Introduction: le Virus Respiratoire Syncytial humain (RSV) induit un taux élevé de morbidité et de mortalité chez les enfants, les personnes immunodéprimées et les personnes âgées. Il existe un besoin urgent d'un nouveau traitement antiviral et d'un vaccin efficaces. Les cellules épithéliales des voies aériennes (AEC) sont la cible principale de RSV et constituent la première ligne de défense grâce à des mécanismes distincts, qui incluent une réponse antivirale autonome cellulaire. La protéine p62/SQSTM1 a de multiples fonctions cellulaires, y compris la séquestration spécifique de la cargaison ubiquitinée (c'est-à-dire, les protéines/organelles et les bactéries intracellulaires) pour leur clairance par autophagie. Des données publiées ont mis en évidence un rôle important de p62 dans la régulation de plusieurs virus (par exemple, le virus de la grippe et la dengue), favorisant ou restreignant sa réplication en fonction du virus. L'objectif de notre étude est de déterminer le rôle de p62 dans la régulation du cycle infectieux de RSV. Méthodes et résultats: L'analyse de l'expression de p62 dans les cellules A549 a montré que p62 est induit et phosphorylé au début de l'infection par RSV. Il est ensuite dégradé plus tardivement durant l’infection. La déplétion des niveaux de p62 a diminué l'accumulation intracellulaire des protéines virales, tandis que la relâche des virions infectieux a été augmentée. De plus, nous avons observé que la réplication de recRSV-GFP est diminuée dans des cellules exprimant de façon stable la protéine associée aux microtubules 1A/1B, chaîne légère 3 (LC3). LC3 recrute p62 et ses cargaisons à l'autophagosome pour qu'ils soient dégradés par autophagie. Des études sont actuellement en cours pour déterminer les mécanismes moléculaires, dépendant de p62, impliqués dans la régulation de la réplication de RSV. Conclusion: nos résultats mettent en évidence un rôle clé de p62 dans la réplication et la propagation de RSV. Ces études aideront à définir si p62 pourrait représenter une cible thérapeutique potentielle pour lutter contre l'infection à RSV. / Introduction: Human respiratory syncytial virus (RSV) causes a high rate of morbidity and mortality worldwide in children, immunocompromised and elderly people. There is an urgent need for effective antiviral treatments and vaccines for RSV. Airway epithelial cells (AECs) are the primary target of RSV and constitute the first line of defense through distinct mechanisms, including intrinsic antiviral responses. The p62/SQSTM1 protein has multiple cellular functions including cell signaling and sequestration of specific ubiquitinated cargo (i.e. proteins/organelles and intracellular bacteria) for autophagic degradation. The replication of several viruses has been shown to be sensitive to p62 levels. The goal of our study is to investigate the role of p62 in the regulation of RSV replication. Methods and Results: Analysis of p62 expression in A549 cells showed that p62 is induced and phosphorylated during early stages of RSV infection, followed by degradation at later times. P62 silencing diminished the intracellular accumulation of viral proteins, while causing increased release of infectious virions. Additionally, we observed that the stable expression of Microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3 (LC3), which recruits p62 and its cargos to the autophagosome for autophagy degradation, reduces recRSV-GFP replication. Studies are currently undertaken to determine the molecular mechanisms involved in p62-dependent regulation of RSV replication. Conclusion: Our results highlight a key role of p62 in the replication of RSV. These studies will help to define whether p62 might represent a potential therapeutic target to fight RSV infection.

L’Opacification Capsulaire Postérieure (OCP) est la fibrose de la capsule développée sur la lentille intraoculaire implantée (LIO) suite à la dé-différenciation de cellules épithéliales cristalliniennes (LECs) subissant une transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). La littérature a montré que l'incidence de l’OCP est multifactorielle, dont l'âge ou la maladie du patient, la technique de chirurgie, le design et le matériau de la LIO. La comparaison des LIOs en acryliques hydrophiles et hydrophobes montre que les premières ont une OCP plus sévère, médiée par la transition EMT. En outre, il est également démontré que l'adhérence des LECs est favorisée sur des matériaux hydrophobes par rapport à ceux hydrophiles. Une stratégie biomimétique destinée à promouvoir l’adhérence des LECs sans dé-différenciation en vue de réduire le risque de développement de l’OCP est proposée. Dans cette étude, les peptides RGD, ainsi que les méthodes de greffage et de quantification sur un polymère acrylique hydrophile ont été étudiés. La surface fonctionnalisée des LIOs favorisant l'adhérence des LECs via les récepteurs de type intégrine peut être utilisée pour reconstituer la structure capsule-LEC-LIO en sandwich, ce qui est considéré dans la littérature comme un moyen de limiter la formation de l‘OCP. Les résultats montrent que le biomatériau innovant améliore l'adhérence des LEC, et présente également les propriétés optiques (transmission de la lumière , banc optique) similaires et mécaniques (force haptique de compression, force d'injection de la LIO) comparables à la matière de départ. En outre, par rapport au matériau hydrophobe IOL, ce biomatériau bioactif présente des capacités similaires vis à vis de l’adhérence des LECs, le maintien de la morphologie, et l'expression de biomarqueurs de l’EMT. Les essais in vitro suggèrent que ce biomatériau a le potentiel de réduire certains facteurs de risque de développement de l’OCP. / Posterior Capsular Opacification (PCO) is the capsule fibrosis developed onto the implanted IntraOcular Lens (IOL) by the de-differentiation of Lens Epithelial Cells (LEC) undergoing Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT). Literature has shown that the incidence of PCO is multifactorial including patient’s age or disease, surgical technique, and IOL design and material. Reports comparing hydrophilic and hydrophobic acrylic IOLs show the former has more severe PCO after EMT transition. Additionally, the LEC adhesion is favored onto the hydrophobic materials compared to the hydrophilic ones. A biomimetic strategy to promote LEC adhesion without de-differentiation to reduce PCO development risk is proposed. RGD peptides, as well as their grafting and quantification methods on a hydrophilic acrylic polymer were investigated. The surface functionalized IOL promoting LEC adhesion via integrin receptors can be used to reconstitute the capsule-LEC-IOL sandwich structure, which is considered to prevent PCO formation in literature. The results show the innovative biomaterial improves LEC adhesion, and also exhibits similar optical (light transmittance, optical bench) and mechanical (haptic compression force, IOL injection force) properties comparing to the starting material. In addition, comparing to the hydrophobic IOL material, this bioactive biomaterial exhibits similar abilities in LEC adhesion, morphology maintenance, and EMT biomarker expression. The in vitro assays suggest this biomaterial has the potential to reduce some risk factors of PCO development.

La clairance des cellules apoptotiques par les macrophages est à l’origine d’un microenvironnement pro-résolutif composé de différents facteurs solubles, permettant de stopper la réaction inflammatoire et d’engager la réparation tissulaire. La résolution de l’inflammation est parfois défaillante et concourt au développement de pathologies inflammatoires chroniques, comme les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), qui regroupent la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH). Dans ce contexte, nous proposons d’évaluer l’efficacité thérapeutique de l’injection de ces facteurs pro-résolutifs dans le traitement des MICI. Ce produit issu de la culture de macrophages avec des cellules apoptotiques, appelé SuperMApo (Supernatant issued from Macrophage Apoptotic cell culture) (Brevet # WO2014106666-A1, 2013) contient des facteurs pro-résolutifs semblables à ce qu’on retrouve dans le processus physiologique de résolution de l’inflammation, et qui peuvent être absents ou inefficaces chez ces patients.Lors de ce travail, nous avons mise en évidence une efficacité thérapeutique de SuperMApo à l’aide de deux modèles expérimentaux de colite. Pour évaluer la pertinence de ces modèles par rapport à la pratique clinique, nous avons mise en place la vidéo-endoscopie souple. On a montré que l’efficacité de SuperMApo se traduit par diminution du score clinique, endoscopique et histologique des souris colitiques, accompagnée d’une amélioration de la perméabilité intestinale, et de la cicatrisation muqueuse. Cette efficacité thérapeutique est liée en partie à une reprogrammation des cellules présentatrices d’antigènes (APC) notamment de cDC et de macrophages qui présentent moins de réponse aux ligands de TLR, favorisent l’induction de Treg et inhibent la production de Th1. Par ailleurs, SuperMApo induit une cicatrisation nette de la muqueuse intestinale associée à la fois à une activation des myofibroblastes (la forme active des fibroblastes) et des cellules intestinales épithéliales (IEC). Concrètement, SuperMApo augmente les propriétés de migration, de prolifération et de cicatrisation de ces deux types cellulaire. Cet effet dépend en partie des facteurs de croissance au sein de SuperMApo comme le TGF-β, l’IGF-I et le VEGF. Finalement des résultats préliminaires montrent que SuperMApo induit un profil réparateur sur des fibroblastes issus de patients atteints de MICI. L’ensemble de ces résultats montrent, que l’injection de ces facteurs pro-résolutifs permet de mettre en œuvre des mécanismes capables de mettre en place un processus de résolution de l’inflammation et ouvre vers une utilisation clinique de cette approche dans le traitement de MICI. / Inflammation is a natural body defence reaction in response to injuries. The clearance of apoptotic cells by macrophages is at the origin of a pro-resolving microenvironment composed of various soluble factors, allow the arrest of the inflammatory response and to initiate tissue repair. The resolution of inflammation is sometimes defective and contributes to the development of chronic inflammatory diseases, such as chronic inflammatory bowel disease (IBD), which include Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC). In this context, we propose to evaluate the therapeutic effect of these pro-resolving factors in the treatment of IBD. This factors derived from the culture of macrophages with apoptotic cells, and called SuperMApo (Supernatant issued from Macrophage Apoptotic cell culture) (Patent # WO2014106666-A1, 2013) contains pro-resolving factors similar to those found in the physiological process of inflammatory resolution, and which may be absent or ineffective in these patients.In this work, we have demonstrated the therapeutic effect of SuperMApo using two experimental models of colitis. To assess the relevance of these models to clinical practice, we have implemented flexible video endoscopy. The therapeutic effect of SuperMApo has been shown to decrease the clinical, endoscopic and histological score of colitis mice, accompanied by improved intestinal permeability and mucosal healing in vivo. This therapeutic effect is related in part to reprogramming of antigen presenting cells (APC), in particular cDC and macrophages, which exhibit less response to TLR ligands, promote induction of Treg and inhibit Th1 production. In addition, SuperMApo induces a marked tissue repair of the intestinal mucosa associated with activation of myofibroblasts, the active form of fibroblasts, and the epithelial intestinal cells (IEC). In particular, SuperMApo increases the migration, proliferation and wound healing properties of these two cell types. This effect depends in part on the growth factors contained in SuperMApo such as TGF-β, IGF-I and VEGF. Finally, preliminary results show that SuperMApo induces a repairing state on fibroblasts from patients with IBD. This opens widely the use of SuperMApo as a clinically approach to propose this new therapeutic option to refractory patients suffering from IBD

This PhD research relates to the design, fabrication, characterization, and optimization of on-chip electrochemical microelectrode arrays (MEAs) for measurement of transient concentrations and gradients, focusing on fast transients and physiological applications. In particular, this work presents the determination of kinetic mechanisms taking place at an active interface (either physiological or non-physiological) in contact with a liquid phase using the MEA device to simultaneously estimate the concentration and gradient of the analyte of interest at the surface of the active interface. The design approach of the MEA device and the corresponding measurement methodology to acquire reliable concentration information is discussed. The ability of the MEA device to measure fast (i.e., in sub-second time scale) transient gradients is demonstrated experimentally using a controllable diffusion-reaction system which mimics the consumption of hydrogen peroxide by a 2D cell culture. The proposed MEA device and measurement methodology meet effectively most of the requirements for physiological applications and as a demonstration of this, two physiological applications are presented. In one application, the MEA device was tailored to measure the hydrogen peroxide uptake rate of human astrocytes and glioblastoma multiforme cells in 2D cell culture as a function of hydrogen peroxide concentration at the cell surface; the results allowed to quantitatively determine the uptake kinetics mechanisms which are well-described by linear and Michaelis-Menten expressions, in agreement with the literature. In the other application, further customization of the MEA device was realized to study the glucose uptake kinetics of human bronchial epithelial and small cell lung cancer cells, these latter with and without DDX5 gene knockdown; the results allowed to distinguish mechanistic differences in the glucose uptake kinetics among the three cell lines. These results were complemented with measurements of glycolytic and respiration rates to obtain a bigger picture of the glucose metabolism of the three cell lines. Finally, additional applications, both physiological and non-physiological, are proposed for the developed MEA device.

Aims: T1α/(podoplanin) is abundantly expressed in the alveolar epithelial type I cells (ATI) of rodent and human lungs. Caveolin-1 is a classical primary structural protein of plasmalemal invaginations, so-called caveolae, which represent specialized lipid rafts, and which are particularly abundant in ATI cells. The biological functions of T1α in the alveolar epithelium are unknown. Here we report on the characteristics of raft domains in the microplicae/microvillar protrusions of ATI cells, which contain T1α. Methods: Detergent resistant membranes (DRMs) from cell lysates of the mouse epithelial ATI-like cell line E10 were prepared using different detergents followed by flotation in a sucrose gradient and tested by Western and dot blots with raft markers (caveolin-1, GM1) and nonraft markers (transferrin receptor, PDI and β-Cop). Immunocytochemistry was employed for the localization of T1α in E10 cells and in situ in rat lungs. Results: Our biochemical results showed that the solubility or insolubility of T1α and caveolin-1 differs in Triton X-100 and Lubrol WX, two distinct non-ionic detergents. Caveolin-1 was unsoluble in both detergents, whereas T1α was Triton X-100 soluble but Lubrol WX insoluble. Immunofluorescence double stainings revealed that both proteins were colocalized with GM1, while caveolin-1 and T1α were not colocalized in the plasma membrane. Cholesterol depletion modified the segregation of T1α in Lubrol WX DRMs. Cellular processes in ultrathin sections of cultured mouse E10 cells were immunogold positive. Immunoelectron microscopy (postembedding) of rat lung tissue revealed the preferential localization of T1α on apical microvillar protrusions of ATI cells. Conclusion: We conclude that T1α and caveolin-1 are located in distinct plasma membrane microdomains, which differ in their protein-lipid interactions. The raft-associated distribution of T1α may have an impact on a specific, not yet clarified function of this protein in the alveolar epithelium. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Endocytosis, a process of plasma membrane invaginations, is a fundamental cellular mechanism, ensuring uptake of nutrients, enhanced communication between cells, protective functions against invasive pathogens and remodelling of the plasma membrane composition. In turn, endocytic mechanisms are exploited by pathogens to enter their host cells. Endocytosis comprises multiple forms of which our molecular understanding has mostly advanced with respect to clathrin-mediated endocytosis and phagocytosis. Studies on the small GTPase Rab5 have provided important insights into the molecular mechanism of endocytosis and transport in the early stages of the endocytic pathways. Rab5 is a key regulator of clathrin-mediated endocytosis, but in addition, localises to several distinct endocytic carriers including phagosomes and pinocytic vesicles. On early endosomes, Rab5 coordinates within a spatially restricted domain enriched in phosphatidylinositol-3 phosphate PI(3)P a complex network of effectors, including PI3-Kinase (PI3-K), the FYVE-finger proteins EEA1 and Rabenosyn-5 that functionally cooperate in membrane transport. Moreover, Rab5 regulates endocytosis from the apical and basolateral plasma membrane in polarised epithelial cells. During my PhD thesis, I investigated the molecular mechanisms of endocytosis both in polarised and non-polarised cells. I obtained new insights into the molecular mechanisms of endocytosis and their coordination through the functional characterization of a novel Rab5 effector, termed Rabankyrin-5. I could demonstrated that Rabankyrin-5 is a novel PI(3)P-binding Rab5 effector that localises to early endosomes and stimulates their fusion activity in vitro. The latter activity depends on the oligomerisation of Rabankyrin-5 on the endosomal membrane via the N-terminal BTB/POZ domain. In addition to early endosomes, however, Rabankyrin-5 localises to large vacuolar structures that correspond to macropinosomes in epithelial cells and fibroblasts. Overexpression of Rabankyrin-5 increases the number of macropinosomes and stimulates fluid phase uptake whereas its downregulation through RNA interference inhibits these processes. In polarised epithelial cells, the function of Rabankyrin-5 is primarily restricted to the apical membrane. It localises to large pinocytic structures underneath the apical surface of kidney proximal tubule cells and its overexpression in polarised MDCK cells specifically stimulates apical but not basolateral, non-clathrin mediated pinocytosis. In demonstrating a regulatory role in endosome fusion and (macro)-pinocytosis, my studies suggest that Rab5 regulates and coordinates different endocytic mechanisms through its effector Rabankyrin-5. Furthermore, the active role in apical pinocytosis in epithelial cells suggests an important function of Rabankyrin-5 in the physiology of polarised cells. The results obtained in this thesis are central not only for our understanding of the basic principles underlying the regulation of multiple endocytic mechanisms. They are also relevant for the biomedical field, since actin-dependent (macro)-pinocytosis is an important mechanism for the physiology of cells and organisms and is upregulated under certain pathological conditions (e.g. cancer).

Salmonella enterica subtype Typhimurium (S. Typhimurium) is one of many non-typhoidal Salmonella enterica strains responsible for over one million cases of salmonellosis in the United States each year. These Salmonella strains are also a leading cause of diarrheal disease in developing countries. Nontyphoidal salmonellosis induces gastrointestinal distress that is characterized histopathologically by an influx of polymorphonuclear leukocytes (PMNs), the non-specific effects of which lead to tissue damage and contribute to diarrhea. Prior studies from our lab have demonstrated that the type III secreted bacterial effector SipA is a key regulator of PMN influx during S. Typhimurium infection and that its activity requires processing by caspase-3. Although we established caspase-3 activity is required for the activation of inflammatory pathways during S. Typhimurium infection, the mechanisms by which caspase-3 is activated remain incompletely understood. Most challenging is the fact that SipA is responsible for activating caspase-3, which begs the question of how SipA can activate an enzyme it requires for its own activity. In the present study, we describe our findings that the eukaryotic tetraspanning membrane protein PERP is required for the S. Typhimuriuminduced influx of PMNs. We further show that S. Typhimurium infection induces PERP accumulation at the apical surface of polarized colonic epithelial cells, and that this accumulation requires SipA. Strikingly, PERP accumulation occurs in the absence of caspase-3 processing of SipA, which is the first time we have shown SipA mediates a cellular event without first requiring caspase-3 processing. Previous work demonstrates that PERP mediates the activation of caspase-3, and we find that PERP is required for Salmonella-induced caspase-3 activation. Our combined data support a model in which SipA triggers caspase-3 activation via its cellular modulation of PERP. Since SipA can set this pathway in motion without being cleaved by caspase-3, we propose that PERP-mediated caspase-3 activation is required for the activation of SipA, and thus is a key step in the inflammatory response to S. Typhimurium infection. Our findings further our understanding of how SipA induces inflammation during S. Typhimurium infection, and also provide additional insight into how type III secreted effectors manipulate host cells.

Darmepithelzellen entwickeln eine spezielle apikale Oberfläche zur Aufnahme von Nährstoffen aus dem Darminhalt. Diese Oberfläche besteht aus F-Aktin Protrusionen und werden als Mikrovilli (MV) bezeichnet. MV regulieren die kommensalen Bakterien und schützen die inneren Gewebe gegen den Angriff pathogener Mikroorganismen. Dennoch kann das Enteropathogen Salmonella enterica (Salmonella) die MV auslöschen und zerstört durch sein Typ-3-Sekretionssystem und dessen sekretierte Virulenzsproteine die Epithelschicht. Diese Virulenzproteine werden in das Zytoplasma der Wirtzellen injiziert und führen während des Eindringens von Salmonella zur F-Aktin Umlagerung. Durch Untersuchungen des Einflusses einiger T3SS-1 Effektorproteine auf die Zerstörung der MV konnte nachgewiesen werden, dass allein die Translokation von SopE die MV-Auslöschung verursachte und ausreichend für die Wiederherstellung der Invasion war. Echtzeitlebend-zellmikroskopie zeigte, dass MV ausgelöscht werden während Membranausstülpungen (Ruffles) gebildet werden. Diese Ruffle-Bildung vereinfachte ein paralleles Eindringen nicht-invadierender Stämme von Salmonella. Es konnte beobachtet werden, dass die Ausschaltung von Villin und Myosin 1a durch shRNA in C2BBe1 Zellen die Invasionsrate von Salmonella ermäßigte. Darüber hinaus wurde Ezrin zu den intrazellulären Bakterien aber nicht zur apikalen Seite rekrutiert. Außerdem verhinderte die durch das SopE verursachte Umlagerung des F-Aktins, welche die MV-Auflösung zur Folge hatte, die Makropinozytose der infizierten Zellen. Es lässt sich daraus schließen, dass die Zerstörung der MV für eine effiziente Invasion von Salmonella nötig ist. Die F-Aktin Umlagerung begünstigt zudem das Eindringen von nicht-invadierenden Bakterien. Des Weiteren benötigt Salmonella MV-Proteine zur F-Aktin Polymerisierung und Invasion in polarisierten Epithelzellen, was die Makropinozytose der Zellen beeinträchtigt. Möglicherweise tragen diese Phänotypen zur Infektion in vivo bei und verursachen das klinische Bild des Durchfalls.

Les microtubules sont des éléments dynamiques du cytosquelette qui contrôlent à la fois l’organisation du cytoplasme, la polarité, la migration et la division cellulaire. Notre laboratoire a précédemment montré que la kinase de stress JNK (c-Jun NH2-terminal Kinase) régule la dynamique des microtubules dans les cellules épithéliales de mammifères, en augmentant les vitesses de polymérisation, ainsi que les fréquences de sauvetage (transition vers une phase de repolymérisation). Alors que certaines protéines neuronales capables de réguler la dynamique des microtubules ont été identifiées comme des substrats de JNK, leurs équivalents dans les cellules épithéliales sont largement méconnus. Dans le but de comprendre comment JNK module la dynamique des microtubules dans les cellules épithéliales de mammifère, nous avons étudié deux substrats potentiels de JNK : la -tubuline et le facteur de sauvetage CLIP-170. Nous avons bien mis en évidence in vitro, une phosphorylation de la -tubuline par JNK sur une thréonine non-consensus, mais cette phosphorylation n’a pas été retrouvée dans les cellules HeLa, suggérant que la -tubuline n’est pas un substrat naturel de JNK in vivo. Nous avons mis en évidence par ailleurs que CLIP-170 est un nouveau substrat de JNK. Dans les cellules épithéliales, JNK activée phosphoryle trois résidus (Thr25, Thr45 et Ser147) situés dans la partie N-terminale de CLIP-170 de part et d’autre du premier domaine CAP-Gly qui est nécessaire pour l’interaction avec les microtubules. Ces acides aminés présentent des différences aussi bien dans leur phosphorylation basale que dans leurs cinétiques de phosphorylation par JNK sous divers stress. De plus, nous avons trouvé que dans différentes cellules épithéliales, la phosphorylation de ces sites est conservée. In vitro, ces résidus sont directement phosphorylés par JNK, préférentiellement quand le domaine N-terminal de CLIP-170 lie la tubuline. De plus, l’expression de mutants de CLIP-170 phospho-mimétiques et non-phosphorylables a montré que la phosphorylation de chaque site augmente la fréquence des sauvetages microtubulaires. Cette modulation n’est pas corrélée à une augmentation de la capacité de CLIP-170 à former des comètes aux extrémités plus en croissance ou à être retenue aux croissements microtubulaires, qui sont des sites de sauvetage potentiels.Ce travail a permis de décrire les premières phosphorylations de CLIP-170 qui stimulent sa fonction de sauvetage in vivo. Il souligne par ailleurs la complexité des mécanismes de sauvetage, qui demeurent un aspect encore énigmatique de l’instabilité dynamique des microtubules. L’activité de JNK sur CLIP-170 ne permet d’expliquer qu’une partie des effets de la kinase sur la dynamique des microtubules, aussi la recherche d’autres protéines cibles de JNK pouvant réguler notamment leur vitesse de polymérisation, reste à entreprendre. / Microtubules are dynamic cytoskeleton elements, which control cytoplasm organization, cell polarity, migration and division. Our laboratory has previously shown that the stress kinase JNK (c-Jun NH2-terminal Kinase) regulates microtubule dynamics in mammalian epithelial cells, by increasing their growth rates, and their rescue frequencies (transition towards phases of repolymerization). While several neuronal proteins regulating microtubule dynamics have been identified as JNK substrates, their counterparts in epithelial cells are largely unknown. With the aim to understand how JNK modulates microtubule dynamics in mammalian epithelial cells, we studied two putative substrates of JNK: -tubulin and the rescue factor CLIP-170. Regarding -tubulin, using an in vitro kinase assay, we found that a non-consensus threonine is actually phosphorylated by JNK, but we were not able to find this phosphorylation in HeLa cells, suggesting that -tubulin is not a natural JNK substrate. In parallel, we found that CLIP-170 is a new substrate of JNK in epithelial cells. Activated JNK phosphorylates three residues (Thr25, Thr45 and Ser147) located in the N-terminal part of CLIP-170, on each side of the first CAP-Gly domain, which is required for CLIP-170 interaction with microtubules. These residues exhibit differences in their level of basal phosphorylation and their kinetics of phosphorylation by JNK under various stresses. Moreover, we found that in different epithelial cells, the phosphorylation of these sites is conserved. Using an in vitro kinase assay, we found that all these residues are directly phosphorylated by JNK, preferentially when the N-terminal domain of CLIP-170 binds tubulin. Furthermore, using phospho-mimetic and non-phosphorylatable CLIP-170 mutants in epithelial cells, we revealed that the phosphorylation of each site increases microtubule rescues. Such modulation operates without increasing CLIP-170 capability to form comets at the microtubule growing plus ends or to accumulate at microtubule crossings, which are potential rescue sites.This work described the first phosphorylations that enhance CLIP-170 rescue factor function in vivo. It also points out to which extent rescue mechanisms are complex and remain an elusive aspect of dynamic instability. JNK-mediated phosphorylation of CLIP-170 only partly explains the kinase effects on microtubule dynamics. Therefore, identifying other JNK targets that may regulate microtubule polymerization rate, remains to be addressed.

Le « porcine respiratory disease complex » (PRDC) est un trouble multifactoriel dû à une infection simultanée ou séquentielle de divers micro-organismes pouvant intensifier ou prolonger les signes cliniques des porcs. On retrouve dans ce complexe Mycoplasma hyopneumoniae, un des agents initiateurs du PRDC et agent primaire de la pneumonie enzootique (EP) chez les porcs. Streptococcus suis est l’un des agents pathogènes secondaires du PRDC, c’est également un agent pathogène important induisant principalement des méningites, des septicémies et la mort subite des porcelets post-sevrés. Mycoplasma hyorhinis est également l’un des agents pathogènes secondaires du PRDC, et va induire des inflammations sérofibrineuses chez les porcelets. Comme ces trois pathogènes sont retrouvés au sein du PRDC et au niveau des voies respiratoires supérieures des porcs, il pourrait exister un effet positif des mycoplasmes sur la pathogénèse de S. suis. C’est pourquoi différentes expériences in vitro ont été réalisées avec les cellules épithéliales porcines (NPTr), les macrophages alvéolaires porcins (PAMs) et les cellules dendritiques porcines (BM-DCs) qui ont été pré-infectés par les mycoplasmes puis infectés avec S. suis. Il a été observé que la cytotoxicité et l’inflammation des cellules porcines ont été significativement augmentées lorsqu’elles ont été pré-infectées par les mycoplasmes puis infectées par S. suis. Cependant, la pré-infection des cellules n’a pas joué de rôle sur l’adhésion et l’invasion de S. suis, sur la phagocytose et la survie intracellulaire de la bactérie. Cette étude semble montrer que la pré-infection des mycoplasmes pourraient induire un contexte inflammatoire favorisant la pathogenèse de S. suis. / Porcine respiratory disease complex (PRDC) is a multifactorial disorder due to simultaneous or sequential infection with various microorganisms that can intensify or prolong clinical signs in pigs. Included in this complex is Mycoplasma hyopneumoniae, one of the initiating agents of PRDC and the primary agent of enzootic pneumonia (EP) in pigs. Streptococcus suis is one of the secondary pathogens of PRDC and is also an important pathogen, mainly causing meningitis, septicemia, and sudden death in post-weaned piglets. Mycoplasma hyorhinis is also one of the secondary pathogens of PRDC and will also induce serofibrinous inflammation in piglets. As all three pathogens are found in the PRDC and in the upper respiratory tract of pigs there may be a positive effect of mycoplasma on the pathogenesis of S. suis. Therefore, different in vitro experiments were performed with newborn pig tracheal cells (NPTr), primary porcine alveolar macrophages (PAMs) and porcine bone-marrow-derived dendritic cells (BM-DCs) that were pre-infected with mycoplasma and then infected with S. suis. It was observed that cytotoxicity and inflammation of pig cells were significantly increased when they were pre-infected with mycoplasma and then infected with S. suis. However, pre-infection of the cells did not play a role in the adhesion and invasion of S. suis and in the phagocytosis and intracellular survival of the bacteria. This study suggests that pre-infection with mycoplasma may induce an inflammatory context favoring the pathogenesis of S. suis.