Les spectrines, protéines liant l'actine, sont des constituants majeurs du squelette membranaire, réseau multiprotéique localisé sous la membrane plasmique. Érythroïdes ou non érythroïdes (dans ce cas, on les appelle fodrines), les spectrines ont un rôle structural important dans la membrane comme cela a déjà été démontré, pour la spectrine, dans le globule rouge. Elles sont constituées de deux longues chaînes a et ß associées côte à côte en tétramères (aß)2 qui forment les longs filaments du réseau. Chacune des chaînes est composée par la répétition de segments homologues, 22 pour a et 17 pour ß. Ces segments sont constitués de trois hélices a (hélices A, B et C) repliées sur elles-mêmes. Cette succession de structures trihélicoïdales est parfois interrompue par un domaine particulier comme le domaine SH3 (Src Homology 3) présent au milieu de la chaîne a. Les tétramères (aß)2 de spectrine constituent les filaments du squelette membranaire. L'interaction tête-à-tête de deux dimères aß implique les extrémités NH2 de la chaîne a et COOH de la chaîne ß. D'une part la sévérité du défaut d'auto-association et la localisation des mutations associées à celui-ci et d'autre part, les séquences en acides aminés des extrémités impliquées dans le site d'auto-association ont permis de proposer un modèle : la première hélice C isolée de la chaîne a pourrait s'associer aux deux dernières hélices A et B de la chaîne ß pour reconstituer une unité conformationnelle trihélicoïdale semblable à celles observées le long de la molécule. Un défaut dans la formation du tétramère est le support moléculaire le plus fréquemment observé dans les elliptocytoses héréditaires (HE). À l'aide de peptides recombinants, nous avons défini, sur les deux chaînes, les régions nécessaires et suffisantes possédant les caractéristiques pleinement fonctionnelles du site de tétramérisation. Nous avons ensuite, par mutagenèse dirigée, reproduit le lien entre la présence de mutations HE localisées dans les hélices A ou B et le défaut d'auto-association observé dans les globules rouges de patients HE. La présence d'un domaine SH3 localisé au milieu de la chaîne a confère probablement aux spectrine des fonctions autres que le maintien et la stabilité de la membrane. Les SH3, petits domaines protéiques, participent aux interactions protéine/protéine. Le seul partenaire connu du domaine SH3 de la fodrine était la sous-unité a du canal sodium sensible à l'amiloride (ENaC) mais la fonction de ce complexe n'était pas encore caractérisée. À l'aide de différentes méthodes, nous avons remis en cause l'interaction directe entre ENaC et le SH3 de la fodrine. La fonction de ce domaine SH3 étant liée à la nature de son ligand, nous avons donc recherché les partenaires putatifs du domaine SH3 de la fodrine par la technique du double-hybride. 29 partenaires ont été identifiés, regroupés en 19 familles et 10 clones isolés. La spécificité des interactions a été étudiée à la fois par double-hybride, à l'aide de mutants du domaine SH3 de la fodrine produits par mutagenèse dirigée. Les interactions vis-à-vis d'autres domaines SH3 (spectrine ou une protéine de levure non relatée Scd2) ont été également analysées. Enfin, la spécificité de certains partenaires a été confirmée par des études d'interactions in vitro. Deux des protéines les plus spécifiques du domaine SH3 de la fodrine sont des protéines tyrosine-phosphatase PTP. La première est l'isoforme A de PTP de faible poids moléculaire (LMPTPA) mais l'interaction n'a pas été confirmée in vitro. La deuxième, TD14, est une nouvelle PTP dont la seule fonction connue est d'inhiber la formation des foyers tumoraux des cellules surexprimant l'oncogène Ha-ras. Ces PTP pourraient soit déphosphoryler la fodrine, soit être recrutées sous la membrane pour déphosphoryler une autre cible. Nous avons également identifié trois partenaires (N-WASP, Evl et une protéine de la famille des formines) suggérant que les domaines SH3 des spectrines pourraient être impliqués dans les processus de polymérisation de l'actine liés à la mobilité ou la différenciation cellulaire. Mot clés : spectrine, fodrine, tétramérisation, SH3, double-hybride, polymérisation de l'actine

Les thrombocytoses correspondent à une élévation du taux de plaquettes au-delà de 450x109/L et sont soit réactionnelles dans la plupart des cas, soit primitives quand il existe une altération génétique sur la voie de la production plaquettaire. Dans ce dernier cas il est habituel de distinguer les thrombocytoses sporadiques des thrombocytoses familiales, qui partagent néanmoins un mécanisme physiopathologique commun à l’image de la mutation MPLS505N résultant en une activation constitutive du récepteur. En effet les thrombocytémies essentielles (TE), les plus fréquentes, présentent une mutation activatrice dans 85% des cas soit de JAK2, de CALR ou MPL. Les thrombocytoses héréditaires quant à elles peuvent être la conséquence de mutations de MPL, de JAK2 ou de la TPO. Nous avons étudié dans un premier temps la mutation MPLP106L décrite chez une famille saoudienne mais dont le mécanisme physiopathologique aboutissant à la thrombocytose était mal compris. En effet les sujets homozygotes présentent une thrombocytose importante et de manière paradoxale un taux de TPO élevé. Nous avons pu montrer qu’il s’agit d’un récepteur fonctionnel sans autonomie de croissance mais qu’il existe un défaut de trafic cellulaire, MPL restant bloqué dans le réticulum endoplasmique et étant adressé faiblement à la membrane. Néanmoins l’expression membranaire de MPL est moins diminuée à la surface des cellules immatures par rapport aux cellules matures expliquant un découplage entre la fonction de prolifération (mégacaryocytes) et de clearance de la TPO (plaquettes). Nous avons également étudié les TE triples négatives pouvant correspondre potentiellement à des mutations de MPL liées à un défaut de trafic cellulaire comme pour MPLP106L. Grâce à un séquençage à haut débit de l’exome entier, nous avons pu mettre en évidence de nouvelles mutations récurrentes comme MPLS204P ou Y591N qui sont des mutations faiblement activatrices ne donnant pas de croissance autonome mais n’altérant pas le trafic cellulaire et nécessitant la présence éventuellement d’autres mutations pour déclencher une thrombocytose. / Thrombocytosis is defined as a platelet count exceeding 450x109/L and generally either is a reactive process or is caused by genetic alteration on the way of platelet production. In the latter case sporadic thrombocytosis are usually distinguished from familial thrombocytosis, the boundaries between these two cases becoming less sharp since the mutation first described in familial thrombocytosis (MPLS505N) is also found in sporadic cases. Essential thrombocythemia (ET), the most frequent, sporadic thrombocytosis have an activating mutation in 85% of cases in either JAK2, MPL or CALR genes. Hereditary thrombocytosis may be the result of mutations of MPL, JAK2 or TPO. We studied initially MPLP106L already described in a Saudi family in which the pathophysiologic mechanism leading to thrombocytosis was misunderstood. Indeed homozygous patients exhibit significant thrombocytosis and paradoxically high TPO plasma level. We have shown that MPLP106L is a functional receptor without spontaneous growth but with a trafficking defect and a low cell surface expression. Nevertheless membrane expression of MPL is less reduced on immature cell surface compared to mature cells, explaining an uncoupling between proliferation (megakaryocyte precursors) and TPO clearance (platelets) functions. We also studied triple negative ET, to find potentially MPL mutations linked to a trafficking defect like MPLP106L. Thanks to Whole Exome Sequencing we were able to decipher new MPL mutations as MPLS204P or Y591N, which are weakly activating mutations without autonomous growth and the absence of trafficking defect and requiring the presence of other mutations in most cases to trigger thrombocytosis.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nous concevons qu'il existe un continuum entre l'immoralité et l'hypermoralité chez l'humain. Nous pensons que l'être humain puisse souffrir un déséquilibre lorsqu'il se situe à l'un ou l'autre extrême de ce continuum. Deux syndromes représentent particulièrement bien ces extrêmes: la psychopathie comme trouble d'hypomoralité et le trouble obsessionnel-compulsif (TOC) comme trouble d'hypermoralité. Au premier abord, l'opposition entre ces syndromes peut paraître étriquée, mais en y regardant de plus près on constate que les psychopathes s'engagent dans des comportements à risques, qu'ils en sont conscients et sans souci alors que les sujets TOC en apparaissent excessivement inquiétés. Les psychopathes démontrent de l'irresponsabilité et un manque de préoccupations envers les autres tandis que les sujets TOC apparaissent très préoccupés par comment leurs actions pourraient affecter les autres. Ce qui caractérise le TOC, les sentiments de culpabilité, de honte et les préoccupations pour les normes sociales se révèle être exactement ce que le psychopathe n'est pas. Il existe un bon nombre d'études de cas de TOC et aussi de psychopathie acquise suite à une lésion focale du cerveau. Se pourrait-il que les sites de ces lésions se dissocient en fonction du syndrome? Pour bien comprendre cette relation, nous avons effectué une recension de tous les cas de psychopathie et de TOC consécutifs à une lésion cérébrale décrits dans la littérature scientifique, chez l'enfant et chez l'adulte. Comme la question de la moralité suscite une controverse énorme en ce qui concerne les motivations réelles de l'être humain, nous nous sommes également interrogés sur l'origine de la moralité, les fondements de ces deux syndromes et surtout sur les atteintes cérébrales pouvant expliquer les difficultés morales reconnues dans ces syndromes. Les résultats obtenus révèlent qu'il existe probablement des modules cérébraux impliqués dans la moralité qui seraient sélectivement atteints et de façon bien distincte dans les deux pathologies, et qui dans le cerveau normal, forment un circuit intégré formé de boucles antagonistes en équilibre dynamique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Psychopathie, Trouble obsessionnel-compulsif, Hypomoralité, Hypermoralité.

La formation du tube neural et l'induction de la crête neurale sont des processus importants qui se passent au cours de la neurulation. Le système nerveux central se forme à partir du tube neural, alors que le système nerveux périphérique, le squelette cranio-facial et les mélanocytes se forment à partir de la crête neurale. Cependant, plusieurs maladies génétiques liées au développement anormal du tube neural et de la crête neurale existent chez l'homme. Donc, notre équipe s'est intéressée à faire une recherche au niveau moléculaire dans ce domaine. Le développement du tube neural et des cellules de la crête neurale est influencé par la présence de plusieurs voies de signalisation y compris la voie Wnt. Nous avons focalisé notre étude sur la transcription du gène Pax3 qui code pour un facteur de transcription qui s'exprime dans le tube neural et les cellules pré-migratoires de la crête neurale. L'induction de Pax3, des cellules de la crête neurale ainsi que l'expression des gènes Cdx (Cdx1, Cdx2 et Cdx4) se font par la voie de signalisation Wnt. Le chevauchement de l'expression des gènes Pax3 et Cdx se passe lors de l'induction de la crête neurale à la plaque neurale postérieure aussi bien que pendant la formation du tube neural et des cellules de la crête neurale. Les résultats préliminaires par ChIP ont montré la présence physique de Flag-Cdx1 et Flag-EnRCdx1 sur le promoteur proximal de Pax3. Notre étude par RT-PCR sur la régulation de l'expression de Pax3 par les facteurs de transcription Cdx a démontré la régulation endogène de Pax3 par ces protéines dans les cellules Neuro2a. L'essai Luciférase montre l'induction de l'expression de Pax3 par la surexpression des protéines Cdx et la diminution de son expression par la surexpression du dominant négatif EnRCdx1 dans les cellules Neuro2a. Après avoir identifié les sites potentiels de liaison pour les protéines Cdx sur le promoteur proximal de Pax3, nous avons procédé à une délétion des différentes régions de ce promoteur. On a remarqué la forte induction du promoteur au niveau de NCE (Neural Crest Enhancer). Pourtant, la mutation en combinaison de ces sites n'a pas montré la diminution de l'activité de ce promoteur. Étant donné la présence d'un site potentiel de liaison pour Brn1 sur le promoteur proximal de Pax3, notre étude par l'essai Luciférase a mis en évidence une synergie entre les co-facteurs Cdx2 et Brn1 dans les cellules Neuro2a. Le même phénomène a été observé dans les cellules P19. Pourtant, la mutation du site de Brn1 n'a pas diminué l'activité du promoteur proximal de Pax3. En conclusion, nos résultats mettent en évidence la non fonctionnalité des sites de liaison pour les facteurs de transcription Cdx sur le promoteur proximal de Pax3 ainsi que la synergie entre la protéine Cdx2 et son co-facteur Brn1 dans les cellules Neuro2a ce qui suggère que la régulation directe de Pax3 par les protéines Cdx n'implique pas de liaison des Cdx à l'ADN. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Neurulation, tube neural, crête neurale, neuroectoderme, système nerveux, voie de signalisation Wnt, transcription, facteur de transcription

Les systèmes bilinéaires jouent un rôle central dans la représentation des systèmes non-linéaires en tant qu'approximant des systèmes non-linéaires analytiques généraux. Une classe particulière de ces systèmes bilinéaires, dits homogènes, permet de représenter la fonctionnelle entrée-sortie comme une série de Volterra à horizon infini mais de degré fini. L'algorithme d'identification héréditaire jusqu'alors limité aux systèmes linéaires est ici étendu à l'identification de ces systèmes en utilisant une structure canonique de base pour l'approximant de degré deux (quadratique). Une forme NARX multidimensionnelle (Nonlinear AutoRegressive eXogenous input) est exploitée ici pour autoriser l'identification du système par la méthode héréditaire. On montre, sur un exemple académique quadratique, la supériorité de cette approche comparée aux algorithmes classiques.

Cette thèse porte sur l'indécomposabilité dans les graphes et les tournois. Elle comporte cinq chapitres dont le premier est introductif. Le deuxième chapitre consiste en une étude des tournois indécomposables suivant les tournois indécomposables à 5 ou à 7 sommets qu'ils abritent [3, 2]. Le troisième chapitre est une caractérisation des tournois (-1)-critiques avec une description morphologique de ces tournois [4,5]. Le quatrième chapitre contient une caractérisation des graphes (-1)-critiques [6], répondant ainsi, dans le cas général, à un problème posé par Y. Boudabbous et P. Ille[10]. Le cinquième chapitre est consacré à une opération d'inversion dans les tournois et un invariant, l'indice d'inversion d'un tournoi, dont l'étude a été proposée par M. Pouzet. Le fait que les tournois (-1)-critiques sont d'indice entre 2 et 4 est le lien avec l'étude de la criticalité. Plusieurs propriétés de la classe des tournois d'indice au plus n sont données.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Pas de résumé / Chronic mucocutaneous candidiasis (CMC) is seen in human patients with a variety of conditions and refers to recurrent or persistent infection of the skin, nails and/or mucosae by commensal Candida species. Its pathogenesis had long remained elusive, until human genetic studies of rare patients with inherited forms of idiopathic CMC (whether isolated or syndromic), incriminated impaired interleukin (IL)-17A/F immunity. The first genetic etiologies of idiopathic isolated CMC, autosomal dominant (AD) IL-17F and autosomal recessive (AR) IL-17 receptor A (IL-17RA) deficiencies, were reported in 2011 in a multiplex and in a sporadic case, respectively. Using Whole Exome Sequencing (WES), we identified 26 novel patients bearing 15 different homozygous mutations in the IL17RA gene. The mutations identified are either nonsense; missense; frameshift deletions; frameshift insertions; or non-coding essential splice site mutations. Interestingly, 2 alleles encode for surface expressed receptors, whereas all the other tested alleles are not detected at the surface of the patient’s cells (fibroblasts or leucocytes). IL-17RA deficiency is a fully penetrant AR disease, with early onset symptoms, usually within the first year of life. CMC is always present. In addition, 17 patients present with staphylococcal skin infections, and some patients with pyogenic infections of the respiratory tract, including pneumonia. Interestingly, tuberculosis occurred in two unrelated BCG-vaccinated patients. The response to IL-17A and IL-17F homo- and heterodimers is abrogated in fibroblasts, as well as the response to IL-17E/IL-25 in T cells. Human IL-17RA is thus essential for mucocutaneous immunity against Candida and Staphylococcus, but otherwise largely redundant. AR IL-17RA deficiency should be considered in children or adults with CMC, cutaneous staphylococcal disease, or both. In a separate project, I investigated a female child patient born to consanguineous parents who suffered from CMC, recurrent viral infections, disseminated BCG disease and biliary cryptosporidiosis, suggestive of combined immunodeficiency, and who is homozygous for a mutation in REL, encoding the NF-kB protein c-REL. Sanger sequencing confirmed that the patient is homozygous and that both parents are heterozygous for the mutation, consistent with an AR inheritance. The candidate mutation is a nucleotide substitution localized in an acceptor splice site; is not reported in available public databases; and is predicted to be damaging in silico. The mutation disrupts mRNA splicing and is loss-of expression. The patient shows normal counts of lymphoid subsets, with the exception of diminished frequencies of memory CD4+ T, Th2, Th1*, and memory B cells. The patient’s T cells fail to proliferate in response to recall antigens. Naïve CD4+ T cells produce little IL-2 and respond poorly to polyclonal stimulation, a phenotype reverted by exogenous IL-2. Memory CD4+ T cells also produce little amounts of IL-2, and strongly diminished amounts of key effector cytokines (IFN-γ, IL-4, IL-17A and IL-21). The patient exhibited with no detectable specific antibody response following vaccination. Survival and therefore proliferation of naïve B cells are compromised leading to poor generation of plasma cell, and immunoglobulins secretion. The patient shows normal counts of myeloid cells, and frequencies of dendritic cell subsets. IL-12 production is abolished in whole blood in response to BCG+IFN-γ and B-EBV cells in response to mitogens. Although further investigation is needed to fully characterize the patient’s phenotype, these results strongly suggest that the patient suffers from AR complete c-REL deficiency.