie autophagique. D’autre part, après une étude par spectrométrie de masse de l’intéractome du récepteur DC-SIGN internalisé, nous montrons qu’une E3 ligase faisant partie de la famille des TRIM, TRIM25, est recrutée lors de l’endocytose du récepteur. Cette protéine a été rapportée comme étant impliquée dans la régulation des réponses innées antivirales issues du récepteur de reconnaissance de pathogène (PRR) RIG-I suggérant une fonction essentielle de TRIM25 dans les réponses immunes innées. De manière intéressante, certains membres de la famille TRIM ont été montrés récemment comme étant essentiels pour l’induction d’une forme d’autophagie sélective parfois antivirale, l’autophagie de précision. Dans ce sens, nous montrons qu’un complexe est formé entre le récepteur DC-SIGN, Atg9 et TRIM25, suggérant que l’autophagie mise en place très tôt lors de l’engagement du récepteur DC-SIGN pourrait s’avérer être sélective. L’ensemble de ces éléments constitue une première étape pour une meilleure compréhension des étapes précoces de l’entrée du VIH dans les cellules dendritiques avec la caractérisation d’une virophagie sélective induite lors de l’engagement d’un récepteur de l’immunité innée et qui représente une cible particulièrement intéressante afin d’améliorer certaines stratégies thérapeutiques développées actuellement. / The Human Immunodeficiency Virus type I (HIV-I) is mostly degraded in dendritic cells as soon as it enters. Previous work in the team shows that the mechanism of autophagy contributes to viral degradation (virophagy) and promotes innate and adaptive immune responses. Since this virophagy is subsequently inhibited by the virus in dendritic cells, a better understanding of the implementation of this antiviral autophagy is essential in order to promote and above all stabilize cellular defenses. Our results show that DC-SIGN, a C-type lectin receptor (CLR) that recognizes mannosylated or fucosylated carbohydrates, may be involved in the development of this antiviral autophagy. Thus, we show that after recognition of HIV, this receptor induces autophagy and interacts rapidly with several autophagic proteins, some of which are involved in the endosomal pathways. Indeed, we show for the first time the association of the protein Atg9 with the internalized DC-SIGN receptor. The Atg9 protein is an essential factor in the initiation of the autophagic pathway regulating in particular the supply of membranes originating from the plasma membrane for the nucleation of vesicles linked to the autophagic pathway. On the other hand, after a mass spectrometric study of the internalized DC-SIGN receptor interbody, we show that an E3 ligase belonging to the TRIM family, TRIM25, is recruited during endocytosis of the receptor. This protein has been reported to be involved in the regulation of antiviral innate responses from the RIG-I pathogen recognition receptor suggesting an essential function of TRIM25 in innate immune responses. Interestingly, some members of the TRIM family have recently been shown to be essential for the induction of a form of selective autophagy, sometimes antiviral, precision autophagy. In this sense, we show that a complex is formed between the DC-SIGN, Atg9 and TRIM25 receptors, suggesting that autophagy early on engagement of the DC-SIGN receptor could be selective. All these elements constitute a first step for a better understanding of the early stages of the entry of HIV into dendritic cells with the characterization of a selective virophagy induced when a receptor of the innate immunity And which represents a particularly interesting target in order to improve certain therapeutic strategies currently being developed.

La maladie alcoolique du foie et la stéatopathie métabolique figurent parmi les principales causes de morbi-mortalité dans les pays occidentaux en raison d'une accumulation progressive d'une fibrose dans le foie. Il n'existe à ce jour aucune molécule sûre et efficace dont l'effet antifibrosant ait formellement été démontré chez l'homme. Les macrophages du foie jouent un rôle central dans la pathogenèse de la fibrose hépatique en produisant des cytokines pro inflammatoires et fibrogéniques qui favorisent l'activation des cellules fibrogéniques du foie. L'autophagie est un processus de dégradation lysosomale qui présente des propriétés anti-inflammatoires en inhibant la production des cytokines pro-inflammatoires.Dans une première étude, nous démontrons que des souris invalidées pour le gène ATG5 dans la lignée myéloïde (Atg5Mye-/-) traitées par le CCl4, produisent une fibrose hépatique aggravée par rapport aux souris sauvages. En outre, les souris Atg5Mye-/- présentent une augmentation de l'atteinte hépatocytaire, du recrutement de cellules inflammatoires (monocytes et neutrophiles) et de la production des cytokines IL-1α et IL-1β. De plus, l'expression des marqueurs fibrogéniques est augmentée dans les myofibroblastes exposés à un milieu conditionné de macrophages ATG5-/- traités par le LPS par comparaison au milieu conditionné de macrophages sauvages. Ces effets sont reversés près prétraitement du milieu conditionné de macrophages ATG5-/- avec des anticorps neutralisant l'IL-1α et l'IL-1β. Enfin, l'administration simultanée d'un antagoniste de l'IL-1R1 aux souris Atg5Mye-/- traitées par le CCl4, atténuée l'atteinte hépatique et la fibrose, suggerant que les propriétés anti-inflammatoires et anti-fibrogéniques dans le foie de l'autophagie macrophagique sont influencés par l'IL-1α et l'IL-1β.Dans un deuxième temps, nous avons montré que les souris invalidées pour le récepteur CB2 dans les cellules myéloïdes (CB2Mye−/−) exprimaient fortement des gènes pro-inflammatoires et déclaraient une stéatose hépatique lors de l'induction alcoolique en comparaison aux souris sauvages. L'activation du récepteur CB2 par JWH-133 augmente l'autophagie des macrophages du foie chez les souris ayant reçu une alimentation alcoolisée, alors que cette autophagie est inhibée pour les souris CB2Mye−/− dans les mêmes conditions d'alimentation. Sur des cultures de macrophages péritonéaux, nous avons montré que JWH-133 limite l'induction des gènes inflammatoires provoquée par le LPS dans les macrophages péritonéaux sauvages, sauf pour les cellules déficientes en ATG5-, suggérant que les effets anti-inflammatoires et anti-stéatogènes du récepteur CB2 sont médiés par l'autophagie. En effet, les agonistes du récepteur CB2 pourraient jouer un rôle protecteur contre l'inflammation du foie et la stéatose induites par l'alcool chez l'individu sauvage, mais pas chez les souris ATG5Mye−/−.Ces résultats i) présentent l'autophagie des macrophages comme un nouveau processus anti-inflammatoire qui régule la fibrose hépatique et ii) identifient le récepteur CB2 comme un régulateur de l'autophagie dans les macrophages, qui protège de la stéatose induite par l'alcool par inhibition de l'inflammation hépatique. / Alcohol abuse and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) are leading causes of liver-related morbi-mortality in Western countries that may lead to accumulation of fibrosis in the liver. Efficient treatments are lacking and there is currently no molecule approved for the treatment of liver fibrosis. Hepatic macrophages play a pivotal role in the initiation and perpetuation of the inflammatory response in fatty liver disease and in progression to fibrosis. Autophagy is a lysosomal degradation pathway that limits the production of pro-inflammatory cytokines. The aim of my thesis was to explore the contribution of macrophage autophagy on alcohol-induced liver injury and fibrosis.In a first study, we show that mice invalidated for the autophagy-gene ATG5 in myeloid cells (Atg5Mye-/- mice) develop exacerbated fibrosis as compared to WT littermates in response the hepatotoxin CCl4. Moreover, Atg5Mye-/- mice produce higher hepatic levels of IL-1α and IL-1β, and show enhanced inflammatory cell recruitment associated with exacerbated liver injury. Hepatic myofibroblasts exposed to the conditioned medium of macrophages from Atg5Mye-/- mice displayed increased profibrogenic gene expression, which could be blunted by neutralizing IL-1α and IL-1β in the conditioned medium of Atg5-/- macrophages. Finally, administration of an IL-1R1 antagonist to Atg5Mye-/- mice exposed to carbon tetrachloride blunted liver injury and fibrosis, revealing that the deleterious effects of macrophage autophagy invalidation are mediated through IL-1α/β.In a second study, we generated mice invalidated for CB2 receptor (CB2Mye−/− mice) in myeloid cells. These mice showed enhanced alcohol-induced pro-inflammatory gene expression and hepatic steatosis as compared to WT littermates. Conversely, mice administered JWH-133 show reduced alcohol-induced liver injury. Activation of the CB2 receptor by JWH-133 increased macrophage autophagy in the livers of alcohol-fed mice, whereas autophagy was inhibited of alcohol-fed CB2Mye−/− mice. In cultured peritoneal macrophages, JWH-133 reduced the induction of inflammatory genes by LPS in WT peritoneal macrophages, but not in ATG5-deficient cells, suggesting that the anti-inflammatory and anti-steatogenic effects of the CB2 receptor are mediated through autophagy. Indeed, the CB2 agonist could protect against alcohol-induced liver inflammation and steatosis in WT, but not in ATG5Mye−/− mice.These results uncover macrophage autophagy as a novel anti-inflammatory pathway that regulates liver fibrosis, and identify CB2 receptor in macrophages as regulator of autophagy that protects from alcohol-induced steatosis by inhibiting hepatic inflammation. Exploiting macrophage autophagy may therefore be an interesting novel target in the treatment of chronic liver disease.

La conversion conformationnelle de la protéine prion cellulaire PrPC neuroprotectrice en protéine prion PrPSc infectieuse et pathogène caractérise les maladies à prions. Dans le cerveau infecté par les prions, la perte de PrPC, le gain de PrPSc neurotoxique et l’inflammation concourent à la mort neuronale par des mécanismes encore mal connus.Ces travaux valident les cultures organotypiques de cervelet de souris comme système expérimental ex vivo favorable à l’étude de ces mécanismes et montrent que l’absence de PrPC aussi bien que PrPSc activent des mécanismes apoptotiques et autophagiques qui conduisent à la mort des cellules de Purkinje du cervelet. Une deuxième étude in situ chez la souris montre que la compartimentation anatomo-fonctionnelle du cervelet est un paramètre endogène de la pathogenèse des prions de tremblante 22L. Une troisième série d’expériences in situ montre que les prions provoquent l’augmentation du récepteur TNFR1 de la cytokine pro-inflammatoire TNF-α à la membrane des astrocytes enveloppant les synapses excitatrices des cellules de Purkinje dans le cortex cérébelleux de souris infectées. Ceci implique une composante astrocytaire dans la réaction des complexes synaptiques aux prions. / The conversion of the protective cellular prion protein PrPC into an infectious, neurotoxic conformer PrPSc is a feature of prion diseases. In the prion-diseased brain, the loss of PrPC, the production of pathogenic PrPSc and inflammation contribute to neuronal death by still unknown mechanisms.The present results validate cerebellar organotypic cultures as a valuable experimental system to study ex vivo these mechanisms and provide insight into the apoptotic and autophagic processes activated by the absence of PrPC in Prnp-deficient mice and by PrPSc prions and lead to the death of the cerebellar Purkinje cells. A second line of research in situ showed that the anatomo-functional compartmentation of the mouse cerebellum is an endogenous parameter of the pathogenesis of the 22L scrapie prions. Finally, another in situ approach revealed that prions increase the levels of TNFR1, a receptor for the pro-inflammatory cytokine TNF-α at the membrane of the astrocytes enveloping Purkinje cell excitatory synapses in the cerebellar cortex of infected mice. This implies that the response of synaptic complexes to prions involves a glial component.

Le syndrome de Sjögren (SS) est l'une des maladies autoimmunes (MAI) systémiques les plus fréquentes chez l’Homme. Cette maladie est caractérisée par une infiltration lymphocytaire dans les glandes exocrines conduisant à des symptômes dits de « yeux secs » et à la bouche sèche. Il n’existe actuellement aucun traitement curatif pour cette maladie. Le peptide P140 a été démontrée comme un outil thérapeutique efficace chez les patients atteints d'un lupus érythémateux disséminé (LED) et des souris modèles développant un lupus.L'autophagie est une voie intracellulaire conservée qui joue un rôle central dans le maintien de l'homéostasie cellulaire. En outre, l'autophagie a été démontrée comme un mécanisme de régulation de l'autoimmunité. Les effets bénéfiques du peptide P140 dans le lupus semblent étroitement liés à son effet d'inhibition de l’autophagie qui est hyper-activée dans le lupus. A ce jour, très peu de données sont connues concernant l'autophagie dans le SS. Le sujet de ma thèse porte i. sur l’étude et la compréhension des phénomènes de l’autophagie dans le SS et ii. sur l’effet éventuel du peptide P140 dans cette maladie.Dans cette étude, nous avons d’abord montré des effets protecteurs du P140 contre le SS dans les souris modèle MRL/lpr, comme en témoignent l’amélioration de l'inflammation, une diminution de l'infiltration lymphocytaire dans les SG de souris et une baisse des niveaux d'autoanticorps circulants. Nous avons également constaté que l'autophagie et les lysosomes étaient défectueux dans les SG des souris MRL/lpr et que le P140 rétabli le flux autophagique et l'acidité lysosomale. Ces résultats suggèrent que l'autophagie défectueuse et des défauts des lysosomes pourraient contribuer à la pathologie du SS et que les effets thérapeutiques de P140 pourraient être liés à son effet sur l'autophagie et les lysosomes.Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse nous offrent des informations décisives sur la pathogenèse de SS et suggèrent que l'autophagie pourrait être une cible thérapeutique de choix dans le SS. Au-delà, les effets protecteurs de P140 dans le modèle de souris SS nous éclairent sur l'application thérapeutique du P140 dans d'autres MAIs. / Sjögren's syndrome (SS) is one of the most common systemic autoimmune diseases (AIDs) in human. This disease is characterized by lymphocytic infiltration in the exocrine glands which leads to symptoms named dry eyes and dry mouth. There is no cure for SS currently. P140 peptide has been demonstrated to be an effective therapeutic tool in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) and lupus mouse model. Autophagy is a conserved intracellular pathway that plays a central role in maintaining cellular homeostasis. In addition, autophagy has been demonstrated to be a mechanism of autoimmune regulation. The beneficial effects of P140 peptide in lupus seem to be closely related to its inhibitory effect on autophagy which is overactivated in lupus. However, the role of autophagy in SS is largely unknown. The aim of my thesis is: 1, to study the role of autophagy in SS and 2, to examine the possible effect of the P140 peptide in this disease. In this study, we first demonstrated the protective effects of P140 against SS in MRL/lpr mouse model, as evidenced by ameliorated inflammation, decreased lymphocyte infiltration in mouse salivary glands (SGs), as well as decreased levels of circulating autoantibodies. We also found that autophagy and lysosomes were defective in SGs of MRL/lpr mice and that P140 restored the autophagic flux and lysosomal acidity. These results suggest that defective autophagy and lysosome dysfunction may contribute to the pathology of SS and that the therapeutic effects of P140 may be related to its effect on autophagy and lysosomes. The results obtained in this study provide us valuable information about the pathogenesis of SS, and suggest that autophagy could be a potential therapeutic target in SS. Moreover, the protective effects of P140 in SS mouse model shed light on the therapeutic application of P140 in other AIDs.

TP53INP1 est un gène cible de p53 qui code une protéine à activité suppressive de tumeur. En son absence, on observe la dérégulation de nombreux phénomènes cellulaires impliqués dans le processus tumoral, comme la mort cellulaire, la prolifération, la migration ou encore l’instabilité génétique. Certains d’entre eux sont modulés par le stress oxydatif chronique qui existe dans les cellules et organes déficients pour TP53INP1. Cette thèse a pour objectif de mieux caractériser le mécanisme d’action de TP53INP1, afin de mieux comprendre son rôle suppresseur de tumeur en lien avec la régulation du métabolisme oxydatif. Nous avons montré dans un premier temps que TP53INP1 est impliquée dans l’autophagie, où elle interagit avec les protéines de la famille LC3/Atg8 au sein des autophagosomes, et favorise la mort cellulaire de manière dépendante de l’autophagie. Puis nous avons déterminé que c’est un défaut du processus mitophagique qui est à l’origine du stress oxydatif chronique constaté en absence de TP53INP1. Ce niveau de ROS élevé induit une dérégulation du métabolisme des lipides, observée in vitro dans les cellules déficientes pour TP53INP1 (accumulation de gouttelettes lipidiques), et retrouvée in vivo dans les souris TP53INP1 KO (prédisposition à l’obésité et au phénomène de résistance à l’insuline). C’est une levée du blocage de l’expression du gène Pparg régulant la lipo- et l’adipo-genèse et une inhibition du processus de lipolyse qui expliquerait notre phénotype. Ces travaux ont donc permis de mieux caractériser le rôle suppresseur de tumeur de TP53INP1 et son mécanisme de régulation. / TP53INP1 is a p53 target gene coding a protein with a tumor suppressor activity. In absence of TP53INP1, we observe deregulation of different cellular phenomena implicated in tumoral progression, such as cell death, proliferation, migration or even genetic instability. Some of them are modulated by chronic oxidative stress existing in TP53INP1-deficient cells or organs. The aim of this work is to better characterize the molecular mechanism of action of TP53INP1 in order to better understand its tumor suppressor role related to regulation of oxidative metabolism. Firstly, we demonstrated that TP53INP1 is involved in autophagy, through its direct interaction with LC3/Atg8 family proteins within autophagosomes, and induces autophagy-dependent cell death. Then we evidenced that a defect in mitophagic process is at the origin of chronic oxidative stress noticed in absence of TP53INP1. This elevated ROS level induces lipid metabolism deregulation, observed in vitro in TP53INP1-deficient cells (lipid droplets accumulation), and mirrored in vivo in TP53INP1 KO mice (predisposition to obesity and to insulin resistance phenomenon). A derepression of Pparg gene expression, which regulates lipo- and adipo-genesis, and inhibition of lipolysis process would explain our phenotype. Altogether these findings allow a better understanding of the tumor suppressive function and regulation mechanisms of TP53INP1.