La rétinopathie du prématuré, modélisée par les modèles de rétinopathie induite par l’oxygène (OIR), est l’une des principales causes de cécité dans l’enfance. Elle est constituée d’une première phase de vaso-oblitération rétinienne et choroïdienne suivie d’une phase de néovascularisation post-ischmémique rétinienne. La phase de dégénérescence vasculaire est entre autres liée d’une part à une baisse de l’expression des facteurs pro-angiogéniques et d’autre part à une inflammation rétinienne excessive. Toutefois, les mécanismes post-transcriptionnels à l’origine de ces phénomènes demeurent peu connus. La dérégulation des microARNs (miRs), des ARNs non codants régulant négativement l'expression des gènes, est impliquée dans la modulation de multiples processus physiologiques et pathologiques dont l’angiogenèse et l'inflammation. Cependant, le rôle des miRs dans l’angiogenèse et l’inflammation au cours de l’OIR reste à explorer. Basé sur l’établissement préalable d’un profil de modulation de l’expression des miRs au cours de l’OIR, nous avons sélectionné et caractérisé dans cette thèse le rôle d’un miR sur la fonction angiogénique puis d’un miR sur la fonction inflammatoire dans l’OIR. Nous avons caractérisé dans un premier temps, le miR-96. L’expression du miR-96 était significativement diminuée in vivo dans la rétine et la choroïde lors de la phase de vaso-oblitération du modèle murin de l’OIR. In vitro, le miR-96 était régulé négativement par l’hyperoxie dans les cellules endothéliales rétiniennes. La supplémentation en miR-96 avait un effet pro-angiogénique sur les cellules endothéliales rétiniennes soumises à l’hyperoxie par la préservation de la signalisation de facteurs angiogéniques, tels que VEGF et Ang2, leur permettant de maintenir leur capacité de migration et de tubulogenèse. In vivo, la supplémentation intravitréenne en miR-96 exerçait également ces fonctions vaso-protectives et permettait de préserver la microvascularisation rétinienne et choroïdienne par le maintien du niveau d’expression physiologique de VEGF et Ang2. Dans un second temps, nous avons caractérisé le miR-125a. L’expression du miR-125a était significativement diminuée in vivo dans la rétine lors de la phase de vaso-oblitération du modèle murin de l’OIR, mais également in vitro dans les cellules microgliales soumises à l’inflammation par hyperoxie ou LPS, ce qui était inversement corrélé à une augmentation de cytokines pro-inflammatoires telles que TNF-a, IL-6 et IL-16. Le miR-125a a été caractérisé comme anti-inflammatoire et sa supplémentation dans les cellules microgliales activées diminuait significativement l’expression de ces marqueurs pro-inflammatoires. La modification du sécrétome des cellules microgliales permettait une récupération des capacités angiogéniques des cellules endothéliales rétiniennes avec amélioration de leur prolifération et de leur tubulogenèse. In vivo, la supplémentation intravitréenne en mir-125a permettait de maintenir une expression physiologique de TNF-a, IL-6 et IL-16, ce qui était associé à une diminution de la vaso-oblitération rétinienne. Collectivement, ces travaux ont permis d’identifier et de caractériser le rôle du miR-96 dans la dysfonction angiogénique et du miR-125a dans la dysfonction inflammatoire lors de l’OIR. Cette thèse démontre pour la première fois qu’une thérapie basée sur la modulation de miRs spécifiques permettait de prévenir la dégénérescence vasculaire de l’OIR. Ces résultats pourraient constituer la base de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement précoce des rétinopathies ischémiques comme la rétinopathie du prématuré. / Retinopathy of prematurity is one of the leading causes of blindness in childhood and is represented by oxygen-induced retinopathy (OIR) models. It’s characterized by a first phase of retinal and choroidal vasoobliteration followed by a retinal neovascularization. The vascular degeneration is partly linked to a decrease in the expression of pro-angiogenic factors and to an excessive retinal inflammation. However, the post-transcriptional mechanisms implicated remain poorly understood. microRNAs (miRs) are non-coding RNAs that negatively regulate gene expression. Dysregulation of miRs is involved in the modulation of multiple physiological and pathological processes including angiogenesis and inflammation. However, the role of miRs in angiogenesis and inflammation during OIR remains to be explored. Based on the prior establishment of the modulation profile of miRs expression during OIR, we selected and characterized in this thesis the role of a miR on the angiogenic function then another miR on the inflammatory function in OIR. We first characterized the miR-96. In vivo, miR-96 expression was significantly downregulated in the retina and choroid during the vaso-obliteration phase of OIR rat. In vitro, miR-96 was downregulated by hyperoxia in retinal endothelial cells. miR-96 overexpression had a pro-angiogenic effect on retinal endothelial cells subjected to hyperoxia by preserving the signaling of angiogenic factors including VEGF and Ang2. This allowed to maintain their capacity for migration and tubulogenesis. In vivo, intravitreal supplementation with miR-96 also exerted these vasoprotective functions and preserved retinal and choroidal microvasculature by maintaining the physiological expression level of VEGF and Ang2. Secondly, we characterized the miR-125a. In vivo, the expression of miR-125a was significantly reduced in the retina during the vaso-obliteration phase of the OIR rat. In vitro, miR-125a was downregulated in microglial cells subjected to inflammation by hyperoxia or LPS, which was inversely correlated with an increase in pro-inflammatory cytokines such as TNF-a, IL-6 and IL-16. miR-125a was characterized as anti-inflammatory and its overexpression in activated microglial cells significantly decreased the expression of these pro-inflammatory markers. The modification of the secretome of the microglial cells allowed a recovery of the angiogenic capacities of the retinal endothelial cells with improvement of their proliferation and their tubulogenesis. In vivo, intravitreal supplementation with mir-125a maintained a physiological expression of TNF-a, IL-6 and IL-16, which was associated with a decrease in retinal vaso-obliteration. Collectively, these tasks identified and characterized the role of miR-96 in angiogenic dysfunction and miR-125a in inflammatory dysfunction during OIR. This thesis demonstrates for the first time that a therapy based on the modulation of specific miRs can prevent the OIR vascular degeneration. These results could form the basis of new therapeutic strategies in the early treatment of ischemic retinopathies such as retinopathy of prematurity.

L’épuisement des lymphocytes T CD8+ (LT CD8) est une voie de différentiation unique survenant lors de contextes pathologiques particuliers ayant en commun la persistance d’antigènes dans l’hôte, tel que les infections virales chroniques (expl : VIH, hépatites B et C) et différents types de cancers. Il apparait aujourd’hui très clairement que ce mécanisme est à l’origine de l’échec de l’immunité adaptative face à ces pathologies particulièrement néfastes pour l’homme. L’étude de ce processus a mené à la découverte de cible thérapeutiques d’un grand intérêt (« immune checkpoints ») pouvant être ciblées pour corriger et/ou reverser l’épuisement. Les essais thérapeutiques ayant découlés de ces découvertes ont donné des résultats extrêmement prometteurs dans le traitement de plusieurs cancers. Cependant, bien que ces thérapies ciblées permettent un regain temporaire de la fonction des LT CD8+, elles ne permettent pas d’inverser le processus d’épuisement. Il est donc crucial aujourd’hui de se tourner vers les agents causateurs de cet état d’épuisement qui restent très méconnues à ce jour. La famille de cytokines partageant la chaine commune gamma (cytokines gamma c) comprenant l’IL-2 -4 -7 -9 -15 et -21 sont des acteurs solubles clés de l’immunité adaptative. Ces cytokines sont intimement liées aux processus de développement, d’homéostasie, de différenciation et de maintenance des lymphocytes T. Parmi elles, l’IL-2 et l’IL-15 ont un rôle majeur dans le processus de différenciation des LT CD8+ au cours d’une infection virale aigue. Malgré cela, l’implication de ces cytokines dans l’épuisement des LT CD8+ dans un contexte d’infection virale chronique n’a jamais été investiguée. En se basant sur les connaissances actuelles des rôles de l’IL-2 et de l’IL-15 sur la différenciation des LT CD8+ au cours d’une infection virale aigue, nous avons émis l’hypothèse que ces cytokines pourraient promouvoir l’épuisement dans un contexte d’infection virale chronique. Dans un premier temps, nous avons démontré chez l’homme (patients atteints d’hépatite C chronique) et la souris (modèle LCMV Clone 13) que la chaîne beta du récepteur à l’IL-2 (IL2R beta[CD122]) qui se lie à l’IL-2 et l’IL-15 reste sélectivement exprimée à la surface des LT CD8+ épuisés au cours d’une infection virale chronique. De plus, une expression élevée de cette chaîne de récepteur corrèle avec un épuisement plus sévère des LT CD8+ chez l’homme et la souris. En développant un modèle murin dans lequel les LT CD8+ sont déficients pour cette chaîne, nous avons démontré que l’IL-2 et IL-15 contrôlent plusieurs aspects clés du processus d’épuisement. Ces cytokines augmentent l’expression de plusieurs récepteurs inhibiteurs (caractéristiques de l’épuisement) et contrôlent même directement l’expression de certains d’entre eux (notamment 2B4 et TIM-3). L’IL-2 et l’IL-15 dirigent également la différenciation terminale des LT CD8+ vers un état d’épuisement extrême et abrogent de manière irréversible leur potentiel de différenciation en cellules mémoires. Nous montrons donc pour la première fois un rôle clé de l’IL-2 et l’IL-15 dans l’épuisement des LT CD8+ au cours d’une infection virale chronique. Dans un deuxième temps nous avons investigué les fonctions individuelles et redondantes de l’IL-2 et l’IL-15 dans l’épuisement des LT CD8+. Nous avons également déterminé les fenêtres d’actions déterminantes de ces cytokines et les mécanismes intracellulaires clés par lesquels elles contrôlent le processus d’épuisement. L’IL-2 et l’IL-15 coopèrent pour promouvoir l’expression de 2B4 et TIM-3 à la surface des LT CD8+ et ces cytokines semblent collaborer pour diriger leur différenciation terminale. En revanche, les signaux médiés par l’IL-2 pendant la phase de « priming » abrogent sélectivement leur potentiel de différenciation en cellules T centrales mémoires (Tcm) alors que l’IL-15 semble plutôt supprimer celle des T effecteurs mémoires (Tem) pendant la phase chronique. Pour finir, nous avons identifié la voie JAK3/STAT5 comme étant la principale voie intracellulaire par laquelle l’IL-2 et l’IL-15 dirigent l’épuisement des LT CD8+. Au cours de cette thèse, nous avons donc mis en évidence un nouveau rôle de l’IL-2 et l’IL-15 dans l’épuisement des LT CD8+ au cours d’une infection virale chronique. Nos résultats apportent une meilleure compréhension du processus d’épuisement des LT CD8+ et démontrent pour la première fois une implication des cytokines. Nous espérons que ces travaux contribueront à améliorer les stratégies thérapeutiques actuelles contre le cancer et les infections virales chroniques. / CD8+ T cell exhaustion is a unique differentiation pathway which occurs during particular pathological contexts such as chronic viral infections (i.e. HIV, HCV and HBV) and cancers in which antigen (Ag) persists in the host. It appears clear now that this mechanism provokes the failure of adaptive responses against these pathologies and is particularly harmful to humans. The study of this process has led to the discovery of relevant molecules (“immune checkpoints”) that can be targeted to prevent and/or reverse exhaustion. Ensuing clinical trials have provided extremely promising results in the treatment of several cancers. However, although these targeted therapies allow a temporary regain of CD8+ T cell functions they still fail at reversing the exhaustion process. It is thus crucial to investigate the causative factors of such process that remain to be identified. The common gamma-chain (gamma c) family of cytokines which includes IL-2, -4, -7, -9, -15, and -21 are key soluble mediators involved in the development of adaptive immunity. These cytokines are intimately linked to T cell development, homeostasis, differentiation and maintenance. Among them, IL-2 and IL-15 display important functions on CD8+ T cell differentiation during an acute viral infection. However, impact of these cytokines on CD8+ T cell responses during a chronic viral infection remains to be investigated. Based on current knowledge of the functions of IL-2 and IL-15 on CD8+ T cell differentiation during an acute viral infection, we hypothesized that these cytokines promote CD8+ T cell exhaustion during a chronic viral infection. We first demonstrate in a mouse model of chronic viral infection (LCMV clone 13) and patients with chronic HCV that the IL-2-receptor beta chain (IL2R beta [CD122]) a cytokine receptor chain which binds to both IL-2 and IL-15 is selectively expressed on exhausted CD8+ T cells during a chronic viral infection. The intensity of CD122 expression positively correlates with severe exhaustion of CD8+ T cells in mice and humans. Using a mouse model in which CD8+ T cells lack the expression of the IL2R beta-chain, we demonstrate that IL-2 and IL-15 control several aspects of exhaustion. IL-2 and IL-15-dependent signals sustain the expression of several inhibitory receptors (characteristic of exhaustion) on CD8+ T cells and directly control the expression of some of them (e.g. 2B4 and TIM-3). IL-2 and IL-15 also direct the terminal exhaustion of CD8+ T cells and irreversibly abrogate their developmental plasticity toward memory T cell development. Together, we show for the first time key functions of IL-2 and IL-15 in directing CD8+ T cell exhaustion during a chronic viral infection. Next, we investigated the unique and redundant functions of IL-2 and IL-15 on CD8+ T cell exhaustion. We also determined individual time-frames of these cytokines and intracellular pathways by which they control CD8+ T cell exhaustion. IL-2 and IL-15 cooperate to promote 2B4 and TIM-3 expression on CD8+ T cells, and these cytokines likely collaborate to direct terminal exhaustion. In contrast, IL-2-dependent signals during priming preclude subsequent differentiation into central memory cells (Tcm) while prolonged exposure to IL-15 upon viral persistence likely suppresses effector memory cell (Tem) developmental potential. Finally, we demonstrate that the JAK3/STAT5 pathway is the dominant pathway by which IL-2 and IL-15 direct CD8+ T cell exhaustion. This thesis provides evidence of novel functions of IL-2 and IL-15 in directing CD8+ T cell exhaustion during a chronic viral infection. These results increase our understanding of the CD8+ T cell exhaustion process and demonstrate for the first time the involvement of cytokines. We hope that this work will contribute to the improvement of actual therapeutic strategies against chronic viral infections and cancers.

Afin de permettre le développement de modèles manipulables par les concepteurs, il est nécessaire de pouvoir comprendre le fonctionnement des nanotubes, en particulier le transport des électrons et leurs propriétés électroniques. C'est dans ce contexte général que cette thèse s'intègre. Le travail a été mené sur quatre plans : • Développement de modèles permettant la description des phénomènes physiques importants au niveau des dispositifs, • Expertise sur le fonctionnement des nano-composants permettant de dégager les ordres de grandeurs pertinents pour les dispositifs, les contraintes, la pertinence de quelques procédés de fabrication (reproductibilité, taux de défauts), • Collection de caractéristiques mesurées et développement éventuel d'expériences spécifiques, • Expertise et conception des circuits innovatifs pour l'électronique numérique avec ces nano-composants. Mots clés — Modélisation compacte, transistor Schottky à nanotube de carbone, simulation circuit, cellule mémoire SRAM, effet tunnel, WKB.

La glomérulonéphrite mésangioproliférative (GNMP) se caractérise par une inflammation locale et la prolifération et l'apoptose des cellules mésangiales (CM). La protéine apparentée à l'hormone parathyroïdienne (PTHrP) a été impliquée dans ces processus dans divers types cellulaires. Nous avons analysé les effets de la PTHrP sur ces processus dans les CM. Nous montrons que la PTHrP majore la prolifération des CM par voie intracrine et diminue leur apoptose par voie paracrine. La PTHrP stimule les voies de l'AMPc/PKA et PI3-K/Akt conduisant à l'activation du NFkB et à la majoration de la cyclooxygénase-2 (Cox-2). La Cox-2 était responsable de la survie des CM par la PTHrP. Par ailleurs, l'IL-1beta et le TNF-alpha majorent l'expression de la PTHrP dans les CM, et la PTHrP elle-même induisait l'expression de cytokines et chimiokines. L'expression des cytokines (IL-17, IL-16), était brève (pic à 2h). L'expression des chimiokine (RANTES, MIP-2, TARC et I-TAC) était plus prolongée (4h). Dans un modèle murin de GNMP, la PTHrP était surexprimée à J1 dans les glomérules malades. Elle pourrait contribuer à l'inflammation locale, à la prolifération et à la survie des CM.

L’Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) est un peptide vasoconstricteur qui joue un rôle proéminent dans la progression des maladies cardiovasculaires, grâce à la génération d'espèces réactives de l'oxygène (ERO), ainsi que par l'hyperactivation des voies de signalisation qui promeuvent la croissance et l'expression aberrante des gènes. Les histones désacétylases (HDACs), par leur aptitude à modifier le statut d'acétylation des résidus lysine dans les protéines d'histones et non-histones, régulent la transcription des gènes. Des études récentes ont montré qu'une activation accrue des HDACs, notamment HDAC5, est associée à des troubles vasculaires tels que l'athérosclérose. Cependant, le rôle de l'IGF-1 dans l'activation des HDACs par phosphorylation demeure mal caractérisé. Donc, dans les études présentes, on a examiné l’effet de l’IGF-1 sur la phosphorylation de HDAC5 dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) de type A10 et on a identifié les voies de signalisation impliquées dans ce processus. Le traitement des CMLV avec l’IGF-1 a augmenté la phosphorylation de HDAC5 sur la serine 498 de manière temps- et dose-dépendante. La pré-incubation des cellules avec l’AG1024, un inhibiteur pharmacologique du récepteur membranaire à l’IGF-1, a significativement atténué la phosphorylation d’HDAC5 induite par l'IGF-1. Par contre, le prétraitement avec l’AG1478, un inhibiteur du récepteur du facteur de croissance épidermique, n'a pas eu d'effet significatif sur les niveaux de phosphorylation d’HDAC5. En outre, le blocage pharmacologique de la voie MAP kinase avec divers inhibiteurs (PD98059, UO126, SP600125 et SB203580) n’a pas abrogé la phosphorylation d’HDAC5, cependant les inhibiteurs de la voie protéine kinase B (PKB)/PI3-K, SC-66 et wortmannine respectivement, ont complètement aboli la phosphorylation d’HDAC5 induite par l’IGF-1. Ces données ont été confirmées par des expériences d’immunofluorescence et de silençage génique de PKB par interférence d’ARN. En outre, le prétraitement des cellules avec le diphénylèneiodonium (DPI) et l’apocynine, deux inhibiteurs de la NAD(P)H oxydase, ainsi que l'antioxydant N-acétyl-cystéine (NAC), a atténué la phosphorylation de HDAC5 et de PKB par l’IGF-1. De plus, le silençage génique de Nox4, la principale NAD(P)H oxydase des CMLV, a atténué la phosphorylation d’HDAC5 induite par l’IGF-1. De plus, l’utilisation des techniques d’extraction nucléaire a indiqué que le SC-66 et le DPI inhibent l’exportation nucléaire de HDAC5 induit par IGF-1. En résumé, ces données suggèrent que l'IGF-1 induit la phosphorylation et l’exportation nucléaire de HDAC5 de façon ERO et PKB-dépendante dans les CMLV. / Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), a potent mitogenic and vasoactive factor, has been shown to play a role in the development of cardiovascular diseases. This occurs through the generation of reactive oxygen species (ROS) as well as through the hyperactivation of mitogenic and growth promoting signaling pathways and the subsequent alteration in gene expression. Histone deacetylases (HDACs), by their ability to modify the acetylation status of the lysine residues in histone and non-histone proteins, regulate gene transcription. Recent studies have demonstrated that a heightened activation of HDACs, notably HDAC5, is associated with vascular disorders such as atherosclerosis. However, a role of IGF-1 in HDAC phosphorylation and activation has not been investigated. Therefore, in the present studies, we examined the effect of IGF-1 on the phosphorylation of HDAC5 in vascular smooth muscle cells (VSMCs) and identified the signaling pathways involved in this process. Treatment of A10 VSMCs with IGF-1 enhanced the phosphorylation of HDAC5 at serine 498 in a time and dosedependent fashion. Pretreatment of cells with AG1024, a selective pharmacological inhibitor of IGF-1R, significantly inhibited IGF-1-induced HDAC5 phosphorylation in A10 VSMCs whereas AG1478, a selective inhibitor of epidermal growth factor receptor (EGFR), did not have an inhibitory effect on the levels of phospho-HDAC5. Pharmacological blockade of the MAPK pathway with PD98059, UO126, SP600125 and SB203580 had no effect on HDAC5 phosphorylation, whereas inhibitors of the PI3K/ PKB pathways, wortmannin and SC-66 respectively, almost completely attenuated IGF- 1-induced HDAC5 phosphorylation. These findings were confirmed by immunofluorescence localization of phospho-HDAC5 and by siRNA-induced silencing of PKB. In addition, pretreatment of A10 VSMCs with Diphenyleneiodonium (DPI) and apocynin, two NAD(P)H oxidase inhibitors, as well as the antioxidant N-Acetyl-Cysteine (NAC), resulted in an attenuation of IGF-1-induced HDAC5 and PKB phosphorylation. Furthermore, siRNA-induced silencing of Nox4, the main NADPH oxidase expressed in VSMC, inhibited IGF-1 induced HDAC5 phosphorylation. Moreover, IGF-1-induced phosphorylation of HDAC5 resulted in its nuclear export, which was reversed by blockade of PKB by SC-66 or NAD(P)H oxidase inhibition by DPI. In summary, these data demonstrate that IGF-1 induces the phosphorylation and nuclear export of HDAC5 in a Nox4-derived ROS- and PKB-dependent fashion in VSMCs.

Chez les végétaux supérieurs, la régulation des mouvements stomatiques permet de contrôler les échanges de CO2 et la montée de la sève brute tout en limitant les pertes excessives d'eau par transpiration. Ce contrôle est assuré par des variations rapides de la turgescence des deux cellules de garde formant le stomate dues à l'activité de nombreux canaux et transporteurs ioniques. Nous avons identifié un nouveau membre de la famille des CLC chez A. thaliana, AtCLC-c exprimé dans la cellule de garde. L'étude de l'expression d'AtCLC-c et du phénotype de mutants invalidés ont permis de démontrer son rôle dans l'ouverture stomatique à la lumière et la fermeture en réponse à l'ABA. Les mutants clcc accumulent moins d'ions Cl- dans leurs cellules de garde par rapport aux plantes sauvages et sont hypersensibles à un stress salin. Enfin, nous avons confirmé par des études d'électrophysiologie la sélectivité d'AtCLC-c aux ions Cl-. L'ensemble de ce travail montre l'importance du transporteur vacuolaire d'ions Cl- AtCLC-c dans les mouvements stomatiques et la tolérance au stress salin. / In plants, the high turgor is assured by ion transport and involves the creation and maintenance of a large vacuolar volume. In recent years, various chloride channels and transporters have been identified to be involved in specific functions such as plant nutrition, stomatal movements or metal tolerance. We have characterized a new member of the CLC family in A. thaliana, AtCLC-c, highly expressed in guard cell and up-regulated by ABA and salt treatment in the whole plant. Knock-out mutants in AtCLC-c are impaired in light-induced stomatal opening and ABA-induced stomatal closing correlated to a large decrease in guard cell Cl- content. Furthermore, clcc mutants are hypersensitive to salt stress compared to wild-type. Finally, using electrophysiological studies, we demonstrated that AtCLC-c is selective to Cl-. Altogether, this work shows that AtCLC-c is a tonoplastic Cl- transporter involved in stomatal movements and salt tolerance.

Les mouvements stomatiques sont dus à des changements importants du volume des cellules de garde. Un rôle des canaux hydriques membranaires (aquaporines) dans ces processus a été proposé mais n'a jamais été démontré. Des analyses transcriptomiques indiquent que plusieurs aquaporines de la membrane plasmique (PIPs), dont AtPIP1;2 et AtPIP2;1, sont exprimées dans la cellule de garde. Dans ce travail, nous avons étudié la fonction de ces deux aquaporines dans les mouvements stomatiques. Les stomates des mutants d'insertion pip1;2 et pip2;1 montrent une ouverture normale à la lumière et aux faibles concentrations en CO2, une fermeture normale en réponse à l'obscurité et aux fortes concentrations en CO2, mais sont quasiment insensibles à la fermeture induite par l'ABA. Le rôle d'AtPIP1;2 et d'AtPIP2;1 dans le transport d'eau a été testé en mesurant la perméabilité hydrique de protoplastes (Pf) à l'obscurité, à la lumière ou à la lumière et en présence d'ABA. Le Pf des protoplastes de cellules de garde de pip2;1 est réduit de façon significative, spécifiquement en présence d'ABA. Comme la production extracellulaire de peroxyde d'hydrogène (H2O2) est essentielle pour la signalisation intracellulaire de l'ABA, nous avons également étudié la possibilité qu'AtPIP1;2 et AtPIP2;1 facilitent la diffusion de l'H2O2 à l'intérieur des cellules de garde en réponse à l'ABA. La cinétique d'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène est abolie dans les cellules de garde chez pip2;1, mais pas chez pip1;2. Par ailleurs, dans d'autres types d'approches, nous avons étudié la régulation de ces deux aquaporines après production en levure Pichia pastoris et reconstitution fonctionnelle en protéoliposomes. Une analyse structure fonction a été réalisée avec succès pour AtPIP2;1. Elle montre que le résidu His199 est impliqué dans l'inhibition de l'activité de cette isoforme par les protons et les cations divalents. A l'inverse, le résidu Arg124 rend AtPIP2;1 complètement insensible au calcium, mais n'altère pas sa sensibilité aux protons. La surexpression de formes dérégulées d'AtPIP1;2 et d'AtPIP2;1 dans, respectivement, les mutants pip1;2 et pip2;1, indique que les régulations de l'activité intrinsèque de ces isoformes sont importantes pour leurs fonctions stomatiques. L'ensemble des résultats suggère qu'AtPIP1;2 et AtPIP2;1 ont des fonctions majeures et distinctes dans le transport d'eau et d'H2O2 lors de la fermeture stomatique induite par l'ABA chez Arabidopsis thaliana. / Stomatal movements are mediated by drastic changes in guard cell volume. A role in these processes for water channel proteins named aquaporins has been proposed but not demonstrated. Transcriptome analyses have indicated that several plasma membrane aquaporins (PIPs) including AtPIP1;2 and AtPIP2;1 are expressed in Arabidopsis thaliana guard cells. In the present work, we investigated the function of these two aquaporins in stomatal movements. The stomata of pip1;2 and pip2;1 knock-out mutants showed a normal opening response to light and low CO2, a normal closing response to darkness and high CO2, but were almost insensitive to abscisic acid (ABA)-induced stomatal closure. A direct role of AtPIP1;2 and AtPIP2;1 in water transport was investigated by measurement of guard cell protoplast water permeability (Pf) under darkness, light and light with ABA. The Pf of pip2;1 guard cell protoplasts was significantly reduced, specifically in the presence of ABA. As extracellular hydrogen peroxyde (H2O2) production is essential for intracellular ABA signalling, we also investigated the possibility that AtPIP1;2 and AtPIP2;1 facilitate the diffusion of H2O2 through the guard cell plasma membrane. Time-dependent accumulation of reactive oxygen species in response to ABA was abolished in pip2;1 but not pip1;2 guard cells. In another type of approach, the regulation of the two aquaporins was investigated after production in the yeast Pichia pastoris and functional reconstitution in proteoliposomes. Structure-function analysis was achieved in the case of AtPIP2;1, showing that cytoplasmic residue His199 is involved in both divalent-cation- and proton-mediated gating. In contrast, mutation of Arg124 rendered AtPIP2;1 largely insensitive to calcium while remaining fully sensitive to protons. Over-expression of deregulated forms of AtPIP1;2 and AtPIP2;1 in pip1;2 and pip2;1, respectively, indicated that the gating regulation of these proteins may play an important role in their guard cells functions. Altogether, our results suggest that AtPIP2;1, and to a lesser extent AtPIP1;2, play important and distinct roles in water and H2O2 fluxes during ABA-induced stomatal closure in Arabidopsis thaliana.

Dans les domaines industriels et en particulier celui du transport, le nombre et la puissance des équipements électriques et électroniques embarqués est en constante augmentation. L’alimentation des équipements électriques et la commande de ces actionneurs nécessitent l’utilisation de convertisseurs d’électronique de puissance à découpage dont la nature perturbatrice n’est plus à démontrer. Afin de prendre en compte la CEM dès la phase de conception d’un produit, les constructeurs doivent disposer d’outils dédiés à la CEM ou à défaut de règles ou techniques de conception spécifiques. C’est dans l’optique de répondre à ces besoins que se sont orientés ces travaux de thèse.La première partie des travaux traite de la modélisation des perturbations conduites des organes de puissance d’une chaîne de traction : un ensemble convertisseur / machine synchrone à rotor bobiné. Cette étude a conduit à un modèle CEM générique d’une structure non isolée quelconque d’électronique de puissance. La deuxième partie a permis de développer une nouvelle méthode de calcul qui ouvre de réelles perspectives quant à la réduction des temps de calcul. Par l’observation et l’étude de signaux sur différents horizons temporels, une technique de reconstitution des perturbations de mode commun par convolution a été proposée. Une troisième partie, consiste à synthétiser les sources de perturbations grâce à l’élaboration de fonctions de transfert décrivant le comportement haute fréquence d’une cellule de commutation. Cette approche immédiatement exploitable en simulation numérique se distingue dans la mesure où elle permet de s’affranchir des non linéarités intrinsèques des composants semi-conducteurs. / In the transport field, whether road, rail, marine or aeronautic, the number and power of embedded electric or electronic devices are constantly increasing. New features, often developed for passengers comfort, are responsible for this increase. Moreover, many actuators which were previously mechanical, thermal or hydraulic are replaced by electrical ones. Those new actuators need an electrical power supply which most of the time rely on power electronics. It is well known that this kind of device generate high levels of disturbances. In order to take into account the electromagnetic compatibility (EMC) at the design stage of a product, builders need tools adapted to EMC or specific conception rules. The work performed during this thesis is geared in order to meet these needs.The first part deals with the modeling of conducted electromagnetic interferences (EMI) of an electrical power train mainly composed by power electronics converter and a wound rotor synchronous machine. Thanks to this study, a generic model of any non-insulated structure of power electronics was developed. The second part consists in developing a new computing method which allows to reduce the time of computing. Based on the observation of signals on different time intervals, a reconstruction technique by convolution product is proposed and applied for a common mode current. The third part deals with the elaboration of sources of disturbances by transfer functions which describe the high frequency behavior of a switching cell. This modeling is directly implementable in a circuit simulation software as it allows to linearize the intrinsic non linear behavior of the semiconductor components.

Le Deoxynivalenol (DON) est une mycotoxine majeure retrouvée dans l’alimentation animale et celle-ci est connue pour réduire la fertilité des truies en inhibant la sécrétion de progestérone par les cellules de granulosa. Chez le bétail, DON est métabolisée en de-epoxy DON (DOM-1) dans le rumen, et DOM-1 peut atteindre des concentrations élevées dans le sang et les liquides folliculaires. Une des voies majeures de signalisation activée par DON est le ribotoxic stress response (RSR), lequel induit une auto-phosphorylation de la protéine kinase R (PKR) et réduit l’activation des MAP kinases incluant la MAPK3/1. Il n’a pas encore été démontré que ces mycotoxines affectent la reproduction chez les bovins. Les objectifs de cette thèse sont (1) de déterminer comment et à quelles doses DON affecte la fonction des cellules de granulosa et d’élucider les mécanismes d’action entrant en jeu; et (2) déterminer comment et à quelles doses la mycotoxine majeure DON et son métabolite DOM-1, affectent la fonction des cellules de la thèque chez le bétail. Les résultats sont présentés dans trois articles distincts. Dans le premier article, nous explorons les effets de DON sur les cellules de granulosa bovines; les traitements avec DON résultant en une inhibition significative de la sécrétion d’oestradiol et de progestérone (P4), et en une augmentation de la proportion de cellules apoptotiques après 4 jours de traitement. Les expériences de Western-Blot démontrent une stimulation significative de la phosphorylation de ERK1/2 et de MAPK14 entre 15 et 30 minutes après le début du traitement des cellules par DON. Par la suite, nous avons déterminé les effets de DON sur les gènes cibles de ERK1/2. En effet, les niveaux d’ARNm de EGR1 et FOS sont transitoirement augmentés avec des niveaux maximum à 1h de traitement par DON, tandis que les niveaux d’ARNm de iv COX2 et GADD45B sont augmentés mais plus de 24h après le début du traitement par DON. Dans le second article, les effets de DON et DOM-1 sur les cellules de thèque ont été étudiés. Le traitement des cellules par DOM-1 résulte en une inhibition dosedépendante de la sécrétion de P4 et de testostérone, et en une augmentation de la proportion de cellules apoptotiques, tandis que DON inhibe la sécrétion de P4 sans altérer celle de la testostérone ou bien le pourcentage de cellules mortes. Les deux mycotoxines sont effectives de manière maximale à des concentrations de 1 ng/ml (en revanche, DON affecte les cellules de granulosa à 100 ng/ml). Les résultats de Western-Blot démontrent la phosphorylation rapide de MAPK3/1, PKR et de JUN kinase après un traitement par DON ou DOM-1. En présence d’un inhibiteur spécifique de PKR, DON et DOM-1 sont incapables d’induire la phosphorylation de MAPK3/1, et l’effet inhibiteur de DON sur la phosphorylation de MAPK14 est en partie abrogé. Néanmoins, l’inhibiteur de PKR augmente davantage la phosphorylation de MAPK14 induite par DOM-1. Ensemble, ces résultats suggèrent que DON active le RSR dans les cellules de thèque et les cellules de granulosa bovines, et que les cellules de la thèque sont plus sensibles que les cellules de granulosa aux effets de DON. Ces données démontrent pour la première fois l’habilité de DOM-1 à affecter les fonctions et la survie cellulaires. / Deoxynivalenol (DON) is a major mycotoxin found in animal feed and is known to reduce fertility in pigs by inhibiting progesterone secretion from granulosa cells. In cattle, it is metabolized to de-epoxy DON (DOM-1) in the rumen, and DOM-1 can reach high concentrations in blood and follicular fluid. One of the major pathways activated by DON is the ribotoxic stress response (RSR), which involves autophosphorylation of protein kinase R (PKR) and downstream activation of MAP kinases including MAPK3/1. It is not known if these mycotoxins affect bovine reproduction. The objectives of present thesis were (1) to determine how and at what doses DON affects ovarian granulosa cell function and to elucidate its mechanism of action; and (2) to determine how and at what doses major mycotoxin DON and its metabolite DOM-1 affect theca cell function in cattle. The results are separated into three articles. In the first article the effects of DON on granulosa cells were explored; treatment with DON resulted in a significant inhibition of estradiol and progesterone (P4) secretion, and an increase in the proportion of apoptotic cells after 4 days of treatment. Western blot demonstrated significant upregulation of ERK1/2 and MAPK14 phosphorylation within 15-30 minutes of adding DON. We then determined the effect of DON on ERK1/2 target genes; EGR1 and FOS mRNA levels were transiently stimulated with maximum levels at 1 h of adding DON, whereas COX2 and GADD45B mRNA levels were upregulated but not until 24 h after DON treatment. In the second article, the effects of DON and DOM-1 on theca cells were assessed. Treatment with DOM-1 resulted in a dose-dependent inhibition of P4 and testosterone secretion, and an increase in the proportion of apoptotic cells, while DON inhibited P4 but did not alter testosterone secretion or the percentage of dead cells. Both ii DON and its metabolite were maximally effective at concentrations of 1 ng/ml (in contrast, the effects of DON on occur at 100ng/ml). Western blot demonstrated rapid phosphorylation of MAPK3/1, PKR and of JUN kinase after addition of DOM-1 or DON. Interestingly, phosphorylation of MAPK14 was significantly increased by DOM-1 but decreased by DON. The addition of a PKR inhibitor abrogated the ability of DON and DOM-1 to increase phosphorylation of MAPK3/1, and partly abrogated the inhibitory effect of DON on MAPK14 phosphorylation, however, the PKR inhibitor further increased the phosphorylation of MAPK14 caused by DOM-1. Together, these results suggest that DON activates the RSR in bovine granulosa and theca cells, and that theca cells are more sensitive than granulosa cells to the effects of DON. The data also demonstrate for the first time in any cell type the ability of DOM-1 to affect cell function and health.

Un remodelage vasculaire anormal est à la base de la pathogenèse des maladies cardio-vasculaires (MCV) telles que l’athérosclérose et l’hypertension. Des dysfonctionnements au niveau de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires qui jouent un rôle primordial dans le remodelage vasculaire. L’insulin-like growth factor 1 (IGF-1), puissant facteur mitogène, contribue au développement des MCV, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, composantes clés impliquées dans les voies de croissance cellulaire. Ces molécules sont également impliquées dans la modulation de l’expression de nombreux facteurs de transcription, incluant le facteur Egr-1. Egr-1 est régulé à la hausse dans différents types de maladies vasculaires impliquant les voies de signalisation de croissance et de stress oxydant qui par ailleurs peuvent être déclenchées par l’IGF-1. Cependant, la question d’une possible modulation de l’expression d’Egr-1 dans les CMLV demeure inabordée; plus spécifiquement, la caractérisation de la voie de signalisation reliant l’action d’IGF-1 à l’expression d’Egr-1 reste à établir. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’implication de MAPK, PKB et des dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) dans l’expression d’Egr-1 induite par l’IGF-1 dans les CMLV. L’IGF-1 a induit une augmentation marquée du niveau protéique de l’Egr-1 en fonction du temps et de la concentration utilisés. Cette augmentation a été inhibée en fonction des doses d’agents pharmacologiques qui ciblent les voies de signalisation de MAPK, PKB et DRO. De plus, l’expression du facteur de transcription, Egr-1, en réponse de l’IGF-1, a été atténuée suite à un blocage pharmacologique des processus cellulaires responsables de la synthèse d’ARN et de synthèse protéique. Pour conclure, on a démontré que l’IGF-1 stimule l’expression d’Egr-1 via les voies de signalisation, impliquant ERK1/2/JNK, PI3K/PKB. On a également proposé que les DRO jouent un rôle important dans ce processus. Dans l’ensemble, nous avons suggéré un nouveau mécanisme par lequel l’IGF-1 promeut la prolifération et l’hypertrophie cellulaire, processus à la base des anomalies vasculaires. / Aberrant vascular remodelling underlies the pathogenesis of major cardiovascular diseases (CVD), such as atherosclerosis and hypertension. Abnormal growth, migration and proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMC) are believed to play a critical role in vascular remodelling. IGF-1, potent mitogen, is believed to contribute to the development of CVD through the hyperactivation of proliferative and growth promoting pathways including mitogen-activated protein kinase (MAPK) and protein kinase B (PKB) pathways. It has also been implicated in modulating the expression of multiple transcription factors, including the early growth response protein-1 (Egr-1). Egr-1 upregulation has been observed in different models of vascular diseases implicating growth and redox signalling such as observed in response to IGF-1. However, modulation of Egr-1 expression by IGF-1 in VSMC, more specifically the signaling pathways involved in this process remain poorly characterized. Therefore, in the present studies, we investigated the implication of MAPK, PKB and ROS in IGF-1-induce Egr-1 expression in VSMC. IGF-1 induced a marked increase in Egr-1 protein level in a time and dose-dependent fashion. This increase was dose dependently inhibited by different pharmacological inhibitors targeting MAPK, PKB and reactive oxygen species (ROS) generation. Furthermore, pharmacological inhibitors of RNA and protein synthesis also attenuated IGF-1-induce response on Egr-1 expression. In conclusion, we showed that IGF-1 stimulates the expression of Egr-1 through ERK1/2/JNK and PI3K/PKB. We also propose that ROS generation plays an important role in this response. Overall, we propose a novel mechanism through which IGF-1 may exert its deleterious responses in vascular abnormalities.