Endocytose joue un rôle dans l'activation du récepteur Notch. Des mutations dans le gène drosophilien lethal giant discs (lgd), provoque une prolifération cellulaire en perturbant l'endocytose de Notch. Les orthologues murins mlgd1 et 2 peuvent sauver ce phénotype, démontrant une fonction conservée. Cependant, des publications récentes suggèrent que les orthologs humains de lgd (hgd1/2) sont nucléaires. Dans cette étude, il est démontré que chez la Drosophile, le mutant dlgd(08) provoque l'accumulation de Notch dans des vésicules et une surprolifération de neuroblastes . Ceci suggère que Notch est activé a l'intérieur des endosomes dans les neuroblastes. L'immunohistochimie de cellules Hela indique que hlgd1 et 2 ne sont pas nucléaires, mais associés à des strctures endosomales. Enfin, la baisse d'expression par shRNA des gènes murins mlgd1 et mlgd2 provoque une différenciation accélérée des cellules souches hématopoïétiques dans la lignée lymphopoïèse T et bloque la transition DN3 / CD4+CD8+, suggérant une suractivation de Notch. / Endocytosis plays a role in the activation of the Notch receptor. Mutations in the Drosophila gene lethal giant discs (lgd), causes cellular overgrowth by perturbing Notch endocytosis. This Drosophila phenotype is rescued by the murine orthologs mlgd1 and 2, indicating conserved function. However, recent publications suggest that the human orthologs (hlgd1/2) are nuclear. This study demonstrates that the dlgd(08) mutant in Drosophila causes accumulation of Notch in vesicles and the overproliferation of neuroblasts. This suggests Notch is activated from within endosomes in neuroblasts. Immunohistochemistry of Hela cells indicates that hlgd1 is associated with early endosome while, hlgd2 with later endosome and lysosome, and not with the nucleus. Finally, down regulation of murine mlgd1 and mlgd2 by shRNA caused an accelerated differentiation of hematopoietic stem cell into the T lymphopoiesis lineage and blocked the DN3 to CD4+CD8+ transition, suggesting that Notch is overactivated in these cells.

La petite protéine G Arf6 et son facteur d'échange EFA6 sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires tels que le remodelage du cytosquelette d’actine, le transport vésiculaire et mise en place de la polarité épithéliale. Elles jouent également un rôle dans la voie d'endocytose dépendante de la clathrine. Ce travail de thèse nous a permis d’identifier différents mécanismes régulant l’interaction d’EFA6 avec ses différents partenaires. Nous avons pu mettre en évidence une interaction directe entre le domaine N-BAR de l’endophiline et le domaine Sec7 d’EFA6. Nous avons démontré que la courbure membranaire était un facteur régulant cette interaction. EFA6 est capable d’interagir et de recruter l’endophiline sur une membrane lipidique plane alors qu’en présence de vésicules courbées le complexe protéique ne se forme pas. Nous observons également que l’endophiline stimule l’activité d’échange nucléotidique d’EFA6 sur Arf6. Dans un second temps nous avons démontré, dans une étude menée par le Dr Cherfils, que l’activité catalytique d’EFA6 était régulée par une boucle de rétrocontrôle négatif exercée spécifiquement par la protéine Arf6-GTP. Celle-ci induit une diminution de l’activité d’échange d’EFA6 probablement grâce à sa capacité à interagir avec le domaine PH-C-terminal d’EFA6. Enfin, nous avons mis en évidence un repli intramoléculaire entre le domaine C-terminal et le domaine PH d’EFA6 qui semble contrôler l’interaction de cette extrémité C-terminale avec différents partenaires dont la β-arrestine et de façon surprenante la protéine Arf6 dans sa forme inactive. / The small G protein Arf6 and its exchange factor EFA6 control numerous cellular processes such as actin cytoskeleton remodeling, vesicular transport and apico-basal cell polarity. They are also involved in clathrin-dependent endocytosis. In this work we identify different mechanisms by which EFA6 interaction with its various partners is regulated. We have highlighted a direct interaction between the N-BAR domain of endophilin and the Sec7 domain of EFA6. We demonstrated that this interaction is regulated by the membrane curvature. EFA6 interacts and recruits endophilin on a flat lipid membrane whereas the protein complex does not occur in the presence of curved vesicules. We showed that endophilin stimulates the nucleotidic exchange activity of EFA6 on Arf6. Next we demonstrated that the catalytic activity of EFA6 is regulated by a negative feedback loop specifically mediated by the Arf6-GTP. We observed in the presence of Arf6-GTP a decrease of EFA6 catalytic activity and we showed that this effect was due to an interaction between Arf6-GTP and PH-C-terminal domain of EFA6. Finally we demonstrated an intramolecular folding between the C-terminal domain and the PH domain of EFA6 that controls the interaction of the C-terminus domain with various partners including β-arrestin and surprisingly the inactive GDP form of Arf6.

Le Virus de l’Immunodéficience Humaine de type I (VIH-I) est majoritairement dégradé dans les cellules dendritiques dès son entrée. Des travaux précédemment réalisés dans l’équipe montrent que le mécanisme de l’autophagie contribue à la dégradation virale (virophagie) et promeut les réponses immunitaires innées et adaptatives. Etant donné que cette virophagie est par la suite inhibée par le virus dans les cellules dendritiques, mieux comprendre la mise en place de cette autophagie antivirale est primordial afin de pouvoir favoriser et surtout stabiliser les défenses cellulaires. Nos résultats montrent que DC-SIGN, un récepteur lectine de type C (CLR) qui reconnait des carbohydrates mannosylés ou fucosylés, pourrait être impliqué dans la mise en place de cette autophagie antivirale. Ainsi, nous montrons qu’après reconnaissance du VIH, ce récepteur induit l’autophagie et interagit rapidement avec plusieurs protéines autophagiques dont certaines impliquées dans les voies endosomales. En effet, nous montrons pour la première fois l’association de la protéine Atg9 avec le récepteur DC-SIGN internalisé. La protéine Atg9 est un facteur essentiel de l’initiation de la voie autophagique régulant notamment l’apport de membranes issues de la membrane plasmique pour la nucléation de vésicules liées à la voie autophagique. D’autre part, après une étude par spectrométrie de masse de l’intéractome du récepteur DC-SIGN internalisé, nous montrons qu’une E3 ligase faisant partie de la famille des TRIM, TRIM25, est recrutée lors de l’endocytose du récepteur. Cette protéine a été rapportée comme étant impliquée dans la régulation des réponses innées antivirales issues du récepteur de reconnaissance de pathogène (PRR) RIG-I suggérant une fonction essentielle de TRIM25 dans les réponses immunes innées. De manière intéressante, certains membres de la famille TRIM ont été montrés récemment comme étant essentiels pour l’induction d’une forme d’autophagie sélective parfois antivirale, l’autophagie de précision. Dans ce sens, nous montrons qu’un complexe est formé entre le récepteur DC-SIGN, Atg9 et TRIM25, suggérant que l’autophagie mise en place très tôt lors de l’engagement du récepteur DC-SIGN pourrait s’avérer être sélective. L’ensemble de ces éléments constitue une première étape pour une meilleure compréhension des étapes précoces de l’entrée du VIH dans les cellules dendritiques avec la caractérisation d’une virophagie sélective induite lors de l’engagement d’un récepteur de l’immunité innée et qui représente une cible particulièrement intéressante afin d’améliorer certaines stratégies thérapeutiques développées actuellement. / The Human Immunodeficiency Virus type I (HIV-I) is mostly degraded in dendritic cells as soon as it enters. Previous work in the team shows that the mechanism of autophagy contributes to viral degradation (virophagy) and promotes innate and adaptive immune responses. Since this virophagy is subsequently inhibited by the virus in dendritic cells, a better understanding of the implementation of this antiviral autophagy is essential in order to promote and above all stabilize cellular defenses. Our results show that DC-SIGN, a C-type lectin receptor (CLR) that recognizes mannosylated or fucosylated carbohydrates, may be involved in the development of this antiviral autophagy. Thus, we show that after recognition of HIV, this receptor induces autophagy and interacts rapidly with several autophagic proteins, some of which are involved in the endosomal pathways. Indeed, we show for the first time the association of the protein Atg9 with the internalized DC-SIGN receptor. The Atg9 protein is an essential factor in the initiation of the autophagic pathway regulating in particular the supply of membranes originating from the plasma membrane for the nucleation of vesicles linked to the autophagic pathway. On the other hand, after a mass spectrometric study of the internalized DC-SIGN receptor interbody, we show that an E3 ligase belonging to the TRIM family, TRIM25, is recruited during endocytosis of the receptor. This protein has been reported to be involved in the regulation of antiviral innate responses from the RIG-I pathogen recognition receptor suggesting an essential function of TRIM25 in innate immune responses. Interestingly, some members of the TRIM family have recently been shown to be essential for the induction of a form of selective autophagy, sometimes antiviral, precision autophagy. In this sense, we show that a complex is formed between the DC-SIGN, Atg9 and TRIM25 receptors, suggesting that autophagy early on engagement of the DC-SIGN receptor could be selective. All these elements constitute a first step for a better understanding of the early stages of the entry of HIV into dendritic cells with the characterization of a selective virophagy induced when a receptor of the innate immunity And which represents a particularly interesting target in order to improve certain therapeutic strategies currently being developed.

La présence de Wolbachia dans les ovogonies assure la transmission verticale de la bactérie à la descendance de l'hôte. Cependant, nous montrons que chez l'hôte Armadillidium vulgare, l'efficacité de l'infection des descendants tient à un enrichissement en Wolbachia au cours de la maturation des ovaires et des ovocytes dû à une sélection en faveur des ovocytes infectés et/ou à l'entrée secondaire de Wolbachia dans les ovocytes en cours de maturation via l'infection des tissus somatiques. Dans ces tissus, nous avons précisé la localisation de Wolbachia au niveau cellulaire et révélé des morphotypes typiques de chaque tissu. Nous avons également observé Wolbachia chez des hôtes très inattendus; des nématodes non filaires infectant les cloportes, posant la question d'une transmission horizontale, et les A. vulgare mâles, sans qu'ils soient féminisés. Etonnamment, nous avons observé l'infection des gonades mâles dans des lignées d'hôtes chez lesquelles les femelles sont infectées de manière cryptique mais sans que leurs ovocytes ne soient infectés. Le maintien de l'infection entre les générations d'hôtes pourrait alors être dû à une transmission paternelle, inédite pour Wolbachia, ou à une capacité de transmission horizontale très efficace de la bactérie. Par immersion de tissus directement dans des broyats d'organes infectés nous avons en effet démontré que Wolbachia infecte très rapidement des cellules de novo. Les mécanismes d'entrée de Wolbachia dans les cellules sont inconnus mais en monitorant des voies métaboliques clefs de l'hôte nos résultats montrent que l'infection entraine une réponse globale des tissus et implique notamment un détournement de la voie autophagique chez l'hôte. / Wolbachia presence in oogonia ensures bacteria to be vertically transmitted to host offspring. However, in Armadillidium vulgare, we show that the proportion of infected oocytes increases in the course of both ovary and oocyte maturation to reach the transmission rate at the end of ovary maturation. This enrichment can be explained by a preferential selection of oocytes infected with Wolbachia and/or by a secondary acquisition of the bacteria by oocytes. We suspect an acquisition through infected somatic tissues. We localize Wolbachia at the cell level in these tissues and showed particular morphotypes for each tissue. We also observe Wolbachia in unexpected hosts; non filarial nematodes infecting woodlice (suggesting horizontal transmission), and in A. vulgare males (without a feminizing effect of the bacteria). We also observe lineages in which females are cryptically infected. Surprisingly, we observe infected male gonads in these lineages for which female oocytes are uninfected. The infection maintenance across host generations could be due to a paternal transmission of the bacteria (a transmission never described for Wolbachia), or due to an astonishing ability of horizontal transmission. Nevertheless, immersion of uninfected tissues in a solution of crushed infected tissues proves that Wolbachia can quickly infect new tissues. Cellular mechanisms that allow Wolbachia internalization into the cell are still unknown. Thus, we monitor key host metabolic pathways in ovaries and we denote that infection enhances a global response of the entire tissue. Additionally, Wolbachia infection especially implicates a high-jacking of the autophagic pathway.

Les synapses chimiques sont des structures spécialisées permettant une transmission d'information unidirectionnelle, d’un élément présynaptique vers un élément postsynaptique. L’organisation des terminaisons présynaptiques permet la conversion d’un potentiel d’action en signal chimique. Elles se présentent sous la forme de varicosités axonales contenant des vésicules synaptiques (VSs) qui concentrent le neurotransmetteur (NT). Une partie des VSs sont apposées (ancrées) à une région de la membrane plasmique, la zone active (ZA ; Bennett et al. 1992, Siksou et al. 2009). La ZA est située face à l’accumulation postsynaptique des récepteurs au NT. La dépolarisation d’une terminaison par un potentiel d’action active des canaux calciques dépendants du voltage. L’influx de calcium qui en résulte entraîne la fusion d’une fraction des VSs ancrées avec la membrane plasmique en moins d’une milliseconde, permettant la libération de NT (Sabatini et Regehr 1996, Lisman et al. 2007). Une endocytose compensatoire permet ensuite la reformation de VSs (Rizzoli et Betz, 2005). Des questions se posent encore quant à ce trafic régulé. Nous avons étudié la régulation de l’ancrage des VSs et développé un outil pour analyser le cycle des VSs en microscopie électronique (ME).La première partie de mon travail de thèse a porté sur la régulation du nombre de VSs ancrées à la ZA. Notre objectif était de savoir si l’ancrage était régulé spécifiquement ou en coordination avec les autres paramètres morphologiques du bouton, et de déterminer le rôle de Rab3-Interacting Molecules (RIMs), protéines centrales de la ZA, dans cette régulation. La régulation de l’ancrage a été étudiée sur un modèle de cultures organotypiques de tranches d’hippocampe dont l’activité est bloquée 3 jours par l’application de tétrodotoxine. Ces tranches ont été immobilisées par congélation sous haute pression (CHP) pour être observées en ME sans les artefacts induits par les fixations aldéhydiques. Le blocage d’activité entraîne une augmentation du nombre de VSs ancrées, de la taille de la ZA, et du nombre de récepteurs postsynaptiques au glutamate de type GluA2. Le nombre de VSs total dans le bouton et la taille du bouton ne changent pas. En immunocytochimie Nous n’avons pas observé de modification de la quantité moyenne de protéines RIM1/2 dans les terminaisons présynaptiques sous l’effet du blocage d’activité. Enfin, les enregistrements électrophysiologiques ne révèlent pas de modification de fréquence des courants excitateurs miniatures malgré l’augmentation du nombre de VSs ancrées. Ces résultats montrent une régulation spécifique de la taille de la jonction synaptique par l’activité neuronale et indiquent que le nombre de VSs ancrées n’est par régulé par la quantité de RIM.La deuxième partie de mon travail a consisté à développer un outil d’étude du cycle des VSs. En effet, la ME ne permet pas d’observer des évènements dynamiques, tandis que la résolution spatiale des microscopes optiques est insuffisante pour observer directement les VSs. Nous avons voulu associer une stimulation optogénétique de neurones avec leur immobilisation rapide par CHP, afin de pouvoir observer en ME les VSs à des temps précis après la stimulation. Nous avons travaillé sur des cultures dissociées de neurones d’hippocampe de rat. Ces neurones ont été infectés avec un Adeno-Associated Virus exprimant une protéine, la ChannelRhodopsine2, pour les rendre activables par des stimulations lumineuses. Une collaboration avec Leica Microsystems a permis de modifier l’appareil de congélation (HPM) pour (i) stimuler les neurones dans l’HPM, et (ii) synchroniser cette stimulation avec la congélation. Ce nouvel outil devrait permettre dans le futur une analyse du trafic des VSs à très haute résolution temporelle et spatiale. / Chemical synapses are highly specialized structures that convey information unidirectionnally, from a presynaptic to a postsynaptic element. Presynaptic terminals convert action potentials into chemical signals. These axonal varicosities contain synaptic vesicles (SVs) filled with neurotransmitter (NT) molecules. A fraction of the SVs are apposed (docked) to a part of the plasma membrane called the active zone (AZ; Bennett et al. 1992, Siksou et al. 2009b). The AZ is located in front of the postsynaptic accumulation of NT receptors. Depolarization of a terminal by an AP activates voltage dependent calcium channels. The resulting calcium influx induces the fusion of a fraction of the docked SVs in less than a millisecond, which release their NT content (Sabatini & Regehr 1996, Lisman et al. 2007). New SVs are then produced through a process of compensatory endocytosis (Rizzoli & Betz, 2005). Unanswered questions remain about the mechanism of this regulated traffic of SVs. We studied the regulation of SVs docking and developed a tool to analyze the cycle of SVs with electron microscopy (EM). The first part of my PhD work was focused on the regulation of the number of docked SVs at the AZ. Our objective was to determine whether SVs docking was regulated specifically or together with other morphological parameters of the bouton. We also investigated the role of Rab3-Interacting Molecules (RIMs), central proteins of the AZ, in this regulation. We worked on organotypic culture of hippocampal slices in which we blocked neuronal activity with tetrodotoxin for 3 days. Slices were immobilized using high pressure freezing (HPF) to avoid artifacts due to chemical fixation, and studied with EM. Activity blockade induced an increase in the number of docked SVs, in the size of the AZ and in the number of GluA2 postsynaptic glutamate receptors. However, the total number of SVs in the bouton and the size of the bouton did not change. With immunocytochemistry we did not detect any change in the mean amount of RIM in presynaptic terminals after chronic activity blockade. Furthermore, electrophysiology recordings showed no increase of the mean frequency of mEPSCs despite the increase in the number of docked SVs. Together these results show a specific regulation of the size of the presynaptic junction by neuronal activity, and indicate that the amount of RIMs does not regulate the number of docked SVs. The second part of my work consisted in the development of a new tool to study the cycle of SVs. Indeed, EM does not allow the visualization of dynamic phenomenon, whereas optical microscopes do not have a sufficient spatial resolution to observe SVs with the required precision. We wanted to associate optogenetic stimulations of neurons with their rapid immobilization by HPF, in order to visualize SVs at precise moments after stimulation. We worked on rats hippocampal dissociated neurons cultures. These neurons were infected with an Adeno-Associated Virus encoding a light sensitive protein channel, the ChannelRhodopsin2, in order to be able to activate them with light stimulations. We collaborated with Leica Microsystems to modify our high pressure machine (HPM), so that we can (i) stimulate the neurons within the HPM, and (ii) synchronize this stimulation with the freezing. In the future, this new tool this system should allow us to analyze the traffic SVs with high temporal and spatial resolution.

La sonoporation, associant les ultrasons (US) et les microbulles (MB) permet une délivrance localisée des molécules thérapeutiques (e.g., acides nucléiques, molécules chimio-thérapeutiques), avec une efficacité thérapeutique élevée et un faible taux de toxicité. Cependant, les mécanismes impliqués dans le transfert de ces molécules restent jusqu’alors mal connus. Les travaux présentés dans ce manuscrit de thèse ont pour objectif de mettre en évidence l’importance du contact microbulle/cellule et les forces de radiation au cours de la sonoporation et s’intéressent par ailleurs, à l’étude des mécanismes sous-jacents durant le processus de sonoporation ainsi que les conséquences cellulaires (membranaire et intracellulaire) engendrées. Ces études sont réalisées par microscopie électronique, et comparent deux lignées cellulaires U-87 MG et MDA-MB-231. Nous nous intéresserons également aux effets du sérum sur l’efficacité de la sonoporation dans la délivrance de molécules (gènes), mais aussi aux changements du cytosquelette et son implication au cours du processus de sonoporation. / Sonoporation combines ultrasound and microbubbles, and promises a local delivery of therapeutic molecules (i.e., nucleic acids, chemotherapeutic molecules) with a high therapeutic efficacy and a low toxicity level. However, the mechanisms involved in the molecules uptake remain hitherto unclear. The work presented in this thesis manuscript aims to highlighting the processes of action of sonoporation by exploring the importance of microbubble/cell contact and the radiation forces and the study of underlying mechanisms during sonoporation and the generated cellular consequences (membrane and intracellular), by electron microscopy, and by comparing two cell lines U-87 MG and MDA-MB-231. We also explore the serum effects on the efficiency of sonoporation in the delivery of molecules (genes) but also the changes in the cytoskeleton and its involvement during sonoporation.

La survie des êtres vivants repose sur leur capacité d'adaptation à leur environnement et au maintien de l'homéostasie cellulaire. Au cours de mon doctorat, je me suis intéressée à deux de ces aspects : d'abord à la réponse immunitaire innée et inflammatoire par l'étude des voies associées aux facteurs de transcription NF-kB et ensuite à l'autophagie, qui consiste en la capacité d'une cellule à dégrader certains composants cellulaires ou des pathogènes intracellulaires. La rapidité d'activation/inactivation de ces processus cellulaires est permise par des modifications post-traductionnelles de certains acteurs parmi lesquelles l'ubiquitination des protéines, qui consiste en la liaison covalente de mono- ou polymères d'ubiquitines sur des protéines, et qui apparaît désormais comme un mécanisme majeur. Dans ce contexte, mes travaux ont consisté d'une part, en la mise en évidence de la fonction de la déubiquitinase USP36 dans la régulation de la voie immunitaire NF-B associée au récepteur 1 au TNFa (TNF-R1) en cellules humaines en culture. J'ai montré par des approches de biologie cellulaire et de biochimie qu'USP36 est un régulateur négatif spécifique de cette voie et est constitutivement associée au récepteur, contribuant ainsi à la régulation de l'ubiquitination de RIP1, un composant essentiel de la voie du TNF-R1. De cette étude, nous avons conclu qu'USP36 est un acteur clé de la voie du TNF-R1 permettant la répression de la voie en absence d'activation et favorisant un retour à l'état stationnaire en réponse à une stimulation au TNFa. D'autre part, mes travaux ont consisté en la réalisation d'un crible génétique in vivo chez la Drosophile pour l'identification de déubiquitinases impliquées dans la régulation de l'autophagie. J'ai identifié UBPY et USP12 dont la perte de fonction affecte à la fois la progression de l'autophagie et de l'endocytose. A partir de l'étude de ces enzymes, nous avons pu établir qu'une voie endocytaire intacte est requise pour le bon fonctionnement de l'autophagie. / The survival of living organisms is based on their ability to adapt to their environment and to maintain their cellular integrity. During my PhD, I was interested in two of these aspects: first, the innate immunity and inflammatory response through the study of the NF-kB-associated pathways, and then in autophagy, consisting in the ability of a cell to degrade some cellular components or intracellular pathogens. The rapid activation/inactivation of these cellular processes is permitted by the post-translational modifications of some components. Among these changes, protein ubiquitination, consisting in the covalent binding of ubiquitin mono- or polymers on target proteins, appears to be an essential mechanism. In this context, my work consisted on one hand, in showing the function of the deubiquitinating enzyme USP36 in the regulation of the immune pathway depending on the TNFa-associated receptor 1 (TNF -R1) pathway in cultured human cells. Using cellular and biochemical approaches, I showed that USP36 is a specific negative regulator of this pathway, constitutively associated with the receptor and which contributes to the regulation of the ubiquitination status of RIP1, which plays a major role in signal transduction. From this study, we conclude that USP36 is a key component of the TNF-R1 pathway, allowing for the repression of this pathway without stimulation and promoting the return to the steady-state after TNFa; treatment. On the other hand, I performed a genetic screen in vivo in Drosophila for the identification of deubiquitinating enzymes involved in regulating autophagy. I identified UBPY and USP12, whose loss-of-function affects both progression of autophagy and endocytosis. Further investigations allowed us to establish that an intact endocytic pathway is required for productive autophagy.

L'utilisation des oligonucléotides antisens PMO ou PNA, pour corriger les erreurs d'épissage par blocage stérique, constitue une nouvelle stratégie prometteuse pour réguler l'expression génétique. Ces ON peuvent mener au traitement de maladies comme la β-thalassémie, la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) ou les cancers. Cependant leur développement clinique requiert un système de délivrance efficace. Les peptides cationiques (CPPs) sont caractérisés par leur capacité à s'internaliser dans les cellules eucaryotes. Cependant leur efficacité à promouvoir la délivrance cytoplasmique et nucléaire des ON est limitée par leur séquestration dans des vésicules d'endocytose, ce qui est à l'origine de la dégradation du matériel internalisé. Nous avons contribué à l'étude du trafic intracellulaire et de l'activité dans un essai de correction d'épissage de plusieurs familles de CPPs capables de délivrer efficacement des analogues d'ON à des doses non toxiques et en absence d'agents endosomolytiques. Nos études mécanistiques indiquent que ces constructions (covalentes ou non covalentes) CPP-ON sont endocytées par la voie clathrine, que la ségrégation dans les endosomes reste une limitation et qu'il existe une bonne corrélation entre leur activité biologique et leur capacité à déstabiliser les membranes endosomales. / The use of antisense oligonucleotides PMO or PNA to correct splicing errors by steric- block represents a new promising therapeutic strategy. These ONs lead to the treatment of diseases such as β-thalassemia, Duchenne muscular dystrophy (DMD) or cancers. However their functional success requires efficient delivery. Cationic cell penetrating peptides (CPPs) are characterized by their ability to be internalized in eukaryotic cells. However their efficiency in promoting cytoplasmic and nuclear delivery of ON has been hampered by endocytic sequestration and subsequent degradation of internalized material in endocytic vesicles, which is responsible for the degradation of internalized material. We have contributed to the study of intracellular trafficking and activity (using splicing correction assay) of several families of CPPs capable of delivering effective analogs ON at nontoxic doses and in the absence of agents endosomolytic. Our mechanistic studies indicate that these constructs (covalent or noncovalent) CPP-ON are internalized through clathrin, that segregation in endosomes remains a limitation and that there is good correlation between biological activity and their ability to destabilize endosomal membranes.

Itch est la seule ligase de l'ubiquitine de type C2-WW-HECT capable d'interagir avec les protéines à domaine SH3. Ce domaine est particulièrement représenté parmi les protéines régulatrices de l'endocytose. Les travaux présentés ici visaient à examiner la capacité d'Itch à interagir avec plusieurs protéines endocytiques. Nous avons utilisé la technique du BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) pour examiner quelques protéines candidates. Nous avons ensuite confirmé les résultats obtenus par BRET avec des tests d'interaction in vitro, puis déterminé la capacité d'Itch à ubiquityler les protéines liées via leurs domaines SH3. Nous avons ainsi découvert deux nouveaux partenaires d'interaction et substrats d'Itch parmi les protéines endocytiques, amphyphisine et pacsine. De plus, Itch interagit avec les domaines SH3 isolés d'intersectine, mais pas avec la protéine complète, suggérant que cette dernière n'est pas un substrat d'Itch. Itch est donc bien positionnée pour exercer un rôle régulateur de l'endocytose en ubiquitylant ses substrats. / Itch is the only C2-WW-HECT type ubiquitin ligase that can bind SH3 domain proteins. This domain is particularly frequent in accessory endocytic proteins. We have used Bioluminescent Resonance Energy Transfer to examine a few candidate endocytic proteins, in addition to the already known substrate of Itch, endophilin. We then used standard in vitro techniques to confirm these interactions, and tested Itch capacity to ubiquitylate these putative substrate proteins. We thus discovered two new substrates of Itch, amphiphysin and pacsin. We also determined that although Itch interacts with the isolated SH3 domains of intersectin, it does not recognize the full length protein, thus rulling out Intersectin as a substrate of Itch. Itch is thus a putatively important regulator of endocytosis, through its capacity to recognize and ubiquitylate several SH3-domain proteins.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.