L’antéhypohyse est une glande endocrine maitresse produisant 6 hormones (GH, TSH, ACTH, PRL, FSH et LH) qui régulent des processus vitaux comme la croissance. Chez l’Homme, des mutations des gènes impliqués dans l’ontogénèse pituitaire sont responsables de déficit(s) isolé (IGHD) ou multiples (CPHD) en hormones antéhypophysaires, pouvant être syndromique(s). L’incidence de ces déficits est d’environ 1/8000 naissances. A ce jour, des mutations rapportées dans une trentaine de gènes permettent d’expliquer cette affection chez seulement 25% des patients. Le premier objectif de ce travail de thèse était d’identifier de nouveaux gènes responsables de déficit antéhypophysaire par une approche « gènes candidats », et par des analyses d’exome couplées à une cartographie par homozygotie. Nous avons pu mettre en évidence des variations dans les gènes NOG, VAX1 et GSX1, impliqués dans l’ontogénèse pituitaire murine, et identifier d’autres gènes potentiellement clés dans le développement de l’hypophyse. L’autre objectif était de caractériser la fonction de LHX4, GHRHR, GLI2 et GSX1 à travers l’étude fonctionnelle des variants identifiés au laboratoire. L’implication de nouveaux variants génétiques de LHX4, GHRHR et GLI2 a permis de préciser le spectre phénotypique associé aux mutations de chacun de ces gènes, et aussi de préciser le rôle de LHX4 dans le réseau moléculaire complexe nécessaire à la formation de l’hypophyse. La compréhension des mécanismes moléculaires à l’origine du développement pituitaire devrait permettre à terme une meilleure prise en charge de cette pathologie très hétérogène, incluant le conseil génétique des familles concernées et le traitement des patients. / The anterior pituitary is a master endocrine gland producing 6 hormones (GH, TSH, ACTH, PRL, FSH and LH) that regulate essential life processes such as growth. In the human, mutations in genes encoding morphogenes and transcription factors implicated in pituitary ontogenesis are responsible for isolated (IGHD) or combined (CPHD) pituitary hormone deficit(s) that can be syndromic. The incidence of those deficits is close to 1/8,000 births. So far, mutations reported in about thirty genes explain only 25% of the cases. The first goal of this thesis was to identify new genes responsible for pituitary hormone deficits through a candidate gene approach, and by whole-exome sequencing coupled with homozygosity mapping, using a large cohort of more than 3000 DNA samples collected by the laboratory since 1997.We found variations in NOG, VAX1 and GSX1 genes, all involved in mouse pituitary ontogenesis, and we identified potentially key genes for pituitary developpment.The other aim of this work was to characterize the function of LHX4, GHRHR, GLI2 and GSX1 through the functional evaluation of the variants identified in the laboratory. The implication of new disease-causing genetic variants in LHX4, GHRHR and GLI2 allowed us to delineate the phenotypic spectrum associated with mutations for each gene, and also to precise the role of LHX4 in the complex molecular network required for proper pituitary development. A better understanding of the molecular mecanisms involved in pituitary formation should lead to new ways for management of this heterogenous condition, including genetic counseling and therapeutic decisions in affected families.

Le récepteur du facteur de libération de l’hormone de croissance (GHRHR) est un récepteur de la famille des récepteurs couplés aux protéines G. Il est fortement exprimé dans les cellules somatotropes de l’hypophyse antérieure de plusieurs mammifères. Ce récepteur exerce un rôle primordial dans la stimulation de la synthèse et de la sécrétion de l’hormone de croissance ainsi que dans la prolifération des somatotropes. Au niveau extrahypophysaire, les niveaux les plus élevés d’ARNm du GHRHR se retrouvent dans le rein. Toutefois, aucune analyse immunohistochimique n’existe encore sur la localisation précise et la quantification sur les niveaux de GHRHR dans les différents segments du rein de rat et sa dynamique d’expression en situation normale et pathologique telle que l’ischémie. De plus, dans le rein humain normal, aucune information n’est présentement disponible. Le premier article de ce mémoire a pour objectif d’identifier, par immunofluorescence directe, la localisation du GHRHR à travers le système tubulaire rénal, chez le rat jeune en bonne santé. Nos résultats mettent en évidence que dans le rein de rat sain, le GHRHR est exprimé dans les cellules du tubule proximal contourné et droit, de l’anse de Henlé ascendante épaisse corticale et médullaire et de l’anse de Henlé ascendante mince. Le cortex et la bande externe de la médulla externe seraient les deux régions où l’expression est la plus élevée. À la suite d’une insulte rénale comme l’ischémie-reperfusion (IR) chaude, nos résultats démontrent que l’expression du GHRHR est régulée à la baisse dans ces mêmes régions. De plus, une augmentation de certains marqueurs de détérioration cellulaire est présente comme l’enzyme initiatrice, la caspase-9 clivée et effectrice (caspase-3 clivée), des fragments d’ADN et la surexpression d’indication d’injure tissulaire comme la protéine Kidney Injury Molecule 1 (KIM-1). L’ensemble de ces résultats ouvre plusieurs pistes d’études concernant l’importance du GHRHR en rénoprotection. Le deuxième article de ce mémoire a pour objectif d’identifier, par immunofluorescence directe, la localisation du GHRHR à travers le système tubulaire rénal humain. Nos résultats suggèrent que dans le rein humain sain, le GHRHR est davantage exprimé dans le cortex, plus précisément, au niveau du tubule proximal droit et contourné et l’anse de Henlé corticale ascendante épaisse. L’expression du GHRHR est aussi notable au niveau de la région médullaire, pour être plus spécifique, au niveau de l’anse de Henlé médullaire ascendante épaisse et de la médulla. Ainsi, comme chez le rat, l’expression du GHRHR rénal est régio-spécifique. Finalement, le troisième article de ce mémoire est une revue de la littérature ayant pour but d’établir un lien entre les mécanismes connus du stress oxydant dans un contexte d’IR rénale et son impact spécifique dans la médulla. Cet article met en évidence que les différents segments du rein réagissent différemment à une agression oxydante et que la médulla est la région la plus vulnérable. De plus, cette revue de la littérature souligne que les différents types de mécanismes connus du stress oxydant dans un contexte d’IR rénale, tel que la production de dérivés réactifs de l’oxygène, ciblent principalement deux structures du néphron : le tubule proximal et l’anse de Henlé ascendante épaisse médullaire. Les principales répercussions de ces mécanismes observables sont l’inflammation, l’apoptose cellulaire et la diminution des fonctions rénales. Ces mécanismes peuvent aussi être utilisés comme un outil de diagnostic ou de détermination de la santé de l’organe. / The growth hormone-releasing factor receptor (GHRHR) is a receptor of the family of G- protein-coupled receptors. It is highly expressed in the somatotropic cells of the anterior pituitary of several mammals. This receptor plays an essential role in the stimulation of the synthesis and secretion of growth hormone as well as in the proliferation of somatotrophs. At the extra- pituitary level, the highest levels of GHRHR mRNA are found in the kidney. However, no immunohistochemical analysis yet exists on precise localization and quantification of GHRHR levels in the different segments of the rat kidney and its expression dynamics in normal and pathological situations such as ischemia. Additionally, in the normal human kidney, no information is currently available. The first article of this thesis aims to identify, by direct immunofluorescence, the localization of the GHRHR through the renal tubular system, in young healthy rats. Our results show that in the healthy rat kidney, GHRHR is expressed in the cells of the convoluted and right proximal tubule, of the cortical and medullary thick ascending loop of Henle and of the thin ascending loop of Henle. The cortex and the outer band of the outer medulla would be the two regions where the expression is the highest. Following a renal insult such as warm ischemia-reperfusion (RI), our results demonstrate that GHRHR expression is down-regulated in these same regions. In addition, an increase in certain markers of cellular damage is present including initiating enzymes, cleaved and effector caspase-9 (cleaved caspase-3), DNA fragments and overexpression indicative of tissue injury such as protein Kidney Injury Molecule 1 (KIM-1). All these results open up several avenues of study concerning the importance of GHRHR in renoprotection. The second article of this thesis aims to identify, by direct immunofluorescence, the localization of the GHRHR through the human renal tubular system. Our results suggest that in the healthy human kidney, the GHRHR is more expressed in the cortex, more precisely at the level of the right, convoluted proximal tubule and the thick ascending cortical loop of Henle. The expression of GHRHR is also appreciable at the level of the medullary region, more precisely at the level of the thick ascending medullary loop of Henle, and the medulla. Thus, as in rats, the expression of renal GHRHR is region specific. Finally, the third article of this thesis is a review of the literature aimed at establishing a link between the known mechanisms of oxidative stress in the context of renal IR and its specific impact in the medulla. This article highlights that the different segments of the kidney react differently to an oxidative attack and that the medulla is the most vulnerable region. In addition, this review of the literature underlines that the different types of known mechanisms of oxidative stress in a context of renal IR, such as the production of reactive oxygen species, mainly target two structures of the nephron: the proximal tubule and the thick ascending loop of Henle. The main repercussions of these observable mechanisms are inflammation, cellular apoptosis and reduced renal function. These mechanisms can also be used as a diagnostic tool or to determine the health of the organ.