Chez la souris, la néphrogenèse débute par l'apparition du blastème metanéphrogène à 9.5 dpc. Une transition mésenchymo-épithéliale, comportant 5 étapes, débute a 11.5 dpc et aboutit au rein mature, composé de 3 structures : glomérules, tubules, et capillaires glomérulaires. Les étapes initiales du développement rénal peuvent être récapitulées en culture ex vivo; toutefois, l'organogenèse terminale et la maturation rénale sont incomplètes, et les structures rénales obtenues ex vivo ne sont pas fonctionnelles. Une étude du développement vasculaire in vivo au cours du développement rénal montre une angiogenèse (cellules Pecam-1 positives) et une vasculogenèse (cellules VEGFR-1 positives) précoces, dès 10.5 dpc. Une analyse quantitative par qRT-PCR confirme le rôle de Hif1α et VEGF dans la vasculogenèse rénale. En outre, la voie PGC1α, inductrice de VEGF indépendante de HIF, est activée en conditions hypoxiques. Pour améliorer le développement vasculaire rénal ex vivo, nous proposons un modèle de culture avec micro-perfusion rénale. L'étude morphologique par immunofluorescence des reins après culture micro-perfusée montre une survie tissulaire normale (TUNEL), et une intégrité anatomique (Néphrine, Cytokératine, WT1), en particulier vasculaire (Pecam-1). Une perfusion de vivo-morpholinos WT1 aboutit à une perte d'expression de WT1, confirmant le caractère fonctionnel de notre modèle. En conclusion, nous montrons le rôle précoce de l'angiogenèse et de la vasculogenèse au cours du développement rénal ; nous identifions le rôle de PGC1α dans la vasculogenèse rénale en conditions hypoxiques, et nous proposons une nouvelle technique de culture rénale ex vivo. / In mice, nephrogenesis starts with the formation of the metanephric mesenchyme, at e9.5 dpc. A mesenchymal epithelial transition, consisting of 5 steps, starts at e11.5 dpc, and leads to a mature kidney, composed of 3 main structures: glomeruli, tubules, and capillaries. The initial steps of renal development can be recapitulated ex vivo; however, terminal organogenesis and maturation are impaired, and the explants are not functional. A study of vascular development in vivo during renal development shows that angiogenesis (Pecam-1 positive cells) and vasculogenesis (VEGF-R1 positive cells) occur early, at e10.5 dpc. A quantitative analysis, by qRT-PCR, shows that Hif1α and VEGF play a major role in renal vasculogenesis. Moreover, the PGC1α signaling pathway, a HIF independent VEGF inductor, is activated under hypoxic conditions. To improve ex vivo vascular development, we propose a novel culture technique, with micro-perfusion of the explant. A morphologic analysis of the kidneys obtained by micro-perfused cultures shows no apoptosis (TUNEL), a conserved parenchymal structure (Nephrin, Cytokeratin, WT1), and a proper vascular development (Pecam-1). A micro-perfusion of WT1 vivo-morpholinos leads to a decrease in WT1 expression, thus validating our model. In conclusion, we showed the early role of angiogenesis and vasculogenesis in renal development, we analyzed PGC1α role in hypoxic kidney cultures, and we proposed a novel kidney culture model.

L’encéphalopathie hypoxique-­‐ischémique cause des milliers de victimes à travers le monde chaque année. Les enfants survivants à un épisode hypoxique-­‐ischémique sont à risque de développer des problèmes neurologiques incapacitants comme une paralysie cérébrale, un retard mental, une épilepsie ou des troubles d’ordre comportemental. Les modèles animaux ont amélioré nos connaissances sur les mécanismes sous-­‐jacents aux dommages cérébraux, mais elles sont encore trop incomplètes pour être capables de prévenir les problèmes neurologiques. Ce projet vise à comprendre l’impact d’un épisode asphyxique périnatale associé à des convulsions ainsi que l’activation de l’adenosine monophosphate-­‐activated protein kinase (AMPK) sur les circuits GABAergiques inhibiteurs en développement chez la souris. Dans le but d’investiguer le sort des neurones inhibiteurs, appelés interneurones, suite à un épisode asphyxique périnatal associé à des convulsions avec des animaux transgéniques, nous avons pris avantage d’un nouveau modèle d’hypoxie permettant d’induire des convulsions chez la souris. Deux populations d’interneurones représentant ensemble environ 60% de tous les interneurones corticaux ont été étudiées, soit les cellules exprimant la parvalbumine (PV) et les cellules exprimant la somatostatine (SOM). L’étude stéréologique n’a montré aucune mort neuronale de ces deux populations d’interneurones dans l’hippocampe chez les souris hypoxique d’âge adulte. Par contre, le cortex des souris hypoxiques présentait des zones complètement ou fortement dépourvues de cellules PV alors que les cellules SOM n’étaient pas affectées. L’utilisation d’une lignée de souris transgénique exprimant une protéine verte fluorescente (GFP) dans les cellules PV nous a permis de comprendre que les trous PV sont le reflet de deux choses : 1) une diminution des cellules PV et 2) une immaturité des cellules PV restantes. Puisque les cellules PV sont spécifiquement affectées dans la première partie de notre étude, nous avons voulu étudier les mécanismes moléculaires sous-­‐jacents à cette vulnérabilité. L’AMPK est un senseur d’énergie qui orchestre le rétablissement des i niveaux d’énergie cellulaire dans le cas d’une déplétion énergétique en modulant des voies de signalisation impliquant la synthèse de protéines et l’excitabilité membranaire. Il est possible que l’activation d’AMPK suite à un épisode asphyxique périnatal associé à des convulsions soit néfaste à long-­‐terme pour le circuit GABAergique en développement et modifie l’établissement de l’innervation périsomatique d’une cellule PV sur les cellules pyramidales. Nous avons étudié cette hypothèse dans un modèle de culture organotypique en surexprimant la forme wild-­‐type (WT) de la sous-­‐unité α2 d’AMPK, ainsi qu’une forme mutée dominante négative (DN), dans des cellules PV individuelles. Nous avons montré que pendant la phase de formation synaptique (jours post-­‐natals équivalents EP 10-­‐18), la surexpression de la forme WT désorganise la stabilisation des synapses. De plus, l’abolition de l’activité d’AMPK semble augmenter le nombre de synapses périsomatiques faits par la cellule PV sur les cellules pyramidales pendant la phase de formation et semble avoir l’effet inverse pendant la phase de maturation (EP 16-­‐24). La neurotransmission GABAergique joue plusieurs rôles dans le cerveau, depuis la naissance jusqu’à l’âge adulte des interneurones, et une dysfonction des interneurones a été associée à plusieurs troubles neurologiques, comme la schizophrénie, l’autisme et l’épilepsie. La maturation des circuits GABAergiques se fait majoritairement pendant la période post-­‐natale et est hautement dépendante de l’activité neuronale et de l’expérience sensorielle. Nos résultats révèlent que le lourd fardeau en demande énergétique d’un épisode asphyxique périnatal peut causer une mort neuronale sélective des cellules PV et compromettre l’intégrité de leur maturation. Un des mécanismes sous-­‐ jacents possible à cette immaturité des cellules PV suite à l’épisode hypoxique est l’activation d’AMPK, en désorganisant leur profil d’innervation sur les cellules pyramidales. Nous pensons que ces changements dans le réseau GABAergique pourrait contribuer aux problèmes neurologiques associés à une insulte hypoxique. / Hypoxia-­‐ischemia encephalopathy causes thousands of victims each year around the world. Children surviving such hypoxia-­‐ischemia insults are at risk of developing disabling neurological problems such as cerebral palsy, epilepsy or cognitive problems. Animal models have improved our knowledge about the underlying mechanisms causing cerebral injury, but it is still too incomplete to be able to prevent neurological problems. This project aims to understand the impact of a perinatal asphyxic insult associated with seizures as well as the activation of adenosine monophosphate-­‐activated protein kinase (AMPK) on developing inhibitory GABAergic networks in mouse. With the objective to study the fate of inhibitory cells, called interneurons, following a perinatal asphyxia insult associated with seizures in transgenic animals, we took advantage of a new hypoxia model allowing us to induce seizures in mice. Cells expressing parvalbumin (PV) and cells expressing somatostatin (SOM) were studied as together they represent about 60% of all cortical interneurons. A stereological study showed no cell death within those two interneuron populations in the hippocampus of adult hypoxic mice. However, the cortex of hypoxic mice showed zones with complete or strongly lacking PV cells, whereas SOM cells were not affected. A transgenic mouse line allowed us to show that PV holes are the reflection of two things 1) a decrease in PV cells and 2) immaturity of surviving PV cells. Because PV cells a selectively affected in the first part of our study, we wanted to study the molecular mechanisms underlying this vulnerability. AMPK is a metabolic energy sensor that orchestrates the recovery of energy in cells undergoing energy depletion by modulating cellular pathways involved in protein synthesis and membrane excitability. It is possible that the activation of AMPK following a perinatal asphyxic insult associated with seizures is detrimental for developing GABAergic networks and modifies the establishment of perisomatic innervation of PV cells on excitatory pyramidal cells. We have studied this hypothesis in an organotypic system by overexpressing the wild-­‐type (WT) form and the dominant negative (DN) form of AMPK iv α 2 sub-­‐unit in individual PV cells. We have observed that during the synaptic formation phase (equivalent post-­‐natal day EP 10-­‐18), overexpressing WT AMPK disorganises synapse stabilisation. Moreover, abolishing AMPK activity with the transfection of AMPK DN seems to increase the number of perisomatic synapses made by PV cells onto pyramidal cells, and seems to have the inverse effect during the synaptic maturation phase (EP 18-­‐24). GABAergic neurotransmission plays many roles in the brain, from interneurons birth to adulthood, and a dysfunction in GABAergic neurotransmission has been associated with many neurological diseases such as schizophrenia, autism and epilepsy. GABAergic networks maturation mainly happens postnatally and is highly dependent on neural activity and sensory experience. Our results reveal that the heavy energetic burden caused by an asphyxic insult can cause selective PV cells death and interfere with their maturation. AMPK activation following an asphyxic insult could be one mechanism interfering with PV cells maturity by disorganising their pattern of innervation onto pyramidal cells. We think that these GABAergic networks alterations could contribute to the neurological problems associated to a hypoxic insult.

Le virus de la rougeole (MeV) est capable d'infecter et de persister dans le système nerveux central (SNC). Dans de rares cas, l'infection du SNC donne lieu à l'apparition de complications neurologiques dramatiques pour lesquelles aucun traitement n'est disponible à ce jour. Les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l'infection et la dissémination du virus au travers du tissu cérébral sont encore mal connu. C'est pourquoi nous avons développé et caractérisé la culture organotypique d'hippocampe et cervelet de modèle animaux. Nous avons montré qu'au cours de la culture des tranches, une astrogliose se produit et que celle-ci est accompagnée d'une réaction proinflammatoire et d'un état antiviral qui les rendent réfractaires à l'infection. Par contre, les coupes infectées le jour de la préparation, sont susceptibles à l'infection, même en l'absence des récepteurs cellulaires SLAM et Nectin4 utilisés par les souches sauvages de MeV, permettant une étude comparative du tropisme cellulaire initial. De plus, le MeV est capable de se disséminer au sein des coupes au cours du temps. Cette dissémination est maintenue si le résidu Y543 de l'hémagglutine virale est muté, ce qui interdit l'utilisation de Nectine 4. Par contre la dissémination implique le résidu R533 qui est indispensable pour l'utilsation du récepteur SLAM. Celui-ci étant absent du cerveau, nos résultats suggèrent qu'un récepteur inconnu fixant l'hémagglutine permet au MeV de se disséminer dans le SNC et nous permet d'envisager son identification / Measles virus (MeV) is able to infect and persist in the central nervous system (CNS), leading to a progressive neurological disease for which no treatment are available. The cellular and molecular mechanisms involved in the infection and spreading of MeV through brain are still poorly understood. In order to elucidate these mechanisms, we have developed and characterized organotypic culture of the hippocampus and cerebellum from rodent models. Here, we showed that the culture procedure give rise to an astrogliosis, a proinflammatory response and an antiviral state which result in an infection resistant profile. When infected on the day of the preparation, slices are susceptible to MeV infection, even in the absence of expression of a known cellular receptor for this virus, namely human SLAM and nectin 4, allowing a comparative study of initial cellular tropism. Additionally, the MeV is able to further spread within the slices. MeV dissemination did not required haemagglutinin Y543 residue, a key residue required forNectin-4 usage while , the mutation of the SLAM specific residue R533 is prevent MeV spreading through brain slices . This finding indicates that the MeV haemagglutinin, would recognize, via its R533 residue, an unknown brain receptor and paves the way for its identification

Le virus de la maladie de Marek (MDV) est un alpha-herpesvirus responsable de lymphomes T mortels chez la poule. La peau et en particulier le follicule plumeux est considéré comme le seul site de production de particules virales extracellulaires et est à l'origine de la dissémination horizontale du virus et de la contamination de l'environnement. Cependant, aucun système cellulaire ne permet de reproduire ce qui se passe dans ce tissu. Le but de ma thèse a donc été de développer de nouveaux systèmes de culture permettant de reproduire la réplication, la morphogenèse et l’excrétion décrites in vivo. Pour cela, j’ai développé deux systèmes, des explants de peau d’embryons de poulet cultivés ex vivo et des kératinocytes obtenus par différenciation de cellules souches embryonnaires de poule. J’ai également montré la permissivité au MDV de ces deux modèles de peau puis y ai étudié la réplication et la morphogénèse virale. Ces modèles permettront la recherche des déterminants viraux et cellulaires impliqués dans la production de virions extracellulaires et leur dissémination. / Marek's disease (MD) is a highly contagious virus-induced lymphoma in chicken, caused by an alphaherpesvirus named Marek’s disease virus (MDV). The skin and especially, the feather follicle is the only tissue known to produce infectious cell-free virions and is responsible for the shedding of MDV into the environment and transmission between birds. However, no cell culture system actually reproduces this process ex vivo. Herein my thesis aim was to develop new culture systems to reproduce the efficient MDV replication, morphogenesis and shedding from the feather follicle. For that, I developed two systems, skin explants derived from embryos cultivated ex vivo and keratinocytes obtained by differentiation of chicken embryonic stem cells. I also showed that these two models were permissive to MDV infection and I studied in each one MDV replication and morphogenesis. These models will allow the search of viral and cellular determinants involved in the production of extracellular virions and shedding.

La maladie d’Alzheimer (AD), pathologie neurodégénérative progressive, est caractérisée par des dépôts β-amyloïdes extracellulaires, des enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires de Tau et une dégénérescence neuronale. A travers les nombreux modèles transgéniques AD disponibles, les connaissances sur les peptides amyloïdes et la protéine Tau ne cessent de progresser. Mais contrairement aux cas génétiques, l’étiologie des cas sporadiques d’AD reste à ce jour idiopathique, rendant difficile d’établir une stratégie thérapeutique efficace. Au cours d’une étude sur l’implication des protéines kinases dans la pathogénèse d’AD, des collaborateurs ont fait une observation totalement inattendue, mais très intéressante: une molécule de faible poids moléculaire, serait capable d’induire une production spécifique d’Aβ1-42 sans altérer les niveaux d’Aβ1-40 dans un modèle de lignée cellulaire. Dans ce contexte, le projet de thèse portait sur l’utilisation de dérivé purique (PD1) pour développer des modèles AD induits chimiquement sur différents supports (culture primaire de neurones, culture organotypique d’hippocampe et souris) et en investiguer les mécanismes sous-jacents à l’augmentation des peptides A1-42 (issus du métabolisme de l’APP (Amyloid precursor protein)).La première partie du projet de thèse a permis de mettre en évidence dans un contexte in vitro (culture primaire de neurones et culture organotypique d’hippocampe) que PD1 à forte dose induisait une augmentation du ratio Aβ42/40 et de manière répétable. Fort de ces résultats, nous avons voulu étudier les mécanismes d’action de PD1 autour de deux hypothèses : interaction dans le métabolisme de l’APP et implication des cellules gliales. Contrairement à nos premières hypothèses, nous avons montré que PD1 aurait de potentiels effets anti-inflammatoires (i.e. IL-1β) in vitro et in vivo. La voie de signalisation de l’IL-1β étant de plus en plus incriminée dans la pathogenèse d’Alzheimer; nous nous sommes interrogés sur l’effet dual de PD1 : outil pharmacologique alzheimerigène ou candidat médicament pour le traitement d’AD? / Alzheimer’s disease (AD), a progressive neurodegenerative disorder, appears to be associated with an increase in a particular form of β-amyloid deposits, intracellular Tau tangles and neuronal degeneration. Through many available transgenic AD models, knowledge about amyloid peptides and Tau protein continues to increase. However, in contrast to the genetic cases of AD, the etiology of sporadic AD cases remains unknown, making the establishment of an effective therapeutic strategy difficult.During the course of a study on the role of protein kinase involved in AD, our collaborators made an unexpected but very interesting observation. They identified a low molecular weight compound able to induce production of Aβ1-42 while the level of the much less toxic form Aβ1-40 remained constant. This selective induction of Aβ1-42 versus Aβ1-40 was observed in a cell line model. Therefore, the overall goal of the project thesis was based on the use of purine derivative (PD1) to understand the molecular mechanisms underlying the selective production of Aβ1-42. This would allow us to establish cellular assays and a chemically-induced animal AD model relevant to studies on the treatment and prevention of AD.The first part of this project allowed us to demonstrate in vitro that PD1, at high dose, repeatedly induced an increase in Aβ42/40 ratio in primary neurons and in neuronal hippocampal slice culture (OHSCs). Based on these facts, we analyzed the amyloid profile by focusing on APP metabolism and on glial cell activity. In contrary to our hypothesis, we highlighted whether PD1 exhibits potential anti-inflammatory properties (i.e. IL-1β) both in vitro and in vivo. The IL-1β pathway is more and more linked in the AD pathogen which leads us to consider that PD1 could have a dual effect : alzheimerogenic pharmacological tool or potential drug candidate for the treatment of AD ?

La maladie de Parkinson (MP) est caractérisée par une dégénérescence des neurones dopaminergiques de la voie nigrostriée. La thérapie cellulaire, par transplantation intranigrale de cellules fœtales issues de mésencéphale ventral (MV), assure un rétablissement anatomique et fonctionnel de cette voie. Des molécules de guidage axonal (MGA) joueraient ainsi un rôle dans la reconnexion axonale des cellules transplantées. Pour tester cette hypothèse, nous avons étudié l'expression de MGA dans le cerveau adulte intact et dans des cellules destinées à la transplantation, ainsi que dans le cerveau adulte d'un modèle murin de la MP après transplantation. Dans le tissu intact, nous avons montré que semaphorin7A (Sema7A) et Sema3A et leurs récepteurs, plexinC1 et neuropilin1, conservent leur expression protéique. De plus, grâce à l'utilisation de puces à ADN, nous avons montré que les récepteurs Robo2, neuropilin1, neuropilin2, EphA5 et DCC sont exprimés de manière différentielle dans les deux populations cellulaires utilisées pour la transplantation. Ceci suggère que ces molécules seraient impliquées dans la restauration fonctionnelle observée. Enfin, dans le tissu lésé, nous avons observé, par RT-qPCR, des variations d'expression de l'ARNm de ces MGA après transplantation intranigrale des cellules fœtales du MV, suggérant plus particulièrement l'implication de Sema3A, Sema3F et Sema7A dans la reconstruction de la voie. Ce travail met en lumière l'action de sémaphorines dans le guidage axonal des cellules transplantées. L'intégration de ces MGA dans les procédures de transplantation pourrait aider à optimiser les procédures de thérapie cellulaire dans la MP. / Parkinson's disease (PD) is characterised by the degeneration of the dopaminergic nigrostriatal pathway. Cell therapy using intranigral transplantation of foetal ventral mesencephalon (VM) cells in a mouse model of PD results in anatomical and functional reconstruction of the pathway. This suggests a role for axon guidance molecules (GMs) in reconnecting transplanted cells to their striatal target. To test this hypothesis, we studied the expression of axon GMs in the intact adult brain, on cells used for transplantation and in a mouse model of PD after cell therapy. In the intact brain, we showed that GMs as semaphorin7A (Sema7A) and Sema3A and their corresponding receptors, plexinC1 and neuropilin1, retain an expression at the protein level, therefore showing a possible role for these guidance cues in the adult brain. Moreover, using microarray, we studied GM receptor expression profiles in two types of cells used for transplantation and exhibiting different functional ameliorations. Robo2, neuropilin1, neuropilin2, EphA5 and DCC receptors showed differential expression between the two cellular populations, indicating their possible contribution to the different functional outcomes observed. In the lesioned mouse brain, we observed, using RT-qPCR, variations of mRNA expression of these axon GMs after intranigral transplantation of foetal VM derived cells, thus suggesting the implication of Sema3A, Sema3F, and Sema7A in the reconstruction of the pathway. Overall, this work highlights particular importance of semaphorins in the nigrostriatal pathway reconstruction. Integrating these cues in transplantation procedures can possibly optimize cell therapy for PD patients.

Tous les réseaux de neurones immatures génèrent une activité dite « spontanée »qui persiste même en l’absence de toute afférence et est impliquée dans de nombreux processus développementaux. Cette activité apparaît in vitro sous formes de vagues calciques ou électriques pouvant se propager sur de grandes distances et embraser toute la préparation. Toutefois, sa dynamique a été assez peu étudiée jusqu’à présent. En vue de combler quelque peu cette lacune, nous avons utilisé des matrices de microélectrodes (MEA) pour caractériser l’activité rythmique spontanée dans la moelle épinière embryonnaire de souris, sur des préparations aigues et en culture incluant également le tronc cérébral.Les enregistrements MEA produisent des volumes de données très importants qui nécessitent des outils d’analyse performants et adaptés à l’information que l’on souhaite extraire. Nous avons donc développé des méthodes pour la détection, la classification et la cartographie des patrons spatiotemporels d’activité dans les données multicanaux. Notre approche cartographique utilise l’interpolation par splines et est orientée vers la production de cartes multimodales combinant l’activité électrique et des données anatomiques ou biochimiques (marquages). Ces méthodes d’analyse nous ont permis de décrire très précisément l’évolution de l’activité spontanée aux stades précoces (E12.5–E15.5). Nous avons également montré que, à E14.5, l’activité est initiée dans le bulbe, plus précisément dans une région riche en neurones 5-HT, suggérant un nouveau rôle des voies sérotoninergiques descendantes dans la maturation des réseaux spinaux.Enfin, nous avons analysé les mouvements embryonnaires à E14.5 et avons découvert des caractéristiques analogues à la dynamiques spatiotemporelle des activités intraspinales. / Immature neural networks generate a peculiar type of activity that persists even in the absence of electrical inputs and was termed for this reason “endogenous”or “spontaneous”. This activity is ubiquitous and was found involved in a wide range of developmental events. In vitro, it can be observed as calcium or electrical waves propagating over great distances, often invading the whole preparation,but its dynamics remain poorly described. In order to somewhat fill this gap,we used multielectrode arrays (MEAs) to characterise the spontaneous rhythmic activity in the mouse developing spinal cord, in both acute and cultured isolated hindbrain-spinal cord preparations.To extract relevant information from the massive amounts of data yielded by MEA recordings, adapted analysis tools are needed. Thus, we have developedmethods for the detection, classification and mapping of spatiotemporal patternsof activity in multichannel data. Our mapping approach is based on the thin plates pline interpolation and includes the possibility to combine maps of activity with anatomical or stained data for multimodal imaging.These methods allowed us to analyse in great detail the evolution of spontaneousactivity at early stages (E12.5–E15.5). In addition, we have localised theinitiation site of E14.5 activity in the medulla and shown that it matches a densemidline population of serotoninergic neurons, suggesting a new role for 5-HTpathways in the maturation of spinal networks. Finally, we have recorded andtracked spontaneous limb movements of E14.5 embryos and found that features of motility were consistent with patterns of spinal activity.

Depuis plusieurs années, un nombre conséquent d’études décrivent une augmentation de l’incidence de pathologies liées à la fonction de reproduction masculine. Ces anomalies ont été regroupées sous le terme de « syndrome de dysgénésie testiculaire ». Ce syndrome aurait pour origine les effets délétères de polluants environnementaux sur le développement du testicule en période fœtale. Parmi ces polluants environnementaux, les phtalates et le bisphénol A (BPA) sont les plastifiants les plus produits et les plus répandus dans les objets de consommation courante. De nombreuses études leur sont consacrées et ont permis de les classer au rang de perturbateurs endocriniens en mettant notamment en cause leurs effets reprotoxiques. Mon travail de thèse est une étude des effets de ces deux perturbateurs endocriniens sur le développement du testicule fœtal.Nous avons réalisé une première étude concernant les effets du BPA sur le développement du testicule fœtal. Grâce au modèle de culture organotypique, nous avons développé notre étude dans trois espèces : le rat, la souris et l’Homme. Nous démontrons que le BPA diminue la sécrétion de testostérone dans le testicule fœtal humain à partir d’une concentration de 10-8M, alors que chez le rat et la souris, la sécrétion de testostérone n’est affectée qu’à partir de 10-5M de BPA. Nous avons également démontré une diminution de l’expression du gène de l’Insl-3, dans ces mêmes conditions. Ceci nous a permis de mettre en évidence une différence de sensibilité entre les espèces. Pour tenter de comprendre les mécanismes par lesquels le BPA exerce son effet toxique, nous avons comparé ses effets à ceux du DES, autre perturbateur endocrinien œstrogénomimétique. Contrairement au BPA, le DES diminue la sécrétion de testostérone fœtale chez les rongeurs, et non chez l’Homme. Ce résultat suggère l’implication de deux voies de signalisation différentes pour ces deux xéno-œstrogènes. Cette hypothèse est d’ailleurs renforcée par l’étude que nous avons SourceMécanismes d’action des perturbateurs endocriniens bisphénol A et phtalates sur le développement du testicule fœtal / par Thierry N’Tumba-Byn ; sous la direction de Virginie Rouiller-Fabre, Université Paris Sud, 2013 [Thèse de Biologie de la Reproduction et du Développement]réalisée sur des souris invalidées pour le récepteur des œstrogènes ERα, dans lesquelles l’effet anti-androgénique du BPA persiste, contrairement à celui du DES.Parallèlement, nous avons recherché les mécanismes d’action des phtalates et de leur métabolite actif le plus répandu, le MEHP (mono-2-éthyl-hexyl phtalate). Dans la continuité de plusieurs travaux réalisés dans notre laboratoire sur les effets du MEHP, nous avons tenté de comprendre les mécanismes par lesquels le MEHP induit un effet pro-apoptotique dans les cellules germinales mâles. Nous avons mis en évidence une augmentation de l’expression du gène Stra8 dans les cellules germinales traitées au MEHP. Ce résultat nous suggère que le MEHP pourrait induire une différenciation erronée des cellules germinales mâles. De plus, nous avons recherché les récepteurs et la voie de signalisation activée par le MEHP. Nous observons que les agonistes des récepteurs PPARα et de PPARγ entrainent dans les cellules germinales les mêmes phénotypes que le MEHP, à savoir une augmentation du taux d’apoptose et de l’expression du gène Stra8. / For several years, an increase in the incidence of pathologies connected to the male reproductive functions has been described in numerous studies. These anomalies are classified under the term “testicular dysgenesis syndrome”. This syndrome might find its origins in the deleterious effects of environmental pollutants on the testis development in fetal period. Among theses environmental pollutants, phthalates and bisphenol A (BPA) are the most produced plasticizers found in products of common use. Many studies were performed in order to determine their effects, and allowed to classify them as endocrine disruptors because of their reprotoxic effects. My thesis work is a study of the effects of these two endocrine disruptors on the fetal testis development.Our first study focuses on the effects of BPA on the fetal testis development. Using the organotypic culture model, we developed our study in three species: rat, mouse and human. We demonstrated that BPA decreases the testosterone secretion in the human fetal testis from a 10-8M concentration, while in rat and mouse the testosterone secretion is only affected by 10-5M BPA. We also demonstrated a decreased Insl-3 gene expression, in the same conditions. These results allowed us to evidence a difference of sensibility between species. To understand the mechanisms involved in the BPA toxic effect, we compared it with the effect of DES, another endocrine disruptor with estrogenic activity. Unlike BPA, DES decreases the fetal testosterone secretion in rodents and not in human. This result suggests the involvement of two different signalisation pathways for these two xenoestrogens. This hypothesis is reinforced by the study that we performed in mice invalidated for the estrogen receptor ERα. In those mice, the anti-androgenic effect of BPA is maintained, unlike DES effect.In parallel, we investigated the mechanisms of action of phtalates and particularly of their most prevalent active metabolite, the MEHP (mono-2-ethyl-hexyl phthalate). Following previous studies performed in our laboratory concerning the effects of MEHP, we intended to understand the mechanisms by which MEHP induces the apoptosis in male germ cells. We evidenced an increase in Stra8 gene expression in MEHP treated germ cells. This result suggests that MEHP might induce a wrong differentiation in male germ cells. Furthermore, we investigated the receptors and the signalisation pathway activated by MEHP. We observe that PPARα and PPARγ receptors agonists induce the same phenotypes as MEHP, namely an increase in the apoptosis and in Stra8 gene expression in germ cells.

La démyélinisation et la mort oligodendrocytaire sont bien connues dans la sclérose en plaques (SEP). Au cours de ces dernières années, plusieurs études ont également décrit ce type de lésion après un traumatisme crânien (TC), participant à l’aggravation des lésions de la substance blanche, responsables des dysfonctionnements cognitifs et moteurs. Malgré de nombreux efforts, aucune thérapie efficace n’est disponible à ce jour pour traiter les lésions de la substance blanche. Dans ce contexte, une stratégie thérapeutique prometteuse serait de freiner la neuro-inflammation et la démyélinisation, en plus de promouvoir la maturation des oligodendrocytes afin de favoriser la remyélinisation des axones et de limiter ainsi leur dégénérescence. Notre choix de stratégie porte sur la stimulation des processus de réparation endogène via la protéine neuroprotectrice et neurotrophique sAPPα, forme soluble de la protéine βAPP libérée par l’action des α-sécrétases (ADAM10). Dans ce contexte, l’objectif de mes travaux de thèse était d’étudier l’intérêt thérapeutique de l’étazolate, un activateur desα-sécrétases, sur les conséquences biochimiques, histologiques et fonctionnelles, dans différents modèles de TC et de SEP in vivo chez la souris, et ex vivo sur des tranches organotypiques de cervelet. Les résultats obtenus sur le modèle de TC par percussion mécanique chez la souris ont montré pour la première fois le potentiel anti-inflammatoire de l’étazolate, associé à la restauration du taux de la sAPPα. De plus, l’étazolate s’est également opposé aux troubles fonctionnels post-TC tels que l’hyperactivité locomotrice et le déficit cognitif à court et à long terme. Par la suite, j’ai développé un nouveau modèle ex vivo de TC par percussion mécanique sur des tranches organotypiques de cervelet. Nous avons montré pour la première fois que l’étazolate était neuroprotecteur dans le tissu cérébelleux, et qu’il s’opposait à la démyélinisation post-traumatique. Par ailleurs, les effets bénéfiques de l’étazolate sur les gaines de myéline ont été reproduits dans un modèle ex vivo de démyélinisation induite par la lysolécithine, modèle ex vivo de SEP. De façon intéressante nous avons montré que l’étazolate exerçait un effet remyélinisant en stimulant la différenciation des oligodendrocytes. Cet effet a été reproduit in vitro dans des cultures primaires mixtes de cellules gliales issues de souris PLP-eGFP, où la maturation morphologique des oligodendrocytes a été favorisée en présence d’étazolate. L’ensemble des effets bénéfiques exercés par l’étazolate a été inhibé en présence d’un inhibiteur pharmacologique spécifique d’ADAM10, le GI254023X, suggérant que l’effet remyélinisant de l’étazolate dépend, au moins en partie, d’ADAM10. Par la suite, l’effet remyélinisant de l’étazolate a été étudié dans un modèle in vivo de démyélinisation chronique induite par la cuprizone. Dans ce modèle, l’étazolate a été capable de promouvoir la remyélinisation en stimulant la différenciation des oligodendrocytes, confirmant nos résultats in vitro et ex vivo. L’ensemble de mon travail permet de considérer le potentiel thérapeutique de l’étazolate, en visant l’ADAM10 comme nouvelle cible thérapeutique neuroprotectrice et remyélinisante. Cela aura pour intérêt de limiter la neuro-inflammation, la démyélinisation, ainsi que de promouvoir la différenciation des oligodendrocytes et la remyélinisation, afin de favoriser la récupération fonctionnelle suite aux lésions de la substance blanche survenant après un TC ou la SEP chez l’homme. / Demyelination and oligodendrocyte cell death are well established in multiple sclerosis (MS) and are increasingly described after traumatic brain injury (TBI), participating in the aggravation of white matter injury responsible of motor and cognitive deficits. Despite many efforts in clinical research, no efficient therapy against white matter injury progression is available nowadays. Thus, promoting remyelination and counteracting neuroinflammation and demyelination are major therapeutic strategies in order to restore white matter integrity. Here, we studied the stimulation of endogenous repair mechanisms through the neuroprotective and neurotrophic protein sAPPα, the soluble form of βAPP protein released by the α-secretases (ADAM10). In this context, the aim of this work was to evaluate the therapeutic potential of etazolate, an α-secretase activator on short- and long-term biochemical, histological and functional outcome in different mouse models of TBI and MS in vivo, and ex vivo on organotypic cerebellar slices. The results obtained from the TBI mouse model by mechanical percussion showed for the first time the anti-inflammatory effect of etazolate associated to a restoration of sAPPα levels. The same treatment was able to attenuate functional deficits (hyperactivity, cognitive deficit). We also developed a new ex vivo model of TBI by mechanical percussion on organotypic cerebellar slices. We confirmed the neuroprotective effect of etazolate on cerebellar tissue reducing the lesion size. Interestingly, etazolate treatment attenuated post-traumatic ex vivo demyelination. Moreover, the beneficial effect of etazolate on myelin sheaths have been well reproduced after lysolecithin-induced demyelination, an ex vivo model of MS. Interestingly, etazolate was able to enhance remyelination promoting oligodendrocyte differentiation. This effect has been reproduced in the primary mixed glial culture from PLP-eGFP mice, enhancing oligodendrocyte morphological maturation. However, etazolate failed to promote its beneficial effects in the presence of GI254023X, a specific ADAM10 (α-secretase) inhibitor, suggesting that the mechanism of action of etazolate is partly through the activation of ADAM10. Furthermore, etazolate reproduced in vivo the oligodendrocyte differentiation, accompanied by an increase of the myelinated axons, observed by electron microscopy in a mouse model of cuprizone-induced chronic demyelination. Taken together, the findings of this work provide a first evidence for the therapeutic potential of etazolate, with ADAM10 as new therapeutic target in white matter repair. The interest of this approach is to attenuate neuroinflammation and demyelination and to enhance oligodendrocyte differentiation and thus remyelination, in order to promote functional recovery following white matter lesions arising after TBI or MS.