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INTRODUCTION : En hémodialyse (HD), une rigidité aortique augmentée est associée à une plus grande mortalité cardiovasculaire (CV). Les produits de glycation avancée (PGA) semblent être impliqués dans la physiopathologie de la rigidité aortique. Néanmoins, nous avons précédemment démontré que les PGA plasmatiques sont inversement associés à cette dernière alors qu'ils le sont positivement à l'apport protéique (nPNA). Puisqu'il existe des PGA de faible et de haut poids moléculaire (PGA-FPM; PGA-HPM), nous avons émis l'hypothèse que les PGA-FPM sont le reflet des PGA alimentaires tandis que les PGA-HPM reflètent la glycation des protéines tissulaires responsable des dommages vasculaires. MÉTHODES : Chez les 204 patients enrôlés, nous avons évalué la rigidité aortique (vélocité de l'onde de pouls carotido-fémorale : VOPc-f) et ses conséquences hémodynamiques (indice d'augmentation aortique : Aix) et l'accumulation tissulaire de PGA par autofluorescence (AF) cutanée. Nous avons prélevé des échantillons sanguins afin d'obtenir le nPNA et d'analyser le profil des PGA plasmatiques par HPLC. Une visite de suivi a été effectuée afin de répéter les mesures hémodynamiques seulement. RÉSULTATS: Le nPNA corrèle de façon positive avec les PGA-FPM (r=0.250, p=0.005). Bien que la VOPc-f soit positivement associée à l'AF cutanée (r=0.216, p=0.009), les PGA-HPM corrèlent négativement avec la VOPc-f (r=-0.288, p=0.001), l'Aix (T=-0.m, p<0.001) et avec l'AF cutanée (r=-0.244, p=0.008). CONCLUSION : L'apport protéique n'est associé qu'aux PGA-FPM confirmant l'hypothèse de leur provenance alimentaire. Les PGA-HPM sont inversement associés aux paramètres de la rigidité aortique suggérant que leur quantification ne pourrait être utilisée comme un marqueur biologique de l'atteinte vasculaire. Par contre, il semble que la glycation du collagène cutané puisse représenter la glycation du collagène de la matrice extracellulaire des artères. Finalement, aucun PGA n'a été associé à la progression annuelle de la rigidité aortique.

Glycosylation is among the most common post-translational protein modifications. Glycans are complex carbohydrates attached to the surface of many proteins, but are rarely extensively studied in a high-throughput manner. However, there is an increasing evidence of their involvement in various physiological processes and diseases. Glycosylation of Immunglobulin G was shown to be important in adaptive immunity, where it can act as a "safety switch" for different types of the immune response. Although the main enzymes of the glycosylation pathway are known, little is understood about how this template-independent process is regulated to result in a faithful synthesis of a specific glycoform. This question was previously addressed using genome-wide association studies (GWAS) and 9 loci were identified as being significantly associated with IgG N-glycosylation. Only 4 of these loci were the known glycosylation enzymes. An additional five loci were discovered by applying a newly developed multivariate GWAS method on the same dataset. Here, by performing a GWAS on 77 IgG N-glycan traits measured by ultra-performance liquid chromatography in more than 8000 samples from four European cohorts the number of genome-wide significant (p? ≤ 2.4 x 10−9) loci increased to 27, 15 of which are novel, with 6 additional loci being suggestively associated (p? ≤ 2.4 x 10−8). To assess which of the genes from the associated loci are more likely to be regulating IgG glycosylation, different gene prioritising strategies were employed. For 7 loci evidence of a non-synonymous amino acid change was found, two of which were predicted to be deleterious. Evidence of regulation through changes in gene expression levels in B-cells, the cell lineage responsible for production of IgG, was found for 4 genes, with an additional 11 genes exhibiting the same evidence with expression in peripheral blood or other immune cells. For the remaining loci the most likely candidate gene was proposed based on co-expression with genes from the enriched gene-sets or based on a physical proximity to the variant with the strongest association. To narrow down the most important loci for a functional follow-up, the omics nature of this data was used to compare glycome-wide SNP effects and suggest how newly discovered loci form a functional network that regulates the established members of the glycosylation pathway. The potential role of IgG glycosylation in various complex traits and diseases was explored by assessing the pleiotropy of the associated SNPs. The inflation of SNPs related to autoimmune, digestive and neurological diseases was observed in glycosylation SNPs. To assess whether IgG N-glycosylation is likely to share the same causal variant as the identified pleiotropic traits and diseases, regional association patterns were compared using summary data based Mendelian Randomisation analyses. This work demonstrates that an increased sample size empowered the identification of novel loci, enabling further insights into the molecular mechanisms underlying protein glycosylation and its relationship with complex human diseases. It also shows that such analyses of omic traits can assist in creating a functional network of the identified loci, prioritising the most important genes and allowing a more focused approach to future experimental functional follow-up.

Les flavan-3-ols appartiennent à la famille des polyphénols retrouvés dans diverses plantes et majoritairement dans le raisin. Ils jouent un rôle primordial dans les mécanismes de défense des plantes, influent sur les propriétés organoleptiques du vin et sont potentiellement bénéfiques au niveau de la santé humaine. La voie de biosynthèse des flavanols monomères est décrite dans la littérature. Cependant, les mécanismes de formation des proanthocyanidines (polymères) sont inconnus à ce jour. Des études ont montré que les flavanols glycosylés sont des intermédiaires potentiels dans la biosynthèse des PA et permettent le transport des unités de flavanols du cytoplasme vers la vacuole de la cellule, où a lieu la polymérisation. Un criblage global des flavanols glycosylés présents dans des raisins à trois stades de développement et dans des vins de différents cépages a été réalisé en analysant séparément les pellicules et les pépins de raisin par une méthode d’UPLC-DAD-ESI-MS. La teneur de ces composés dépend de paramètres de type variété du raisin, tissu biologique étudié et stade de maturité. La présence de dimères de flavanol glycosylés a été montrée pour la première fois dans le raisin. Grâce à l’hémisynthèse de la (+)-catéchine 4’-O--glucoside et 7-O--glucoside, certains monomères ont été caractérisés comme appartenant à la classe des -glucosides. Une étude quantitative a montré l’évolution des flavanols glycosylés au cours du développement de la baie de raisin (pépins et pellicules séparés) provenant de trois cépages différents. Les monomères et dimères d’ (épi) catéchine diglycosylés ont été découverts pour la première fois et uniquement dans les pépins. Une diminution en monomères d’ (épi) catéchine monoglycosylés a été observée dans la pellicule au cours de la maturation du raisin. Les dimères d’ (épi) catéchine monoglycosylés s’accumulent un peu après le stade de véraison et diminuent ensuite à maturité. Les monomères et dimères d’ (épi) catéchine diglycosylés s’accumulent dans les pépins au cours de la maturation. Finalement, l’évolution des teneurs en flavanols mono et diglycosylés au cours de microvinifications a été étudiée. On observe des profils d’extraction similaires pour les deux variétés utilisées (Grenache et Syrah). La quantité totale des différentes familles de composés augmente au cours de la vinification, et ensuite diminue en fin de FA. Certains composés sont dégradés préférentiellement, suggérant la présence d’activités glycosidases spécifiques du raisin ou de la levure. / Flavan-3-ols belong to a group of polyphenols present in a wide variety of plants, and particularly in grapeberries. They play an important role in defense mechanisms in plants, have a significant impact on wine organoleptic properties; and their beneficial effects on human health may help to protect against chronic diseases such as atherosclerosis. The sequence of common flavanol monomer biosynthesis is widely described in the literature, but the formation mechanisms of proanthocyanidins (PA) remain unknown. Studies show that flavanol glycosides are potential intermediates in PA polymerization and have transporter roles of monomeric units from cytoplasm to vacuole in cell, where polymerization takes place. Global screening of grapeberry flavanol glycosides were carried out at three stages of grape development and in wines of different varieties; skin and seeds were measured separately using an UPLC-DAD-ESI-MS method. The composition of the target isomers depends on different parameters such as tissue type or stage of development. The presence epi catechin monoglycoside is reported here for the first time in grapes. Using (+)-catechin 4’-O--glucoside and 7-O--glucoside hemisynthesis, several monomers were shown to -glucosides. Quantitative analysis demonstrates the evolution of flavanol glycosides in both skin and seeds during the development of three grapevine varieties. For the first time monomeric and dimeric (epi) catechin diglycosides were revealed and shown accumulate only in grape seeds during ripening. A reduction in the concentration of monomeric (epi) catechin monoglycoside was observed during grape skin development. Dimeric (epi) catechin monoglycosides accumulate after veraison and then decrease at the end of grape ripening. The extraction profiles of flavanol glycosides during red grape fermentation showed similar evolution patterns for both varieties used. The total concentration of different compound families increases during winemaking, and then decreases at the end of fermentation. Degradation of specific compounds was observed at the end of fermentation which may be explained by the activity of glycosidases from grape extracts released during fermentation and pressing.

Le diagnostic précoce de l'hypothyroïdie permet d'initier le traitement au plus tôt et ainsi de préserver la santé du patient. Le bénéfice du traitement de l'hypothyroïdie franche a été depuis longtemps établi, mais les critères de prise en charge des patients en hypothyroïdie fruste sont encore difficiles à définir. En effet, les symptômes ne sont pas toujours présents et leur appréciation est subjective. Afin d'établir le diagnostic et la prise en charge, le médecin s'appuie sur le dosage de la thyréostimuline (TSH) dans le sang, qui peut éventuellement être complété par le dosage des hormones thyroïdiennes. Le dosage de la TSH, très sensible, peut présenter sur un même échantillon sanguin d'importantes variations qui rendent d'autant plus difficiles la décision du médecin et le suivi du patient. Le polymorphisme naturel de la TSH peut expliquer en partie ces variations. La TSH appartient en effet à la famille des hormones glycoprotéiques et sa glycosylation peut constituer jusqu'à 30% de son poids. Dans le cas de l'hypothyroïdie en particulier, ces glycanes sont modifiés et présentent une plus grande quantité d'acides sialiques terminaux. Ainsi, certaines variations entre les dosages de la TSH, qui freinent actuellement leur harmonisation, peuvent être dues à des différences de reconnaissance de glycoformes par les anticorps utilisés dans les dosages. Dans ce contexte, l'objectif de de ces travaux était de contribuer à la construction de dosages plus performants que ceux actuellement utilisés dans le diagnostic de l'hypothyroïdie. Un nouveau calibrateur recombinant sialylé plus proche de la TSH circulante dans l'hypothyroïdie a alors été produit. De nouvelles associations d'anticorps monoclonaux ont été utilisées pour construire des dosages. Les nouveaux dosages sélectionnés ont ensuite été calibrés avec la TSH sialylée produite et le calibrateur de référence international. Ils ont alors servi à doser plusieurs séries de sérums de patients. Ces travaux ont donc validé l'utilisation d'un nouveau calibrateur d'origine recombinante pour les dosages de la TSH, ce qui devrait à l'harmonisation des dosages existants. / If iodine deficiency is the first cause of low thyroid hormone levels in the world, there are also other etiologies to thyroid disorders. Diagnosis of those allow an early treatment to preserve patient's health. Although there is a general agreement concerning treatment of overt hypothyroidism, treatment of subclinical hypothyroidism is still under debate. In these cases, symptoms are, by definition, not always present. In order to establish diagnosis, the clinicians rely on the measurement of circulating thyroid stimulating hormone (TSH, potentially completed with thyroid hormones measurement). TSH assays are now very sensitive, but can present important between assays variations. The diagnosis and follow up of the patient are consequently complicated. Natural polymorphism of TSH can explain a part of this variability. TSH belongs to the glycoprotein hormones family and its glycans can count for more than 30% of its weight. In hypothyroidism, these glycans are subject of modulation and present higher levels of terminal sialylation. Variation in immuno-assays can be explained by these modifications of sialylation if recognition by antibodies used in immuno-assays is glycosylation dependent. In this context, the aim of this work was to contribute to the construction of new immuno-assays, more reliable in the early diagnosis of subclinical hypothyroidism. During this thesis a new recombinant standard closer to circulating TSH was produced. The total level of sialylation was higher and better mimic the circulating forms in hypothyroidism. In order to select the best antibodies associations in immuno-assays, new antibodies were obtained and associated with commercially available antibodies. New immuno assays improvement is based on the following two approaches: the first one is the use of a new standard which presents glycoformes closer to the circulating TSH and the second one consists in an appropriate selection of antibodies involved in the assays. The new assays were used to measure TSH concentration in blood samples. These studies associated with validation steps allow us to select four assays and constitute a proof of concept for the use of a new sialylated recombinant standard for TSH assays. This can contribute to the needed harmonization of TSH assays.

Neisseria meningitidis is the causative agent of potentially life-threatening meningitis and septicaemia. According to W.H.O., meningococcal disease causes at least 500,000 cases and results in 50,000 deaths worldwide each year (W.H.O., 2008). Neisseria gonorrhoeae is causing the second most common sexually transmitted bacterial infection, with a global incidence of 62 million cases per year. Previous studies have shown surface expressed proteins like pilin, the subunit protein that forms pili (Type IV Fimbriae), in N. meningitidis and N. gonorrhoeae are post-translationally modified by O-glycosylation. This modification has been proposed to be of importance in the pathogenesis of these species. Although the exact function of these post-translational modifications are not fully understood, it is suggested that these modification have a role for immune evasion in the host. In this thesis, an additional outer membrane glycoprotein was identified in pathogenic Neisseria, the nitrite reductase AniA. Mass spectrometry analysis showed that AniA is glycosylated in its C-terminal imperfect (AASAP) repeat region by the pilin glycosylation pathway. This is the first report of a general O-glycosylation pathway in a prokaryote. It was shown AniA is surface exposed. To investigate whether AniA is subject to immune selection, a large collection of N. meningitidis and N. meningitidis clinical isolates were sequence analysed and evaluated. Analysis of published AniA 3D structure revealed that AniA displayed polymorphisms in residues that map to the surface of the protein. This suggests that AniA is under immune selection, and that glycosylation may facilitate immune evasion. Sequencing analyses revealed a frame shift mutation that abolished AniA expression in 34% of N. meningitidis strains surveyed. However, all N. gonorrhoeae strains examined are predicted to express AniA, implying a crucial role for AniA in gonococcal biology. In summary, the data presented here suggested that the protein may be under immune selective pressure. The addition of a phase variable glycan to this surface protein may serve as an additional immune evasion strategy. Immune selection on surface proteins in these host-adapted pathogens may have been the driving force for the evolution of this general O-glycosylation pathway. Therefore, the discovery that AniA is a glycoprotein has given insights into the pathogenesis and the host-pathogen interactions of these organisms.

Le diagnostic précoce de l'hypothyroïdie permet d'initier le traitement au plus tôt et ainsi de préserver la santé du patient. Le bénéfice du traitement de l'hypothyroïdie franche a été depuis longtemps établi, mais les critères de prise en charge des patients en hypothyroïdie fruste sont encore difficiles à définir. En effet, les symptômes ne sont pas toujours présents et leur appréciation est subjective. Afin d'établir le diagnostic et la prise en charge, le médecin s'appuie sur le dosage de la thyréostimuline (TSH) dans le sang, qui peut éventuellement être complété par le dosage des hormones thyroïdiennes. Le dosage de la TSH, très sensible, peut présenter sur un même échantillon sanguin d'importantes variations qui rendent d'autant plus difficiles la décision du médecin et le suivi du patient. Le polymorphisme naturel de la TSH peut expliquer en partie ces variations. La TSH appartient en effet à la famille des hormones glycoprotéiques et sa glycosylation peut constituer jusqu'à 30% de son poids. Dans le cas de l'hypothyroïdie en particulier, ces glycanes sont modifiés et présentent une plus grande quantité d'acides sialiques terminaux. Ainsi, certaines variations entre les dosages de la TSH, qui freinent actuellement leur harmonisation, peuvent être dues à des différences de reconnaissance de glycoformes par les anticorps utilisés dans les dosages. Dans ce contexte, l'objectif de de ces travaux était de contribuer à la construction de dosages plus performants que ceux actuellement utilisés dans le diagnostic de l'hypothyroïdie. Un nouveau calibrateur recombinant sialylé plus proche de la TSH circulante dans l'hypothyroïdie a alors été produit. De nouvelles associations d'anticorps monoclonaux ont été utilisées pour construire des dosages. Les nouveaux dosages sélectionnés ont ensuite été calibrés avec la TSH sialylée produite et le calibrateur de référence international. Ils ont alors servi à doser plusieurs séries de sérums de patients. Ces travaux ont donc validé l'utilisation d'un nouveau calibrateur d'origine recombinante pour les dosages de la TSH, ce qui devrait à l'harmonisation des dosages existants. / If iodine deficiency is the first cause of low thyroid hormone levels in the world, there are also other etiologies to thyroid disorders. Diagnosis of those allow an early treatment to preserve patient's health. Although there is a general agreement concerning treatment of overt hypothyroidism, treatment of subclinical hypothyroidism is still under debate. In these cases, symptoms are, by definition, not always present. In order to establish diagnosis, the clinicians rely on the measurement of circulating thyroid stimulating hormone (TSH, potentially completed with thyroid hormones measurement). TSH assays are now very sensitive, but can present important between assays variations. The diagnosis and follow up of the patient are consequently complicated. Natural polymorphism of TSH can explain a part of this variability. TSH belongs to the glycoprotein hormones family and its glycans can count for more than 30% of its weight. In hypothyroidism, these glycans are subject of modulation and present higher levels of terminal sialylation. Variation in immuno-assays can be explained by these modifications of sialylation if recognition by antibodies used in immuno-assays is glycosylation dependent. In this context, the aim of this work was to contribute to the construction of new immuno-assays, more reliable in the early diagnosis of subclinical hypothyroidism. During this thesis a new recombinant standard closer to circulating TSH was produced. The total level of sialylation was higher and better mimic the circulating forms in hypothyroidism. In order to select the best antibodies associations in immuno-assays, new antibodies were obtained and associated with commercially available antibodies. New immuno assays improvement is based on the following two approaches: the first one is the use of a new standard which presents glycoformes closer to the circulating TSH and the second one consists in an appropriate selection of antibodies involved in the assays. The new assays were used to measure TSH concentration in blood samples. These studies associated with validation steps allow us to select four assays and constitute a proof of concept for the use of a new sialylated recombinant standard for TSH assays. This can contribute to the needed harmonization of TSH assays.

Grace à leur excellente propriété photochromique, les dérivés d’azobenzène trouvent de plus en plus d’applications pour le photocontrôle spatio-temporel de conformations moléculaires, de réactivités chimiques, des activités biologiques et pharmaceutiques. Dans ce contexte, introduire un motif photochromique dans les macrocycles contenant de glucides représente une approche excitante afin de moduler par la lumière les propriétés physicochimiques, chimiques et biologiques de cette unique classe de molécules qui attirent d’attention croissante en chimie médicinale et en science des matériaux.Deux séries de glycomacrocycles photocommutables ont été synthétisés dans cette thèse. La première est obtenue via une approche d’O-alkylation en one-pot, à partir 2,2’-dihydroxyazobenzène et di-O-bromoacétyl glycosides. Ces glycomacrocycles possèdent d’excellentes propriétés photochromiques, avec une haute résistance à la fatigue. Le transfert de chiralité de glucide à l’azobenzène a été observé. L’un des glycomacrocycles est capable de former d’organogels qui répond aux stimuli photo, thermique et mécanique. La seconde série de macrocycles est synthétisée via une glycosylation intramoléculaire, en utilisant dihydroxyazobenzène comme attache. Dans cette approche, l’efficacité et la stéréoselectivité de glycosylation sont étudiées en modulant la nature de liens et la configuration d’azobenzène. / As excellent photochromic molecules, azobenzene derivatives have increasing applications in the spatial and temporal photocontrol of molecular conformation, chemical reactivity, biological and pharmacological activities. In this context, an exciting attempt is introducing a photochromic motif into carbohydrate-containing macrocycles, a unique class of products with growing attention in medicinal and material science, so as to modulate their physicochemical, chemical and biologic properties by light.Two series of photoswitchable glycomacrocycles have been prepared in this thesis. The first one is obtained from 2,2’-dihydroxyazobenzene and di-O-bromoacetyl glycosides via one-pot O-alkylation approach. These macrocycles show excellent photophromic properties with high fatigue resistance. Chirality transfer from sugar to azobenzene moiety has been observed. One of the macrocycles can form organogel that responses to photo-, thermal- and mechanical stimulus. The second series of glycomacrocycles were prepared through intramolecular glycosylation by using dihydroxyazobenzene as tether. The efficiency and the stereoselective outcome of glycosylation have been investigated by modulating the nature of the linkers and the configuration of the azobenzene tether.

Glycosylation is the most abundant post-translational modification of proteins and has the ability to change the physical properties of the protein and its cell biology. The cellular prion protein (PrPC) is a membrane bound host glycoprotein present in a number of isoforms in vivo due to variable occupancy of the two N-linked glycosylation sites. The function of PrPC is still unclear but it is essential for disease in transmissible spongiform encephalopathies (TSEs). The significance of the PrP glycoforms in the physiological function is unknown. Gene targeted mice have been created with point mutations that selectively abolish the glycosylation sites of PrPC. These GlycoD mutants have been used to study the effect of glycosylation at the different sites on the cell biology of PrPC. This study showed that both glycosylation sites played a role in the cell biology of PrPC. Removal of a single or both glycosylation sites significantly reduced total PrPC protein. The relative amount of the truncated protein produced through proteolytic cleaving was slightly reduced in the GlycoD mutants; however the proportion of truncated to full length PrP was increased, further reducing full length protein. The maintenance of truncated protein levels indicates a potential importance of the fragment in PrPC function. Wild type PrP is predominantly diglycosylated and localised to the cell surface. In this study it was shown that all GlycoD mutants had reduced amounts of cell surface PrPC and an increased proportion of PrPC associated with the secretory pathway. Removal of either the first or the second glycosylation site produced changes in cell biology that were almost indistinguishable from each other whilst disruption of both glycosylation sites produces a more extreme phenotype than removal of a single site. Previous studies have shown an altered susceptibility for TSE disease GlycoD mice. An in vitro conversion assay was used to investigate the ability of the glycoforms to initiate conversion from PrPC to the disease associated PrPSc. Mice which had only the second site abolished were much more efficient at seeding conversion than all other glycoforms. This may reflect the difference in susceptibility between the two monoglycosylated PrPs but does not explain the increased resistance compared to wild type mice. All other GlycoD mutants had similar seeding times to wild type mice despite having increased TSE resistance. The differences observed in the cell biology of PrPC of the GlycoD mutants may go some way to explaining the differences in TSE susceptibilities seen with these mice.