Les myopathies congénitales sont des pathologies génétiques rares caractérisées par une hypotonie néonatale, un retard moteur et une faiblesse musculaire. Notre laboratoire s'intéresse à la myopathie à multiminicore (MmD) qui se caractérise par une réduction de l'activité mitochondriale en de multiples points focaux et une désorganisation des sarcomères au sein de la fibre musculaire. Notre groupe est à l'origine de l'identification de la plupart des gènes mutés dans cette pathologie. Néanmoins, 30% des cas restent à ce jour sans diagnostic moléculaire. L'étude d'une famille consanguine a permis d'identifier une mutation homozygote tronquante dans la région codante d'un coactivateur transcriptionnel (appelé TCA) dont la fonction n'a jamais été associée au muscle. L'analyse des cellules de patients a révélé l'absence d'ARN messager ainsi que l'absence de protéine. Par des analyses transcriptomiques sur un modèle d'extinction transitoire de TCA, j'ai pu mettre en évidence une diminution de l'expression des protéines musculaires contractiles (en différenciation) et une augmentation des protéines du cycle cellulaire (en prolifération) suggérant que TCA joue un rôle dans la balance prolifération/différenciation au sein du tissu musculaire. Nous présentons ici une nouvelle forme de myopathie congénitale avec un profil histologique original qui met en évidence l'existence de nombreux points communs entre les différentes formes de myopathies mais également avec les dystrophies musculaires. Nous avons identifié un nouveau gène impliqué dans les maladies génétiques humaines qui se trouve être un acteur de la balance prolifération/différenciation au sein du muscle. / Congenital myopathies are rare genetic disorders characterized by neonatal hypotonia, delayed motor development and muscle weakness. Our laboratory is particularly interested in the study of multi-minicore disease (MmD), which is characterised by multiple foci of mitochondria depletion and short sarcomere disorganisation areas (cores) within muscle fibers. Our group identified most of the genes associated to this genetically and phenotypically heterogeneous condition. However, at least 30% of multiminicore disease cases are not associated with the known genes and remain genetically uncharacterized. The study of a large consanguineous family by homozygosity mapping allowed the identification of a homozygous nonsense mutation in the coding sequence of a transcriptional coactivator (named thereafter TCA), which had never been associated with a muscle condition. qPCR and western blotting showed absence of messenger and protein on patient samples. A microarray performed on a transient TCA silencing model, which disclosed a tendency to downregulation of muscle and contractile proteins (in differentiation conditions), and an upregulation of cell cycle proteins (in proliferative conditions), suggesting a role of TCA in regulating the proliferation/differentiation balance in muscle. Thus, we report a novel congenital muscle condition with a unique histological pattern, stressing the histological overlap of different forms of congenital myopathies and muscular dystrophies. We characterize a new gene in human genetic conditions and a novel regulator of the proliferation/differentiation balance in muscle.

Mon travail a été d'étudier le rôle de l'expression de FZD9, un récepteur Wnt, dans l'hématopoïèse normale et maligne. Frizzled 9 (FZD9) est un composant clé de la voie de signalisation Wnt, une voie connue pour jouer un rôle important dans l'hématopoïèse normale et maligne. La méthylation d'un site CpG proximal de site d'initiation de la transcription du gène FZD9 est un facteur de mauvais pronostic dans les LAMs et sa déméthylation est un facteur prédictif de réponse aux thérapies épigénétiques. Sa fonction dans l'hématopoïèse n'est cependant pas connue. Au cours de ma thèse, j'ai démontré que le promoteur du gène FZD9 est dans un état non-permissif dans les cellules leucémiques. L'induction de la différenciation des cellules leucémiques restaure l'état permissif du promoteur, le recrutement du facteur E2F et de l'histone H3 acétyle permettant l'expression de FZD9. L'expression de FZD9 expression est également retrouvée au cours de la différenciation myéloïde d'une lignée IPS Dans les cellules de la lignée THP1 différenciées en monocytes, FZD9 est retrouvé dans un complexe comprenant LRP5/6 et Wnt5a. L'incubation des cellules différenciées par Wnt5a, un ligand de FZD9, déclenche la diminution de l'expression de -caténine et sa localisation nucléaire ainsi que l'expression des gènes cibles de la voie Wnt canonique (c-myc, Cyclin Dl and CD44). Nous n'avons détecté aucune augmentation des taux intracellulaires de calcium. Ces travaux suggèrent que la méthylation du promoteur de FZD9 dans les LAMs pourrait participer à la leucémogénèse en maintenant la voie b-caténine active / My goal was to study the importance of the expression of the FZD9, a Wnt receptor, in both normal and malignant hematopoiesis. Frizzled 9 (FZD9) is a key component of the Wnt signaling pathway, a pathway which has been shown to play a role in both normal and malignant hematopoiesis. Methylation of the CpG proximal to the transcription start site of the FZD9 gene is recognized as a prognostic factor in AML and its demethylation is a predictive factor for response to epigenetic therapy. Its function in hematopoiesis is however not known. The results show that the FZD9 promoter is in a non-permissive state in leukemic cells. Induction of myeloid differentiation in human myeloid leukemic cell fines restores FZD9 promoter permissiveness with recruitment of E2F and acetylated histone H3 and upregulation of FZD9 mRNA expression. FZD9 expression was progressively increased through the stages of myeloid differentiation in an IPS cell line. In differentiated monocytic THP1 cells, FZD9 was found in the LRPS/6 Wnt receptor complex. Incubation of differentiated cells with Wnt5a, a ligand of FZD9, triggered the decreased expression of - catenin and its nuclear localisation and the canonical Wnt-target genes (c-myc, Cyclin D1 and CD44). We detected no increase in calcium intracellular levels and thus activation of classical non-canonical pathway was not noted upon WntSa incubation. The results of my PhD suggest that the reported methylation of FZD9 promoter in AML and HR-MDS patients may participate in leukemogenesis by the maintenance of an activated Wnt canonical pathway.

Les réseaux IEEE 802.11 sont, entre autres, très souvent utilisés pour se connecter à l'Internet car ils proposent une solution bon marché, facile à déployer et qui supporte la mobilité. Dans cette thèse nous considérons quatre différents aspects de la qualité de service (QoS) dans ces réseaux :<br />- Différentiation de service : Le protocole IEEE 802.11 actuel n'a aucun support de la QoS. Ainsi, tous les terminaux partagent équitablement le débit disponible. Nous proposons des mécanismes de différentiation de services au niveau MAC. Nous développons et simulons plusieurs mécanismes de différentiation pour IEEE 802.11.<br />- Environnements bruités : IEEE 802.11 utilise des fenêtres de contention pour résoudre l'accès multiple des terminaux au canal. Un terminal double la taille de sa fenêtre de contention à chaque perte de paquet.<br />Cette stratégie diminue les collisions au canal, mais augmente le surcoût des paquets, diminuant ainsi le débit. Cependant, les pertes peuvent également être dues à du bruit sur le canal. L'augmentation de la fenêtre de contention peut alors être très néfaste en termes de performance. Il convient d'augmenter la fenêtre de contention uniquement si la perte à été produite par une collision. Nous proposons une stratégie d'adaptation de la fenêtre de contention qui varie selon l'estimation de la cause de perte des paquets. <br />- Environnements congestionnés : Après chaque bonne transmission de paquet, IEEE 802.11 remet la taille de la fenêtre de contention à zéro. Cependant, dans un environnement congestionné la charge sur le canal varie lentement, et un terminal risque d'avoir le même taux de collisions et de retransmissions. Nous proposons un mécanisme basé sur une réduction de la taille de la fenêtre de contention plus lente, pouvant mieux éviter les collisions et les retransmissions. Ceci présente un gain considérable en terme de débits et de consommation d'énergie.<br />- Réseaux ad-hoc: Dans un réseau ad-hoc les paquets sont routés suivant des chemins multi-saut. Ainsi le routage est coopératif entre les différents nœuds, et le débit utile moyen disponible à chaque nœud dépend du nombre total des nœuds, des interférences et des collisions. Nous proposons un mécanisme de contrôle de débits aux sources, basé sur l'estimation des débits et des délais, pouvant optimiser les débits utiles ainsi que la consommation d'énergie.

Dans de nombreux problèmes industriels, une simple évaluation de la fonction objectif est coûteuse en temps de calcul et son gradient peut ne pas être disponible. Il est alors utile de construire un modèle, rapide à évaluer et facilement dérivable, qui approche le problème étudié. En apportant de nombreuses améliorations à l'apprentissage, nous avons montré que les réseaux de neurones peuvent répondre à ces exigences. En particulier, là où des méthodes neuronales classiques introduisent des oscillations pour approcher une fonction lisse,notre méthode donne un résultat satisfaisant. Mieux encore, notre méthode permet d'approcher des fonctions oscillantes (par exemple le résultat d'un programme entaché d'erreurs numériques), par un modèle lisse. Nous parvenons à ces résultats par le concours de nombreuses méthodes de régularisation : la méthode de Tikhonov, la stratégie d'arrêt de l'apprentissage, la taille du modèle et pour terminer l'utilisation de la méthode de Gauss-Newton (GN). Cette approche de régularisation permet en plus d'éviter les minima locaux (qui posent un serieux problème pour les méthodes classiques), en augmentant la taille du modèle pour assurer l'apprentissage et en la réduisant ensuite pour la régularisation. Pour les problèmes de grande taille, l'application de la méthode de Gauss-Newton est très " gourmande " en place mémoire. Cependant, en combinant les modes adjoint et direct de la différentiation automatique, nous avons proposé une implémentation " zéro-mémoire " qui nous permet d'appliquer cette méthode. Ce procéde, présenté dans le cadre des réseaux neuronaux peuvent, a priori, être adaptés à tout problème inverse. Dans le littérature récente, mais riche sur le sujet, les fonctions définies par un réseau neuronal classique sont optimisées par des techniques globales très coûuteuses. Dans notre cas, nous profitons des qualités du modèle obtenu (régularité, rapidité d'évaluation et disponibilité du gradient pour un coût supplémentaire négligeable) pour utiliser des méthodes d'optimisation efficaces. Nous illustrerons la pertinence de la méthode proposée par différents exemples académiques, reconnus par leur difficulté, et par des exemples issus de l'industrie automobile et l'ingénierie pétrolière.

Le but de ce travail est le développement d'une méthode automatique d'identification de paramètres couplée au logiciel éléments finis FORGE3. L'analyse d'essais mécaniques faisant intervenir des écoulements de matière complexes ainsi que la prise en compte de modèles rhéologiques de plus en plus raffinées rendent nécessaire l'utilisation de méthodes inverses couplée avec des solveurs éléments finis. La méthode développée est couplée avec le modèle direct tridimensionnel FORGE3, afin de prendre en compte l'écoulement de matière tridimensionnel intervenant dans certains essais. Le problème inverse est formulé comme un problème d'optimisation au sens des moindres carrés. Afin de minimiser les temps de calcul associé à la résolution de ce problème inverse, une méthode à direction de descente (méthode de Gauss-Newton) est choisie. Cet algorithme permet un bon compromis entre précision et temps de calcul. Les méthodes à direction de descente pouvant présenter des instabilités numériques, l'algorithme de Gauss-Newton est stabilisé afin d'être en mesure d'identifier les paramètres de modèles rhéologiques relativement complexes. L'approche proposée est validée sur quelques problèmes numériques représentatifs des problèmes concret que l'on veut étudier. Afin de programmer l'algorithme de Gauss-Newton et d'étudier sa stabilité, un module d'analyse de sensibilité est développé. Celui-ci est basé sur un schéma semi-analytique, alliant flexibilité, précision et faible coût en terme de temps de calcul. L'approche globale d'identification de paramètres est testée sur un certain nombre de cas concrets: des essais de compression simple, de torsion, de bipoinçonnement. L'approche proposée permet aussi d'utiliser des essais de formabilité comme des essais rhéologiques. Dans ce contexte, l'essai SICO, l'essai de gonflage hydraulique de tôle ainsi que l'essai Nakazima sont analysés. Le module d'identification de paramètres proposé permet d'identifier divers modèles rhéologiques (e.g. viscoplastiques, élasto-viscoplastiques, critère de Hill anisotrope), à partir de divers essais mécaniques plus ou moins complexes. Enfin, l'analyse de sensibilité s'est révélée être un outil d'aide à la conception des expériences elles-mêmes pour l'essai Nakazima et pour l'essai de bipoinçonnement.

Cette thèse porte sur l'étude de la discipline de service LAS ({\it least attained service}) et de variantes de cette discipline, dans le but d'offrir de la différentiation de service dans l'Internet. LAS donne la priorité au client qui a reçu le moins de service à un instant donné. Elle est connue, en théorie des files d'attente, depuis une trentaine d'années, mais n'a jamais été considérée dans les réseaux de paquets à cause de certains résultats (sur une file M/M/1 par exemple) montrant que LAS pénalise trop les plus "gros" clients.\\ Des études récentes ont montré que le trafic Internet, au niveau flot, se caractérise par une forte variabilité: de nombreux flots sont très courts alors que les flots les plus longs représentent plus de 50\% de la charge totale. Motivé par ce nouveau résultat, nous avons analysé LAS dans le cas d'une file M/G/1 avec une discipline de service G ayant une variabilité plus ou moins marquée. Cette analyse a montré que les temps moyens de réponse conditionels de LAS dépendent fortement de la variabilité de G et que la fraction de flots pénalisés dans le cas où G a une forte variabilité est très faible. Nous avons comparé LAS avec SRPT ({\it Shortest Remaining Processing Time}), car, parmis les disciplines de service fonctions de la taille des clients, SRPT est optimale en terme de nombre moyen de clients actifs. Nous avons montré que LAS offrait des performances très similaires à celles de SRPT lorsque G est très variable. Nous avons aussi comparé LAS à FCFS ({\it First Come First Serve}) qui est la discipline de service des routeurs de l'Internet. Nous avons montré que LAS surpassait FCFS lorsque G est très variable. De plus LAS offre une fonctinonement dégradé en cas de surcharge, alors que FCFS est totalement instable.\\ Nous avons ensuite mené une étude à base de simulations pour déterminer les performances de LAS dans diverses configurations de réseaux paquets. Notamment, nous avons étudié les effets de LAS sur TCP. Nous avons trouvé que LAS interagit très bien avec TCP car il réduit le temps de transfert des flots courts et ne pénalise pas notablement les flots longs. De plus, nous avons montré que LAS ne souffrait pas des problèmes d'inéquité dans le partage de la bande passante (entre flots TCP et UDP par exemple) rencontrés avec FCFS.\\ Nos résultats de simulation montrent aussi que LAS pénalise trop les flots extrêmement longs lorsque la charge est trop élevée. Pour corriger ce problème, nous avons proposé une famille de politiques de service basées sur LAS et capables d'offir un meilleur service aux flots dits prioritaires. Pour évaluer ces politiques, nous avons développé des modèles analytiques de LAS et de ces politiques au niveau flot. Nous les avons validés par des simulations ns2 pour une large gamme de paramètres et un taux de perte faible. L'évaluation des politiques proposées montre qu'elles améliorent notablement la performance des flots rioritaires, en terme de temps moyen de transfert, gigue et taux de perte, sans pour autant trop affecter les flots dits ordinaires. Finalement, nous avons évalué une politique de service LAS-FCFS qui sert les flots courts comme LAS et les flots longs comme FCFS. Cette politique peut être utile lorsque la pénalité infligée aux flots longs avec LAS est jugée inacceptable. Nous avons aussi proposé et évalué des variantes de LAS-FCFS capables d'offrir un service différentié.

L'efficacité des matériaux utilisés pour favoriser la régénération osseuse dépend entre autres de leur capacité d'interaction avec le tissu environnant. Ainsi, des peptides d'adhésion contenant la séquence Arginine-Glycine-Acide aspartique (RGD) sont parmi les plus utilisés pour favoriser 1'attachement des cellules osseuses au matériau. Les facteurs de croissance, dont les protéines morphogénétiques osseuses (BMPs), jouent également un rôle clé dans le processus de différenciation et de fonctionnement des cellules osseuses. La BMP-2 approuvée par la Food and Drug Administration aux États-Unis dans le cadre d'un système de libération est déjà actuellement utilisée cliniquement pour accroître la régénération osseuse. De plus, la BMP-9 a récemment suscité un grand intérêt en raison de son potentiel ostéogénique supérieur à celui de la BMP-2. Néanmoins, peu d'études se sont intéressées à l'influence des peptides d'adhésion sur la réponse cellulaire aux BMPs. Le principal objectif de ce travail de doctorat a donc été de fonctionnaliser un polymère par des peptides d'adhésion et de déterminer son impact sur la capacité de préostéoblastes de souris MC3T3-E1 à répondre à la BMP-2 et à la BMP-9. Cette étude s'est tout d'abord intéressée à la synthèse et à la caractérisàtion d'un film de polycaprolactone (PCL) fonctionnalisé par un peptide dérivé de la sialoprotéine osseuse qui contient 15 acides aminés dont la séquence RGD (pRGD). La fonctionnalisation a consisté en une hydrolyse alcaline du film PCL suivie d'un greffage covalent du pRGD. Les films PCL hydrolysés ont adsorbé des protéines sériques adhésives fibronectine et vitronectine mais sans favoriser l'étalement des préostéoblastes MC3T3-E1. En absence de sérum, les films PCL-pRGD ont permis un étalement plus important des préostéoblastes MC3T3-E1 par rapport au PCL fonctionnalisé par le pRGE (peptide négatif) ou au PCL hydrolysé. Le PCL-pRGD a augmenté le niveau de phosphorylation de la FAK (Tyr 397 ), évènement nécessaire chez les préostéoblastes murins pour permettre leur différenciation en ostéoblastes matures. Ainsi, seules les cellules adhérant au PCL-pRGD ont répondu à la BMP-2 via une activation de la voie canonique des Smads. Dans un deuxième temps, la stimulation des préostéoblastes par la BMP-2 et/ou BMP-9 a été déterminée sur PCL-pRGD. L'EC50 pour chacune des BMPs a tout d'abord été évaluée afin de choisir la concentration optimale à utiliser lors de la combinaison des BMP-2/BMP-9. Tandis que la BMP-2 a induit une phosphorylation des Smad1/5/8 dès 30 min, la BMP-9 a engendré un retard d'activation à 4 h. Cette observation était concomitante avec une diminution de la ?-caténine. Par contre, aucune différence n'a été observée avec la BMP-2 et la BMP-9 en termes d'activation des MAPKinases. Néanmoins, tant la BMP-2 que la BMP-9 ont été capables d'induire la différenciation des préostéoblastes MC3T3-E1 sur PCL-pRGD telle que mis en évidence par la synthèse d' ARNm codant pour Dlx5, Ostérix ou l'ostéocalcine et l'augmentation de l'activité de l'alcaline phosphatase à 72h. Mais l'utilisation d'une combinaison de la BMP-2 avec la BMP-9 stabilisant la ?-caténine n'a pas permis d'obtenir un effet additif sur la différenciation, des activations semblables à celles de la BMP-2 utilisée seule ayant été alors observées. En résumé, l'utilisation de BMP-2 ou de BMP-9 en combinaison avec une surface fonctionnalisée par des peptides d'adhésion semble être une voie prometteuse pour favoriser la différenciation cellulaire. Cependant, cette étude montre également que la BMP-2 et la BMP-9 induisent des voies d'activation antagonistes au contact du PCL-pRGD. Elle met donc l'emphase sur la nécessité de mieux comprendre l'influence de la fonctionnalisation de matériaux par des peptides d'adhésion sur la réponse aux facteurs de croissance.

Les cellules souches embryonnaires humaines (CSEh), par leurs caractéristiques de pluripotence et de prolifération illimitée, représentent une alternative à l’utilisation de cellules issues de patients : leur différenciation en cellules épithéliales respiratoires pourrait permettre la production illimitée d’épithélium pour le criblage de molécules thérapeutiques.L’objectif de notre travail a été de mettre au point un protocole simple et financièrement acceptable afin de différencier les CSEh en cellules épithéliales de voies aériennes et de produire un épithélium complet. Pour ce faire, nous avons suivi deux voies potentielles de différenciation des CSEh : une voie passant par la production d’endoderme définitif, feuillet embryonnaire à l’origine de l’épithélium respiratoire, et une voie passant par un progéniteur potentiel commun aux lignages respiratoire et épidermique. Différentes combinaisons de protéines matricielles, d’inducteur de différenciation, de temps d’induction et de milieux de culture ont été testées. Nos résultats montrent que la culture des CSEh sur cellules nourricières STO dans un milieu optimisé pour les cellules bronchiques, le BEGM, en présence de Bone Morphenetic Protein 4 et d’acide rétinoïque pendant 6 jours puis en BEGM seul pendant 30 jours conduit à l’obtention de plus de 76% de progéniteurs épithéliaux respiratoires exprimant des marqueurs spécifiques tels que CK13, P63, CXCR4, FOXA2, SOX17, NKX2.1, SOX2 et SOX9. Le passage par la production de cellules de l’endoderme définitif n’a pas permis d’améliorer l’efficacité de ce protocole. L’isolement de ces progéniteurs et la reconstitution d’un épithélium complet restent à mettre au point. / Human embryonic stem cells (hESCs), for to their characteristics of pluripotency and unlimited proliferation, represent an alternative to the use of primary cells from patients: their commitment and differentiation into airway epithelial cells could help to overcome the lack of patient’s cells and could allow the unlimited production of epithelium for the screening of therapeutic molecules.The objective of our work was to develop a simple and financially acceptable protocol to differentiate hESCs into airway epithelial cells and to produce a complete epithelium. To do this, we followed two potential routes of hESC differentiation: a route through the production of definitive endoderm, the germ layer at the origin of the respiratory epithelium, and a route through a common potential progenitor to the respiratory and epidermal lineages. Various combinations of matrix proteins, differentiation inducers, induction time and culture media were tested.Our results show that hESC culture on STO feeder cells in an optimized medium for human bronchial epithelial cells, the BEGM medium, in the presence of Bone Morphenetic Protein 4 and retinoic acid for 6 days then in BEGM medium alone for 30 supplementary days led to the differentiation of more than 76% of respiratory epithelial progenitors expressing specific markers such as CK13, P63, CXCR4, FOXA2, SOX17, NKX2.1, SOX2 and SOX9. The application of these culture conditions to definitive endoderm cells, previously obtained from hESC, failed to improve the effectiveness of this protocol. The isolation of these progenitors and the reconstruction of a complete airway epithelium remain to be developed.

Les Lymphocytes T auxiliaires sont nécessaires pour la production de cytokines adaptées au type d'infection. Différentes sous-populations ont été décrites, parmi lesquelles les Th1, Th2, et Th17, pro-inflammatoires et les iTregs, anti-inflammatoires, exprimant Foxp3. La décision prise par une cellules T naïve de se différentier en l'une de ces populations est étudiée ici.Des découvertes récentes ont montré que les nutriments peuvent modifier la différentiation, mais elles ont négligé la glutamine en dépit de son importance comme source principale d'azote. Dans cette étude, un manque de glutamine induit une expression ectopique de Foxp3 en cours de différentiation en Th1 mais pas en Th2, tout en altérant la différentiation des Th1 et Th17. Cela suggère que, dans des environnements métaboliquement pauvres comme au sein de tumeurs solides, le manque de glutamine pourrait supporter une réponse anti-inflammatoire et donc néfaste.Dans l'optique de comprendre comment la détection de la glutamine influence le réseau de régulation de la différentiation des lymphocytes auxiliaires, une approche de modélisation mathématique a été suivie, consistant d'équation différentielles, et conçue pour capturer les propriétés de cette différentiation. Pour la phase d'apprentissage du modèle, les cinétiques d'expression des principaux facteurs de transcription et cytokines ont été mesurées in vitro en conditions normales, en présence de glutamine. Ces données ont décelé des retards majeurs en terme de transcription, traduction et sécrétion des cytokines, qui à leur tour façonnent l'ordre des évènements qui décident l'issue de la différentiation. Le modèle a reproduit avec succès la dynamique des différentiation 'canoniques', montrant que celles-ci peuvent être expliquées par un réseau de régulation relativement simple. Cependant, le modèle n'a reproduit qu'une partie des propriétés de plasticité des lymphocytes T, et a besoin d'être affiné. Ce n'est qu'alors qu'il pourra être utilisé pour comparer différentes hypothèses mécanistiques sur l'impact de la glutamine sur la différentiation. / T helper cells are required to produce cytokines adapted to the type of infection. Several subsets have been defined, including pro-inflammatory Th1, Th2, Th17; and anti-inflammatory, Foxp3+ iTreg cells. The fate-determining decision of a naive T cell to differentiate into a defined subset was investigated here.Recent findings showed that metabolic constituents impact T cell differentiation, but so far the influence of glutamine on T cell differentiation has been neglected although being the main source of nitrogen. In this study, deprivation of glutamine induced an abnormal expression of Foxp3 under Th1 but not under Th2 condition, while impairing Th1 and Th17 differentiation. Thus, in poor metabolic micro-environments like solid tumours, a lack of glutamine would initiate a detrimental anti-inflammatory response.A mathematical modelling approach using Ordinary Differential Equations was chosen to capture the properties of T cell differentiation, first in normal conditions with glutamine. In order to train the model, kinetics of the master transcription factors and cytokines expression were measured under different T cell differentiation polarizing conditions. The in vitro data revealed major delays in transcription, translation and secretion of cytokines, which shaped the order of fate decision events. The model could successfully reproduce the dynamics of differentiation, confirming that the 'canonical' differentiation in vitro can be explained by a simple regulatory network. However, it only partially reproduced the plastic behaviour of T cells. The mathematical model will be utilized to compare different mechanistic hypotheses linking glutamine sensing to differentiation.

Ce projet vise à fournir une nouvelle compréhension moléculaire du programme de transcription impliqué dans la différenciation des cellules souches neurales en oligodendrocytes myélinisant. La logique de ce travail repose sur des études antérieures ayant montré le rôle des facteurs de transcription bHLH Olig2 et Ascl1, opérant en synergie dans la spécification des OPCs, les cellules progénitrices d‘oligodendrocytes . L‘objectif central de ce travail était de comprendre au niveau génomique et transcriptomique les mécanismes par lesquels Ascl1 et Olig2 agissent pour spécifier les OPCs. Nous avons suivi une stratégie utilisant l'analyse du transcriptome et des profils de fixation des facteurs de transcription par immuno- précipitation de la chromatine. Nous avons pu identifier les cibles directes de Ascl1 et Olig2 dans les OPC et lors de la différenciation des oligodendrocytes. Nous avons également identifié de nouveaux marqueurs spécifiques des différents stades des lignées oligodendrocyte et nous sommes concentrés sur Chd7 et Tns3, deux gènes régulé par Ascl1 etOlig2 et enrichis dans la lignée oligodendrogliale à deux stades intéressants, la phase de spécification précoce et la transition entre la migration et la différenciation des oligodendrocytes, respectivement. De plus, nous avons porté notre attention sur le rôle spécifique des oligodendrocyte dans la synthèse de la créatine et son rôle possible de support métabolique dans la synthèse de myéline et de support axonal. Nous avons également initié une approche de repositionnement toxicogénomique pour identifier de nouvelles molécules à tester dans le cadre de maladie demyélinisantesLa plupart des traitements disponibles pour traiter les maladies démyélinisantes sont basées sur une approche immune modulatrice et anti-inflammatoire. A ce jour, aucun n'est en mesure de promouvoir directement la réparation de la myéline de manière efficace. Nous espérons que les gènes dont l'expression est régulée dans les lésions de démyélinisation identifiés lors de cette étude permettront de mieux comprendre le mécanisme de remyelinisation et le développement de nouvelles stratégies dans les maladies démyélinisantes telles que la sclérose en plaques ou dans les leucodystrophies. / Our project aims to provide a new molecular understanding of the transcription program involved in neural stem cells differentiation into oligodendrocytes. The rational of this work relies on previous studies demonstrating that the bHLH transcription factors Olig2 and Ascl1 work in synergy to specify OPCs, the oligodendrocyte progenitor cells. One central goal of this work was to understand at a genomic and transcriptomic level, how Ascl1 and Olig2 work together to specify OPCs. We followed a strategy using genome-wide transcriptome analysis and chromatin immuno-precipitation to characterize Ascl1 and Olig2 directly regulated genes in OPCs and during oligodendrocyte differentiation.We identified new specific markers of different stage of the neural lineages and new important genes correlated to OPCs differentiation. We focused on Chd7 and Tns3, two genes which expressions are driven by Ascl1 and Olig2 and enriched in the oligodendroglial lineage at two interesting stage, the early specification stage and the transition between migrating and differentiating oligodendrocytes, respectively. Moreover, we identified the myelinating oligodendrocyte as the cell in charge of the creatine synthesis in the brain and potentially driving axonal metabolic support. We also used an approach a toxicogenomic and drug repositioning approach to identify new molecules known to modify OPCs and myelin genes but untested in the context of demyelinating diseases. As currently, most of the available treatments for demyelinating diseases are based on immuno-modulatory and anti-inflammatory drugs but none are able to directly promote myelin repair, we expect that these identified genes involved in oligodendrogenesis and whose expression are regulated in demyelinated lesions will allow the development of new therapeutic strategies promoting an efficient remyelination in demyelinating diseases such as Multiple sclerosis or leukodystrophies.