Les cheveux constituent un matériau de choix en archéométrie pour l’étude des civilisations anciennes. L’étude moléculaire de cheveux de momies et de leur protéome peut apporter de précieuses informations sur la composition, la préservation et l’environnement de la fibre. Une approche protéomique bottom-up dédiée à l’analyse en MS des protéines de cheveux de momies a été donc implémentée. Celle-ci a permis l’identification des protéines capillaires de cheveux anciens à partir de quantités minimales, ainsi que la caractérisation de leur état de conservation. Cette approche a été associée à une stratégie interdisciplinaire, intégrant également des analyses structurelles par FTIR, et élémentaires par SEM-EDS, XRF et PIXE. Enfin, le couplage direct TLC-MALDI-MS a été mis en place pour la caractérisation de systèmes biologiques et archéologiques, complexes et précieux. / Hair is an ideal material for the archaeometric study of past civilizations. Although it is rarely described, molecular study of hair and its proteome can provide precious clues on the ancient hair composition, its preservation state, as well as its environment. Here, we describe the implementation of a bottom-up proteomic approach for the mass spectrometry analysis of proteins from mummy hair. Through this approach, it was possible to identify the ancient hair proteins from a minimal initial amount of sample, and to characterize their molecular conservation state. This study was associated to an interdisciplinary project that also integrates structural analyses by FTIR and elemental analyses by SEM-EDS, XRF and PIXE. Finally, TLC-MALDI-MS hyphenation was implemented for the characterization of biological and archaeological systems, which are also complex and precious.

La croissance de la population humaine et l'intensification des activités associées exercent une pression considérable sur les écosystèmes marins côtiers. Afin d’évaluer l’impact des activités humaines sur ces écosystèmes, des efforts considérables ont été consacrés au développement de biomarqueurs. En dépit d'un potentiel pour une large gamme d'applications, les biomarqueurs les plus couramment utilisés ciblent des effets situés à des niveaux organisationnels faibles (molécules, cellules ou tissus) et très peu sont susceptibles d'indiquer des impacts sur des niveaux organisationnels supérieurs (organisme, population, écosystème). Or, ces derniers sont d'une pertinence considérable pour les activités humaines, l'économie et le bien-être. Ils sont en effet le résultat intégratif de l'histoire environnementale d'un organisme et, en même temps, ils reflètent leur vulnérabilité et leur résilience aux changements de leurs conditions de vie. Cette opinion a été corroborée par la révision récente du concept de santé animale qui dorénavant, intègre les effets latents des conditions de vie antérieures, les conséquences des expositions et des expériences passées, ainsi que les conséquences du cumul de ces effets. L’utilisation conjointe des marqueurs de hauts niveaux organisationnels et du concept de santé pourrait donc aider à fournir des informations écologiquement pertinentes grâce à l’utilisation de biomarqueurs. Dans ce contexte, les objectifs de ma thèse étaient 1) de développer une méthodologie pour évaluer la santé des poissons, 2) d'étudier les mécanismes sous-jacents des performances mesurées et 3) de vérifier l’applicabilité de cette approche à de nombreux contextes en s’appuyant sur deux études de cas. Au cours de ces recherches, nous avons démontré que la tolérance à l'hypoxie, la sensibilité à la température et les performances de nage sont des biomarqueurs fiables de la santé des poissons. Leurs réponses sont en effet stables dans le temps, prédictives de la survie des poissons dans leur milieu naturel et sensibles à une exposition à un polluant. De plus, l'application de cette méthodologie à des études de cas a démontré que notre approche est généralisable à différents contextes et qu'elle fournit des informations opérationnelles facilement transférables aux secteurs socio-économiques et au grand public. / Growth of human population and associated intensification of human activities is putting considerable pressure on coastal marine ecosystems. To assess anthropogenic impact on these ecosystems, substantial efforts have been devoted to the development of biomarkers. Despite a potential for a broad application range, most commonly used biomarkers target effects at sub-organismal organizational level (molecules, cells or tissues) and very few are liable to indicate impacts at organism or higher organizational levels. On the other hand, although too far removed from causal events to constitute early warning signals of environmental stress, high-level organizational biomarkers are of considerable relevance to human activities, economy and well-being. They are indeed the integrative result of the environmental history of an organism and, at the same time, reflect their vulnerability and resilience to changes in their living conditions. This view is corroborated by the recent revision of the concept of animal health, which nowadays incorporates the latent effects of past living conditions, the consequences of past exposures and experiences and the cumulative consequences of these effects. The joint use of high organizational levels markers and the concept of health could help overcome the failure of current biomarkers to provide ecologically relevant information. In this context, the objectives of my thesis were 1) to develop a methodology to assess fish health; 2) to investigate the underlying mechanisms and confounding factors of the performances measured and 3) to verify the applicability of our approach through two case studies.Throughout these researches, we demonstrated that hypoxia tolerance, temperature susceptibility and swimming performances are promising biomarkers of fish health. Their responses are stable over time, predictive of fish survival in the field and sensitive to an exposure to dispersant-treated oil. Also, application of this methodology to case studies demonstrated that our approach is generalizable to different contexts and that it provides operational information easily transferable to socio-economic sectors and general public.

De nombreuses biomolécules qui constituent les plantes vasculaires ne sont synthétisées que par certains taxons de plantes et ont donc une spécificité chimiotaxonomique. Certaines d'entre elles, tels que les bioterpénoïdes, sont particulièrement résistantes et sont préservées dans les sédiments où elles se transforment en géoterpénoïdes lors de la diagenèse. Ces géoterpénoïdes conservent, partiellement ou totalement, leur spécificité initiale (spécifité paléochimiotaxonomique). Cependant, nos connaissances actuelles en paléochimiotaxonomie botanique, qui permettent d'associer ces biomarqueurs moléculaires à des taxons végétaux, restent encore lacunaires. L'objectif de cette étude est de déterminer la signature moléculaire des familles de conifères fossiles. 68 représentants appartenant aux 7 familles actuelles de conifères ont été artificiellement maturés par pyrolyse en milieu confiné afin de reproduire en laboratoire la transformation des bioterpénoïdes en géopterpénoïdes. Les résultats montrent que les Pinaceae, les Araucariaceae, les Cupressaceae, les Sciadopityaceae, les Podocarpaceae, les Taxodiaceae et les Taxaceae "fossilisés" peuvent se distinguer par la nature et la proportion relative de ces terpénoïdes. De plus, la comparaison des signatures moléculaires ont permis de réaliser des regroupements intergénériques pour chaque famille. Ces regroupements sont comparables avec ceux de la classification phylogénétique. À terme, ces résultats pourront être utilisés dans le cadre d’études paléobotaniques, paléoenvironnementales, environnementales et archéologiques / Many biomolecules that constitute terrestrial vascular plants are only synthesized by a restricted number of plant taxa and have thus a chemotaxonomic specificity. Some of these biomolecules, like the terpenoids, are particularly resistant and can be preserved within sediments where they are transformed into geomolecules during diagenesis. Geoterpenoids keep, partially or totally, their initial specificity (palaeochemotaxonomic specificity). However, our current knowledge in botanical palaeochemotaxonomy, allowing to link these plant biomarkers to plant taxa, remains incomplete. The aim of this study is to determine the molecular signature of fossil conifers. In this objective, 68 species belonging to the 7 extant conifer families were subjected to artificial maturation by confined pyrolysis. This process converts the bioterpenoids included within the plant material into geoterpenoids. The results show that the "fossilized" Pinaceae, Araucariaceae, Cupressaceae, Sciadopityaceae, Podocarpaceae, Taxodiaceae and Taxaceae can distinguished from each other by the nature and the relative proportion of these geoterpenoids. The comparison of these molecular signatures allows to achieve intergeneric groups for each family. These groups are comparable to those of the phylogenetic classification. In the future, these results could be used for palaeobotanical, palaeoenvironmental, environmental and archaeological assessments

Les cancers MSI (Microsatellite Instable) sont caractérisés par un niveau élevé d'instabilité des séquences répétées de l'ADN, les microsatellites, suite à l'inactivation du système MMR (Mismatch Repair). L'étude de la carcinogenèse MSI a révélé des mutations somatiques (délétion/insertion) de nombreux gènes sur des microsatellites codants, qui décalent le cadre de lecture et engendrent la production de protéines tronquées dont la fonction est le plus souvent perdue. Ces altérations affectent des gènes suppresseurs de tumeurs ou apparentés agissant au niveau de voies de signalisation en rapport avec l'oncogenèse, et sont sélectionnées lorsqu'elles promeuvent le développement tumoral. Ces travaux font état de la découverte de la première mutation d'une chaperonne dans une pathologie tumorale, affectant l'oncogène codant pour HSP110 (Heat Shock Protein) sur un microsatellite non-codant intronique situé dans un site accepteur d'épissage. Cette mutation, conduisant à un saut d'exon, est inéluctable et bi-allélique dans l'ADN tumoral, et entraîne la perte des activités oncogéniques d'HSP110 dans les cellules cancéreuses (effet pro-apoptotique, chimio-sensibilisant, antiprolifératif et de ralentissement de la croissance tumorale). Ces résultats remettent en question les mécanismes de l'oncogenèse MSI et le caractère oncogénique de l'instabilité microsatellitaire. Au niveau physiopathologique et clinique, ils pointent HSP110 comme cible pronostique (facteur prédictif de réponse à la chimiothérapie) et thérapeutique. Je propose une approche de traitement pour les patients avec une tumeur MSI, visant à exacerber le caractère délétère de cette mutation dans les cellules tumorales. / MSI cancers (MicroSatellite Instability) are characterized by widespread instability of DNA repeated sequences, known as microsatellites, due to MMR system (Mismatch Repair) deficiency. Since the detection of this tumor phenotype, most of the oncogenic events reported in these tumors are somatic mutations (1-2 bp insertions or deletions) that affect coding DNA repeats, resulting in frameshifts and inactivation of the corresponding proteins. They accumulate in tumor cells due to positive selection during the MSI-driven tumorigenic process when they promote tumor development by inactivating genes with tumor suppressor-related functions. This work reports the first somatic mutation of a chaperone protein in a cancer so far, i.e. HSP110 (Heat Shock Protein) in MSI colorectal cancer. This mutational event consists in the somatic deletion of the intronic microsatellite, located in the splice acceptor site of HSP110. We demonstrate that it is almost systematic and bi-allelic in these cancers, leading to inactivation of the oncogenic functions of the HSP110 chaperone (pro-apoptotic and anti-proliferative impact leading to chemosensitization of tumor cells and tumor growth decrease). Our findings support an unexpected and paradoxical anticancer impact of the microsatellite instability-driven pathway in mismatch repair-deficient colon cancer. From a pathophysiological and clinical point of view, they highlight HSP110 as a putative relevant prognostic marker (improvement of patients’ response to chemotherapy) and therapeutic target. According to these findings, I propose a therapeutic strategy targeting HSP110 and its mutant for personalized medicine of MSI colon cancer patients.

Les molécules HLA de class Ib ou nonclassiques, HLA-G, -E et -F, sont impliqués dans la régulation de la tolérance immunologique. En particulier, les polymorphismes génétiques ainsi que l’expression différentielle de HLA-G sont corrélés à l’évolution clinique des pathologies inflammatoires et des greffes d’organe. Notre premier travail a permis de montrer que la structure génétique de HLA-G était conservée dans des populations au patrimoine génétique différent (Mali et Sud de la France) et que, les haplotypes résultants (UTR), étaient corrélés à l’expression différentielle d’HLA-G soluble. Dans une deuxième étude on a pu montrer l’association différentielle des haplotypes HLA-G UTR avec certain allèles HLA-E, -A, -H, -G et -F suggérant une interaction privilégiée et/ou un effet tolérant synergique entre ces molécules. Une troisième étude a mis en évidence que deux haplotypes HLA-G UTR étaient corrélé à une évolution clinique péjorative dans la mucoviscidose et dans la transplantation pulmonaire. En fin, on a pu montrer une expression différentielle des isoformes de HLA-G dans les cellules épithéliales bronchiques (CEB), redifférencié in vitro, de témoins sains et patients atteints d’asthme avec une expression diminuée chez les asthmatiques. Finalement, l’ensemble de ces données suggèrent que la molécule HLA-G peut être un biomarqueur génétique et/ou sérologique attrayant et une cible thérapeutique potentielle via la modulation de son effet tolérogène dans un contexte de pathologies inflammatoires ou de conflit immunologique, tel que la transplantation d’organe et la transfusion. / HLA nonclassical class Ib genes HLA-G, -E and -F are involved in managing immune tolerance. Particularly for HLA-G, both its genetic polymorphism and its expression are correlated to clinical outcome in different pathologies, particularly in inflammatory disease and organ transplantation. In our first work we have shown that HLA-G genetic structure was conserved in distant healthy populations (Mali and South France) and that, the resulting haplotypes (UTR) were correlated to sHLA-G differential expression. In another study we observed a differential association between HLA-G UTR haplotypes and specific HLA-E, -A, -H, -F alleles that might reflect a privileged interaction and/or a synergistic tolerant effect between these molecules In a third study we showed that two different HLA UTR haplotypes were respectively associated with a worse evolution of cystic fibrosis and an impaired survival in lung transplant recipients. Afterwards, the analysis HLA-G isoforms expression in normal, mild and severe asthmatic human bronchial epithelial cells redifferentiated in vitro showed that the level of these transcripts was significantly reduced in asthmatics compared to controls. In conclusion, these results suggest that HLA-G molecule might be an attractive genetic and/or serologic biomarker and a potential therapeutic target, via the modulation of its tolerogenic effect, in specific allogenic and inflammatory contexts, such as solid organ transplantation or blood transfusion.

La palourde japonaise, Venerupis philippinarum, a été introduite en France au début des années 70 à des fins aquacoles. Depuis 1987, d’importants épisodes de mortalité, causés par la bactérie pathogène Vibrio tapetis, touchent cette espèce le long des côtes françaises et européennes. Cette vibriose, appelée Maladie de l’Anneau Brun (MAB), est considérée comme une maladie d’eau froide. L’interaction tripartite entre V. philippinarum, V. tapetis et l’environnement a été explorée à travers le rôle du système enzymatique des phénoloxydases (POs) dans le but de mieux comprendre la réponse immunitaire de la palourde japonaise, la virulence de l’agent pathogène mais aussi l’impact de l’environnement et plus particulièrement de la température. Les POs sont des oxydoréductases impliquées dans la synthèse de la mélanine et de ses dérivés mais aussi dans les processus de reconnaissance du non-soi et d’encapsulation chez les invertébrés. Dans un premier temps, l’activité PO du sérum d’hémolymphe a été caractérisée d’un point de vue biochimique comme étant majoritairement de type laccase ; une activité minoritaire de type tyrosinase a également été identifiée. Des infections de palourdes par trois souches de V. tapetis, à différentes températures, ont mis en évidence une modulation de la réponse du système PO en fonction du temps et du compartiment étudiés. De façon générale, l’infection bactérienne s’est traduite par une augmentation de l’activité PO. Toutefois, le niveau basal d’activité PO est variable d’une population à une autre et cette variabilité semble traduire une susceptibilité différente à la MAB. L’augmentation de la température de 15 à 22°C a entraîné une augmentation des capacités immunitaires de la palourde japonaise. La températurea également eu un impact sur la pathogénicité de V. tapetis et ce, de façon différentielle selon les souches. L’inhibition de l’activité PO observée in vitro en présence de produits extracellulaires bactériens souligne la complexité de l’interaction entre V. philippinarum et V. tapetis. Ainsi, le suivi de l’activité PO constitue un biomarqueur pertinent des capacités immunitaires des invertébrés marins dans l’interaction tripartite hôte-pathogène-environnement. / The manila clam, Venerupis philippinarum, was introduced in France in the early 70’s for aquaculture purposes. Since 1987, mass mortality events, caused by the pathogenic bacterium Vibrio tapetis, have occurred in this species along French and European coasts. This vibriose, called Brown Ring Disease (BRD), is considered as a cool water disease. The tripartite interaction between V. philippinarum, V. tapetis and the environment was explored through the role of the enzymatic system of phenoloxidases (POs) in order to better understand the manila clam immune response, the pathogen virulence and also the environment impact and particularly the temperature’s one. POs are oxidoreductase enzymes involved in the synthesis of the melanin and its derivatives and also in the processes of non-self recognition and encapsulation in invertebrates. Firstly, PO activity was biochemically characterized in the hemolymph serum as a laccase-like activity; a minority tyrosinaselike activity was also identified. Clam inoculation with three V. tapetis strains, at various temperatures, highlighted a modulation of the answer of the PO system according to time post-infection and studied compartments. Overall, bacterial infection resulted in an increase in PO activity. However, the PO activity basal level varies between populations and this variability seems to reflect different susceptibility to the BRD. An increase in temperature from 15 to 22°C led to an increase in manila clam immune abilities. The temperature also had an impact on the V. tapetis pathogenicity and this impact was variable according to the strains. PO activity inhibition observed, in vitro, in the presence of bacterial extracellular products underlines the complexity of the interaction between V. philippinarum and V. tapetis. Thus, the monitoring of the PO activity constitutes a relevant biomarker of marine invertebrate immune abilities in the tripartite interaction host-pathogen-environment.

Les infections virales transmises à l'homme par les moustiques Aedes, sont en pleine émergence ou ré-émergence dans le monde entier. Le contrôle des populations de vecteurs reste la seule méthode de lutte. Pour un contrôle plus efficace, de nombreux efforts sont déployés pour développer de nouveaux indicateurs évaluant l'exposition de l'Homme aux piqûres des Aedes. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse était de développer un biomarqueur, basé sur l'évaluation quantitative de la réponse anticorps (Ac) spécifique au peptide salivaire Nterm-34kDa d'Ae. aegypti chez les populations exposées. Pour cela, nous avons évalué le potentiel de cette réponse Ac spécifique à i) mesurer l'intensité d'exposition aux piqûres, ii) évaluer le risque de transmission des arboviroses et iii) évaluer l'efficacité des stratégies de lutte anti-vectorielle (LAV). Nos résultats ont montré qu'une réponse IgG anti-peptide Nterm-34kDa pouvait être détectée chez les individus exposés à Ae. aegypti et Ae. albopictus. Le niveau de cette réponse IgG spécifique augmentait entre les saisons de faibles densités de moustiques et celles de fortes densités, indiquant que ce candidat biomarqueur permettrait d'évaluer l'exposition aux piqûres des Aedes. La distribution spatiale similaire de la prévalence de nouvelles infections au virus de la dengue et la prévalence de la réponse IgG spécifique montrait également que ce candidat biomarqueur permettrait d'identifier des zones à risque de transmission. La comparaison des réponses IgG anti-peptide Nterm-34kDa avant et après les interventions de LAV, a montré qu'une baisse post-LAV de cette réponse Ac spécifique permettrait d'évaluer l'efficacité de la LAV contre les Aede. Ce biomarqueur salivaire pourrait donc représenter un indicateur de la réduction du contact homme-vecteur. L'ensemble de ces travaux montre que la réponse Ac spécifique au peptide salivaire Nterm-34kDa constitue un pertinent biomarqueur pour évaluer l'exposition de l'Homme aux vecteurs des arboviroses. La validation supplémentaire de ce biomarqueur et son développement sous forme de test rapide permettraient aux structures en charge de la surveillance des arboviroses et de la lutte anti-vectorielle, de disposer d'un outil complémentaire des indicateurs entomologiques et épidémiologiques de référence. / Human viral infections transmitted by Aedes mosquitoes are rapidly emerging or re-emerging worldwide. Vector control strategies remain currently the unique method to control these infections. To improve the effectiveness of this control, much effort is being devoted to develop new indicators for measuring the human exposure to Aedes bites. In this way, this project aimed to develop a biomarker based on the quantitative assessment of antibody response (Ab) to Ae. aegypti Nterm - 34kDa salivary peptide, in human exposed populations. We evaluated thus the potential of this specific Ab response to: i) measure the intensity of human exposure to Aedes bites, ii) assess the risk of transmission of arboviruses and iii) evaluate the efficacy of vector control strategies. Our results showed that a specific IgG response to Nterm-34kDa peptide could be detected in individuals exposed to Ae. aegypti or Ae. albopictus. The level of specific IgG response increased from the season of low mosquito densities to high densities one, indicating that this biomarker candidate could evaluate the intensity of exposure to the Aedes bites. The observed similar spatial distribution of the prevalence of new infections with dengue virus and specific IgG response showed that this biomarker candidate could identify areas at risk of transmission. The comparison of the specific IgG responses to Nterm-34kDa peptide before and after the vector control intervention showed a decline of the specific Ab response after implementation of control. It indicated that such salivary biomarker could assess the effectiveness of vector control against Aedes, and that this salivary biomarker could be an indicator of the reduction of man-vector contact. Altogether, the results of this work show that the specific IgG response to the Nterm-34kDa salivary peptide could be a relevant biomarker for assessing human exposure to arboviruses vectors. This promising indicator, developed as a rapid test, could represent a complementary tool for entomological and epidemiological surveillance of arboviruses diseases.

ZNF217 est un oncogène potentiel codant pour un facteur de transcription Krüppel-like. Cette étude vise à explorer le rôle délétère et la valeur pronostique de ZNF217 dans le cancer du sein. Nos résultats ont montré que : (i) des niveaux d'expression élevés de ZNF217 (tant au niveau de l'ARNm qu'au niveau protéique) sont associés à un mauvais pronostic chez les patientes atteintes d'un cancer du sein, et plus particulièrement dans les cancers du sein de type ER+/Luminaux/Luminaux A ; (ii) ZNF217 induit la transition épithélio mésenchymateuse (EMT) dans les cellules épithéliales mammaires humaines via la voie de signalisation du TGF-beta ; (iii) ZNF217 induit un phénotype agressif dans les cellules cancéreuses mammaires se traduisant in vitro par la stimulation de la croissance indépendante de l'ancrage, de la migration et de l'invasion cellulaire ; (iv) ZNF217 stimule la croissance tumorale et le développement spontané de métastases chez la souris ; (v) ZNF217 se lie à ERalpha et augmente l'activité transcriptionnelle ligand-dépendante de ce dernier en favorisant le recrutement d'ERalpha sur les éléments de réponse aux oestrogènes (EREs) ; (vi) ZNF217 stimule la formation de mammosphères dans des lignées cellulaires de cancer du sein ER– ou ER+ ; (vii) ZNF217 induit la résistance à l'hormonothérapie (tamoxifène) dans des cellules cancéreuses mammaires ER+ ; (viii) des niveaux élevés d'expression de ZNF217 sont associés à un mauvais pronostic en terme de survie sans récidive chez les patientes atteintes d'un cancer du sein et traitées par hormonothérapie uniquement. Nos résultats suggèrent que l'expression de ZNF217 représente un nouveau et puissant biomarqueur pronostique dans le cancer du sein ER+/Luminal/Luminal A, permettant la re-stratification de ces cancers du sein dits « de bon pronostic », pour lesquels il n'existe pas à l'heure actuelle de biomarqueurs permettant de les identifier. En conclusion, ZNF217 représente une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement personnalisé des patientes atteintes d'un cancer du sein et exprimant de forts niveaux d'expression de ZNF217, en particulier les patientes ER+/ZNF217+ / ZNF217 is a candidate oncogene encoding for a Krüppel-like transcription factor. This study aims at exploring deeper insights on deleterious roles of ZNF217 and the prognostic significance of ZNF217 expression in breast cancers. We found that: (i) high levels of ZNF217 expression (at both mRNA and protein levels) are associated with poor prognosis in breast cancer patients, more particularly in ER+/Luminal/Luminal A breast cancers; (ii) ZNF217 induces epithelial-mesenchymal transition (EMT) in human mammary epithelial cells via the TGF-beta-activated Smad signaling pathway; (iii) in vitro ZNF217 stimulates several aggressive phenotypes in breast cancer cells, including anchorage-independent growth, cell migration and invasion; (iv) ZNF217 stimulates tumor growth and promotes the development of metastases in vivo; (v) ZNF217 binds with ERalpha and enhances 17beta- estradiol (E2)-induced ERalpha transactivation by increasing the recruitment of ERalpha to estrogen-responsive elements (EREs); (vi) ZNF217 increases mammosphere formation in ER– or ER+ breast cancer cell lines; (vii) ZNF217 confers resistance to endocrine therapy (tamoxifen) in ER+ breast cancer cells, and (viii) high levels of ZNF217 expression are associated with shorter relapse-free survival (RFS) in breast cancer patients treated with endocrine therapy only. Our findings suggest that ZNF217 expression represents a novel and powerful prognostic biomarker in ER+/Luminal/Luminal A breast cancers, allowing the re-stratification of these “good prognosis” breast cancers, which are currently not further classified by any other biomarkers available. In conclusion, ZNF217 could be a potential therapeutic target for a personalized treatment strategy in patients overexpressing ZNF217, in particular in ER+/ZNF217+ patients

La polyneuropathie amyloïde familiale à transthyrétine (FAP-TTR) est une maladie rare héréditaire à transmission autosomique dominante liée à la production de formes mutantes de la transthyrétine (TTR). Ces mutations sont à l’origine d’un changement de conformation de la protéine qui, in vivo, se présente sous forme de tétramère. Celui-ci est alors déstabilisé et évolue vers la formation de fibrilles amyloïdes qui s'accumulent au niveau du système nerveux autonome, des nerfs périphériques et des organes. Ces dépôts sont responsables de la pathologie. Dans le but d’évaluer l’efficacité des thérapies pouvant être mises en œuvre, nous avons développé des stratégies analytiques visant à concevoir un système « point of care » à usage hospitalier permettant de quantifier les formes mutante et native circulantes de la TTR. La méthodologie développée consiste à réaliser la séparation électrocinétique de fragments ciblés de la TTR, obtenus par digestion enzymatique de la protéine. Cette approche analytique a été développée en se focalisant sur une mutation fréquente en France : la TTR Thr49Ala où une thréonine est remplacée par une alanine en position 49. Au cours de cette thèse, deux types de microréacteurs enzymatiques ont été étudiés, i.e. (i) un lit fluidisé contenant des particules magnétiques fonctionnalisées par des molécules de trypsine et (ii) une puce monolithique à base de thiol-ène fonctionnalisée également par la trypsine. Le pouvoir catalytique de ces microsystèmes a été comparé en mesurant l’efficacité de digestion du BApNA (substrat modèle) et de la TTR à l’aide de méthodes analytiques telles que la spectrophotométrie d’absorption UV-Visible, l’électrophorèse capillaire couplée à une détection UV (EC-UV) et la chromatographie liquide couplée à la détection par spectrométrie de masse (UHPLC-SM). Les résultats obtenus ont montré que le microréacteur enzymatique monolithique à base de thiol-ène était le plus performant pour digérer la TTR. Par ailleurs, nous avons réalisé, au cours de cette étude, l’optimisation d’une méthode EC-UV, adaptée à l’analyse des digestats recueillis en sortie de microréacteur. Elle a permis de séparer et de quantifier les peptides d’intérêt pour déterminer le rapport de TTR mutante (Thr49Ala) sur TTR native. / Transthyretin familial amyloid polyneuropathy (TTR-FAP) is a hereditary rare disease with an autosomal dominant transmission, related to the production of mutant forms of transthyretin (TTR). These mutations lead to a conformational change of the protein whose in vivo form is a tetramer. As a consequence, this tetramer is destabilized and evolves towards the formation of amyloid fibrils that aggregate on the autonomic nervous system, peripheral nerves, and organs. These deposits are responsible for the pathology. In order to evaluate the efficiency of possible therapies, we developed analytical strategies aiming at designing a “point of care” system for hospital use, which would enable the quantification of circulating mutant and native forms of TTR. The methodology that we developed consists in undertaking the electrokinetic separation of targeted TTR fragments obtained through the enzymatic digestion of the protein. This analytical approach has been developed while focusing on a frequent mutation in France: the TTR Thr49Ala mutation in which a threonine is substituted by an alanine in position 49. In this thesis, two types of enzymatic microreactors have been studied, i.e. (i) a fluidized bed containing magnetic particles functionalized by trypsin molecules and (ii) a thiol-ene-based monolithic chip also functionalized by trypsin. The catalytic power of these microsystems has been compared by measuring the digestion efficiency of BApNA (model substrate) and TTR through analytical methods such as UV-visible absorption spectrophotometry, capillary electrophoresis with UV detection (CE-UV), and liquid chromatography with mass spectrometry detection (UHPLC-MS). The results showed that the thiol-ene-based monolithic enzymatic microreactor was the most efficient system to digest TTR. Besides, during this study, we undertook the optimization of a CE-UV method which is adapted to the analysis of digested sample collected directly out of the microreactor. This allowed us to isolate and quantify the peptides of interest to measure the ratio of mutant TTR (Thr49Ala) versus the wild one.

Environ 30% des patients ne répondent pas de manière adéquate à un traitement antidépresseur. Cette absence de rémission, voire aggravation de l’état dépressif après la mise en place du traitement est qualifiée de non-réponse au traitement. La résistance au traitement est caractérisée lorsque cet échec thérapeutique est récurrent pour différentes stratégies thérapeutiques de mécanisme d’action différents. Afin d’améliorer les stratégies thérapeutiques visant à traiter les patients résistants, une meilleure compréhension des mécanismes biologiques associés à la non-réponse/résistance est nécessaire. De nombreux travaux ont associé le phénomène de neurogenèse hippocampique adulte à la réponse antidépressive, et ont montré qu’un blocage de la neurogenèse altère la réponse antidépressive chez la Souris. Cependant, aucune étude n’a montré si la non-réponse/résistance au traitement était associée à des altérations de la neurogenèse. De plus, il n’existe à ce jour aucun modèle de résistance qui ne présente une validité translationelle à ce qui est observé chez l’Homme. Enfin, alors que 2/3 des patients dépressifs sont des femmes, la majorité des études précliniques sont réalisées chez des mâles. Le but de mon travail de thèse a donc été de modéliser la résistance au traitement antidépresseur chez la souris C57BL6 mâle et femelle.Le premier objectif de ce travail a été la modélisation chez la femelle d’un phénotype anxio-dépressif, en adaptant un modèle neuroendocrinien de la dépression élaboré chez le mâle, basée sur l’administration chronique de corticostérone. Le deuxième objectif a été l’étude de la comparaison de la neurogenèse entre les souris répondeuses et non-répondeuses à un traitement chronique de fluoxétine ou résistantes à 2 stratégies successives de traitement présentant un mécanisme d’action différent (fluoxétine puis imipramine).D’autre part, les données de la littérature clinique suggèrent qu’un marqueur périphérique, la protéine β-arrestine 1, serait un marqueur de l’état dépressif et de la réponse au traitement. Nous avons donc mesuré dans notre modèle les variations de ce potentiel biomarqueur clinique.L’ensemble de ces travaux de thèse a permis de montrer la complexité d’induire un phénotype anxio/dépressif chez la souris femelle de façon stable et robuste via l’administration chronique de corticostérone. Chez le mâle, nous avons pu modéliser la résistance au traitement antidépresseur dans le modèle CORT. Nous avons pu observer que les processus neurogéniques semblent jouer un rôle essentiel dans la réponse au traitement, puisqu’une absence de réponse est associée avec une altération de la neurogenèse hippocampique adulte. Si dans notre modèle, l’expression périphérique de la β-arrestine 1 n’est pas diminuée chez les souris présentant un phénotype anxio-dépressif, elle permet cependant de discriminer les souris répondeuses des souris résistantes au traitement, ce qui valide son intérêt en tant que biomarqueur de la réponse antidépressive. / Around 30% of patients do not respond adequately to chronic antidepressant treatments. This lack of response, or worsening of the depressive state after the onset of the treatment can lead to treatment resistant depression (TRD). TRD is characterized by a recurrent lack of therapeutic response to various antidepressant which display different mechanism of action. A better understanding of the mechanisms that underlies TRD is necessary to discover some new effective therapeutic strategies. Numerous studies in rodents have shown that chronic antidepressant treatment improves adult hippocampal neurogenesis, and that disrupting this phenomenon partially alters antidepressant response. However whether lack of response or resistance to antidepressant treatment is associated with altered neurogenesis has yet not been observed. Additionally, there is yet no model of TRD with a translational validity. As major depressive disorders affects women twice more than men, yet the preclinical studies are performed mostly in males. Thus, the aim of this thesis was to model non-response an resistance to antidepressant response in male and female C57BL6 mice.The first aim of this thesis work was to induce a anxio-depressive phenotype in female mice, by adapting a neurodencocrine model of depression developed in males and based on chronic administration of corticosterone (CORT). The second aim was to study adult hippocampal neurogenesis in animals that respond or not to chronic fluoxetine administration, and in animals that were resistant to two successive antidepressant treatment with a different mechanism of action (fluoxetine and then imipramine).Additionally, data from the literature suggests that peripheral β-arrestin 1 expression could be a potential biomarker of depressive state and antidepressant response in humans. Thus, we explore its validity in our model of TRD in mice.Overall, our results highlight the difficulty of inducing an anxio-depressive phenotype in female mice, using different dosage or treatment duration of corticosterone, which hampers the use of corticosterone to induce emotionality in female mice.However, in male mice, we showed that we were able model resistance to treatment in the using the CORT model. Lack of response to chronic fluoxetine and treatment resistance to fluoxetine/imipramine were associated with altered neurogenesis in the dentate gyrus of the hippocampus. This confirms that hippocampal neurogenesis is critical for a full antidepressant response. While peripheral β-arrestin 1 expression was not decreased after chronic CORT exposure, its differential expression between responder vs treatment-resistant mice confirms its validity as a biomarker for antidepressant response.