Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Reproduction de : Thèse doctorat : Biologie moléculaire et cellulaire du développement : Reims : 2006. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. f.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est une maladie multisystémique dominante qui représente la myopathie la plus fréquente chez l’adulte. Le muscle squelettique est particulièrement affecté : il s’atrophie et perd 1 à 3 % de sa force maximale par année. Les interventions cliniques sont sécuritaires en DM1 et certaines études rapportent même des augmentations de force musculaire. Toutefois, les dosages optimaux et les mécanismes physiologiques expliquant ces gains demeurent inconnus. Afin d’élucider ces questions, ce mémoire se divise en deux volets. Le premier volet (objectif 1) présente une revue systématique de type scoping review, qui résume les connaissances portant sur l’effet des interventions cliniques sur le muscle squelettique chez les personnes affectées par la DM1 et qui identifie les manques d’évidences scientifiques à ce sujet. Le second volet (objectif 2) étudie l’effet de l’exercice excentrique aigu sur les voies de signalisation de synthèse et de dégradation protéique dans le muscle squelettique. Pour ce second volet, 10 hommes atteints de DM1 ont accepté de participer à une séance unique d’exercice excentrique et de subir une biopsie musculaire avant et après l’exercice. La revue systématique rapporte que des gains de force sont possibles chez des individus atteints de DM1, cependant les résultats rapportés sont très hétérogènes. De plus, il existe de grandes lacunes au sujet de la compréhension des mécanismes physiologiques sous-jacents. Les résultats obtenus dans la réalisation du second volet de ce mémoire démontrent également une grande hétérogénéité dans les réponses observées chez les patients atteints de DM1. Par contre, ceux-ci suggèrent que, malgré le défaut génétique, les mécanismes impliqués dans l’hypertrophie semblent similaires à ceux rapportés chez le sujet sain. L’ensemble de ces connaissances aidera à guider les professionnels de la santé dans la prescription d’exercice à cette population dans le but d’améliorer la qualité de vie des personnes atteintes.

Le cancer du poumon occupe la première position en termes de fréquence de décès imputables au cancer. La majorité des cas de cancer du poumon diagnostiqués sont des cas de cancers du poumon dits « non-à-petites cellules » (CPNPC). Il n’existe actuellement aucun traitement capable d’éradiquer complètement le CPNPC ce qui lui confère le statut de maladie incurable. Ce projet avait pour objectif principal d’évaluer le potentiel anticancéreux d’un extrait enrichi d’une plante endémique de la Géorgie, Helleborus caucasicus, pour traiter le CPNPC. L’activité anti-tumorale de cet extrait a été évaluée in vitro au niveau cellulaire et moléculaire dans des cellules d’adénocarcinome pulmonaire humain A549 et in vivo chez des souris C57BL/6 NCrl porteuses de tumeur du carcinome pulmonaire de Lewis. Les résultats ont montré que l’extrait étudié possédait une activité anticancéreuse pertinente in vitro et in vivo et ainsi, qu’il constituait une stratégie thérapeutique potentielle dans le traitement du CPNPC.

LAT1, also named SLC7A5, is a human plasma membrane transporter covalently associated with the glycoprotein CD98 (SLC3A2). It catalyses the uptake of several essential amino acids, including leucine, thereby contributing to the activation of the mTORC1 (mechanistic Target of Rapamycin Complex 1) kinase complex. This control of mTORC1 by LAT1 is notably important for the rapid proliferation of tumour cells. Moreover, LAT1 overexpression has been observed in numerous cancers, and is often associated with a poor prognosis. Despite the importance of LAT1 in normal and tumour cells, the mechanisms controlling the intracellular traffic of this transporter, and particularly its endocytosis, are still poorly known.Many plasma membrane transporters are downregulated by endocytosis, in response to various signals. In yeast, endocytosis of plasma membrane permeases is triggered by their ubiquitylation mediated by the ubiquitin ligase Rsp5, acting in association with adaptors of the α-arrestin family. Ubiquitin also plays an important role in endocytosis of many human transporters. The main objective of this thesis work was to characterize the mechanisms mediating endocytosis of LAT1 in HeLa tumour cells.In the first part of this work, we studied the effect of FTY720, an analog of sphingoid bases with antitumor properties, on a HeLa T-Rex stable cell line expressing a LAT1-GFP construct. We also analysed the effect of FTY720 on several yeast plasma membrane permeases. Our results show that FTY720 induces a loss of activity and the endocytosis of permeases in yeast and of LAT1 in HeLa cells. Yeast permease internalization is associated with their ubiquitylation by the Rsp5 ubiquitin ligase. Moreover, FTY720 decreases TORC1/mTORC1 activity. Based on these results, we propose a model for the effect of FTY720 in yeast: this drug, by decreasing the activity of numerous nutrient transporters, leads to TORC1 inhibition. This loss of TORC1 activity promotes, via a still unknown mechanism, the Rsp5-dependent ubiquitylation and endocytosis of permeases. A similar mechanism could be responsible for FTY720-induced endocytosis of LAT1 in HeLa cells.In the second part of this work, we further investigated the mechanisms involved in LAT1 endocytosis. We found that LAT1 is internalized and degraded upon activation of protein kinase C (PKC) by the phorbol ester PMA. This treatment also elicited the ubiquitylation of LAT1 via the Nedd4-2 ubiquitin ligase. Finally, we identified the lysines 19, 25 and 30 in the N-terminal tail of LAT1 as the major sites of its ubiquitylation in response to PMA, and we showed that these lysines are important for PMA-induced downregulation. Future work will determine the importance of this control mechanism of LAT1 in the context of normal and tumour cells. / Ce travail porte sur l’étude du transporteur d’acides aminés humain LAT1, également appelé SLC7A5. LAT1, situé à la membrane plasmique où il est associé à la protéine CD98 (SLC3A2), est le transporteur principal de leucine dans les cellules et joue un rôle central dans l’activation de mTORC1 par cet acide aminé. Ce transporteur est surexprimé dans les cellules de nombreuses tumeurs, dans lesquelles il est souvent associé à un mauvais pronostic. Le trafic intracellulaire de LAT1 et, en particulier, son endocytose sont très peu connus. Mon travail de thèse a eu pour but d’étudier l’endocytose de LAT1 et les facteurs impliqués dans ce mécanisme. Dans la première partie de cette recherche, nous avons étudié l’effet du FTY720, un analogue de bases sphingoïdes, sur une lignée stable de cellules HeLa TRex exprimant LAT1-GFP, et nous l’avons comparé à son effet dans la levure. Nous avons observé que ce composé induisait une diminution de l’activité et l’endocytose de nombreux transporteurs de nutriments chez la levure ainsi que de LAT1 dans les cellules HeLa. De plus, l’internalisation des perméases de levure en réponse au FTY720 est associée à leur ubiquitylation, via l’ubiquitine ligase Rsp5. Nous avons également montré que ce composé diminue l’activité du complexe kinase TOR1/mTOR1. Ces différents résultats nous ont amené à l’hypothèse suivante :le FTY720, en induisant une perte d’activité de nombreux transporteurs de nutriments chez la levure, inhibe TORC1. Cette perte d’activité de TORC1 activerait, via un mécanisme encore inconnu, l’ubiquitylation et l’endocytose Rsp5-dépendante des perméases. Un mécanisme similaire pourrait être responsable de l’endocytose de LAT1 dans les cellules HeLa.Dans une seconde partie, nous avons étudié les facteurs impliqués dans l’endocytose de LAT1 en réponse à un second composé, le PMA, un activateur de la PKC. Nous avons montré que ce composé induit l’internalisation et l’ubiquitylation de LAT1 via l’activation de la PKC. Nous avons trouvé que cette modification dépend de l’ubiquitine ligase Nedd4-2. De plus, les lysines 19, 25 et 30 semblent être les cibles principales de l’ubiquitine ligase. En effet, une diminution importante de l’ubiquitylation et de la localisation intracellulaire de LAT1 en réponse au PMA est observée dans un mutant LAT1K19R,K25R,K30R. D’autres études seront nécessaires pour évaluer l’importance de ce mécanisme de régulation de LAT1 dans les cellules saines et cancéreuses. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Diss.--Philosophische Fakultät--Aachen--Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule, 1998. / Bibliogr. p. 354-376. Index.

L’augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère, principalement due auxactivités anthropiques, induit une augmentation de la pCO2 dans les eaux de surface océaniques quiengendre des modifications substantielles au sein du système des carbonates, un phénomène connusous le nom d’acidification des océans. Les échinides seraient particulièrement sensibles àl’acidification des océans dû au fait que ce sont des organismes osmoconformes et qu’ils édifient unsquelette constitué de calcite magnésienne, une des formes les plus solubles de carbonate decalcium. Les cidaroïdes, un clade basal d’échinides, possèdent une physiologie acide-base particulièrepar rapport à celle des autres échinides, les euéchinoïdes. Ils possèdent un pH extracellulaire bas,une pCO2 extracellulaire élevée et une alcalinité similaire à celle de l’eau de mer ;leur liquidecoelomique est donc sous-saturé par rapport à la calcite magnésienne. Ils édifient des piquantsprimaires constitués d’une couche de minéral externe, le cortex, qui, à maturité, est dépourvud’épiderme, laissant le minéral en contact direct avec l’eau de mer. La couche corticale est ensuitecolonisée par un biofilm et des épibiontes. Etonnamment, les cidaroïdes ont déjà survécu à la crised’acidification survenue au Permien-Trias et, à l’heure actuelle, certains membres de ce clade viventsous l’horizon de saturation du minéral qui forme leur squelette. Les cidaroïdes sont donc un modèleintéressant pour l’étude des mécanismes permettant aux organismes marins de faire face àl’acidification des océans. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les caractéristiquesmorphologiques et physiologiques qui permettent aux cidaroïdes de résister aux faibles valeurs depH de l’eau de mer. Différents aspects seront abordés :(1) l’impact de l’acidification des océans surla dissolution et les propriétés mécaniques du squelette des cidaroïdes ;(2) la morphogenèse et lespropriétés du cortex en relation avec sa résistance à l’acidification des océans ;(3) le rôle desorganes de Stewart, qui pourraient être impliqués dans la régulation ionique ;(4) la chimie descarbonates, les conditions d’oxygénation et la présence d’un métabolisme anaérobique dans lecompartiment extracellulaire général occupé par le liquide coelomique.Les plaques du test du cidaroïde Eucidaris tribuloides, soumis à une diminution du pH de l’eaude mer de 0,4 ou 0,7 unités et présentant un liquide coelomique sous-saturé, n’ont pas été affectéespar la dissolution. Aucune trace de dissolution n’a pu être observée sur les piquants primaires (dû àla présence des épibiontes) mais des traces de dissolution ont été observées sur les piquantssecondaires. Cependant, les propriétés biomécaniques des piquants primaires et secondaires n’ontpas été affectées par la diminution du pH de l’eau de mer. La forte densité du cortex et la présencedu biofilm et des épibiontes sur l’ensemble de la hampe des piquants primaires constituent uneprotection qui limiterait la dissolution du minéral. En général, le squelette des piquants primaires descidaroïdes possèdent une concentration plus faible en magnésium que celui des piquants primairesdes euéchinoïdes de la même région. Cela pourrait aussi leur conférer une plus faible solubilité.Les organes de Stewart d’Eucidaris tribuloides n’ont pas présenté d’évidence ultrastructuralepermettant de leur conférer un rôle dans le transport d’ions. Lorsque les oursins ont été soumis àune diminution du pH de l’eau de mer de 0,4 ou 0,7 unités, la densité des éléments squelettiquesprésents au sein de leur paroi, les spicules, n’a pas été impactée. De même, la diminution du pH n’apas eu d’impact sur la dissolution des spicules. Cela indique que le mésothélium constitue unebarrière efficace séparant le liquide coelomique sous-saturé du squelette. La position des organes deStewart au sein de la cavité générale et la composition de leur paroi (similaire à celle des ampoulespodiales) supportent l’idée que ces organes sont impliqués dans des échanges gazeux. Ces organesseraient donc impliqués dans l’oxygénation du coelome péripharyngien, et plus particulièrement desmuscles de la lanterne d’Aristote, ce dernier baignant dans la cavité générale hypoxique.Une faible pO2 et la présence de produits du métabolisme anaérobie, le lactate et le malate,ont été mesurés au sein du liquide coelomique de cidaroïdes. Ces acides organiques sontprobablement responsables du faible pH de leur liquide extracellulaire. La concentration de cesderniers serait liée au régime alimentaire carnivore des cidaroïdes. Les faibles valeurs de pH au seindu liquide coelomique des cidaroïdes induisent un déplacement de l’équilibre des carbonates versdes concentrations en CO2 plus élevées. Ces dernières rendent les effets de l’augmentation de lapCO2 de l’eau de mer négligeables et permettent de maintenir un gradient de CO2 entre les fluidesextracellulaires et l’eau de mer.En conclusion, les cidaroïdes adultes semblent résistants à l’acidification des océans dû à leurphysiologie acide-base particulière et aux différents structures qui protègent leur squelette. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Le modèle biogéochimique de résolution complexe MIRO a été développé pour étudier la dynamique des efflorescences de Phaeocystis en zone côtière belge (BCZ) en réponse aux apports de nutriments anthropiques délivrés directement par l’Escaut et indirectement par la Seine via les eaux atlantiques entrantes. Le modèle MIRO décrit les cycles du carbone (C), de l’azote (N), du phosphore (P) et de la silice (Si) au travers de 38 compartiments chimiques, planctoniques et benthiques clés de l’écosystème côtier dominé par Phaeocystis. Il a été validé dans une configuration multi boite simple en utilisant des forçages climatologiques pour la période 1989-1999 et sur base d’une comparaison visuelle des simulations de nutriments et des variables planctoniques avec les données récoltées durant cette même période. Le modèle validé a ensuite été utilisé pour étudier le fonctionnement de l’écosystème et les cycles biogéochimiques associés. Plus précisément, les bilans de carbone et de nutriments réalisés sur base des flux biologiques modélisés ont montré que l’écosystème de la BCZ, dominé par les efflorescences de Phaeocystis, se caractérise par une faible efficience trophique, une faible capacité de rétention/élimination des apports de nutriments d’origine anthropique et une faible capacité d’absorption du CO2 atmosphérique. Des scénarios annulant tour à tour l’activité biologique et les apports de carbone par les rivières ont permis de déterminer les rôles respectifs de la température, des processus biologiques et des apports de nutriments et de carbone par les rivières dans l’évolution saisonnière de la pCO2 des eaux de surface. L’effet combiné des apports anthropiques de nutriments et des conditions météorologiques locales (débit, vent, température) a été étudié sur base d’une simulation effectuée pour la période contemporaine (1989-2003) en utilisant les forçages réels mesurés. La comparaison visuelle des simulations et des observations montre que, si le modèle est parfaitement capable de reproduire les successions phytoplanctoniques, il est par contre moins performant en ce qui concerne la reproduction des signaux extrêmes. Il apparaît donc que l’échelle de temps (mensuelle) utilisée pour décrire la variabilité des forçages est trop longue et ne permet pas de capter les variations hydrologiques à court terme résultant du vent et de la marée. De manière à mieux comprendre le lien entre les activités humaines sur le bassin versant et l’eutrophisation des zones côtières, le modèle MIRO a été couplé aux sorties du modèle de rivière RIVERSTRAHLER appliqué à la Seine et à l’Escaut sur une période de 50 ans (1950-1998). Les résultats obtenus montrent que l’importance des efflorescences de diatomées est conditionnée par les apports de PO4, alors que l’importance des Phaeocystis est directement liée à l’importance des apports de NO3. Un bilan établi pour la BCZ montre que plus de 50% des apports annuels de N et 60% des apports annuels de P proviennent des eaux Atlantiques et pointe l‘importance des apports de la Seine pour l’enrichissement de la BCZ. Différents scénarios de réduction des apports de nutriments provenant des rivières ont été réalisés afin de cibler le ou les nutriments à diminuer prioritairement pour réduire les efflorescences de Phaeocystis. Les résultats montrent que, dans les conditions actuelles, seule une réduction des apports de NO3 prédit une diminution des efflorescences de Phaeocystis. De plus, pour avoir un abattement significatif de ces efflorescences, il est nécessaire d’agir de manière conjointe sur les apports de la Seine et de l’Escaut. En vue de l’implémentation du code MIRO dans un modèle 3D hydrodynamique et pour tenir compte de la variabilité spatiale des sédiments dans la zone étudiée, une paramétrisation des flux de nutriments à l’interface eau-sédiment a été recherchée sur base des résultats obtenus avec un modèle diagénétique analytique décrivant la dégradation de la matière organique et les cycles de l’azote et du phosphore dans les sédiments.

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