Les rétinoïdes (dérivés de la vitamine A) ont montré des propriétés anti-arthritiques intéressantes dans des modèles expérimentaux d’arthropathie. Nous avons étudié leur effet sur l’inhibition de cytokines pro-inflammatoires et de métalloprotéases matricielles (MMP) induites par l’IL-1b dans les fibroblastes synoviaux et les chondrocytes humains et de rat. En conditions inflammatoires, les fibroblastes synoviaux produisent de fortes quantités de cytokines inflammatoires dans l’articulation (TNF-a, IL-1b, IL-6). L’acide all-trans rétinoïque (ATRA, agoniste RAR), et l’acide 9-cis rétinoïque (co-agoniste RAR/RXR) inhibent l’expression de ces cytokines dans les fibroblastes synoviaux de rat stimulés par l’IL-1. L’ATRA inhibe également la phosphorylation d’ERK1/2 induite par l’IL-1, sans affecter celles de p38 ou de JNK, et diminue l’activation des facteurs de transcription AP-1 et NF-IL-6 induits par l’IL-1. L’effet de l’ATRA sur les cytokines inflammatoires n’est pas potentialisé par un agoniste RXR, ni reproduit par des agonistes sélectifs des isotypes RAR, et n’est pas antagonisé par la répression des isotypes RAR, démontrant ainsi des effets indépendants de RAR ou RXR. En revanche, l’effet inhibiteur de l’ATRA sur AP-1, sur NF-IL-6 et sur la production d’IL-6 est reproduit par un antagoniste d’ERK1/2. En conditions inflammatoires, les chondrocytes produisent de grandes quantités de MMP et de nitrites. L’ATRA inhibe l’expression d’iNOS et la production de nitrites induites par l’IL-1 dans les chondrocytes de rat et humains. Cependant, l’activité MMP totale est réduite uniquement dans les chondrocytes humains, et cette différence n’est pas due à une modulation variable de l’activation d’AP-1. Ceci démontre que les rétinoïdes ont un impact important sur les paramètres inflammatoires des cellules articulaires, mais qu’il varie suivant l’espèce, suggérant que l’extrapolation des résultats obtenus à partir des cellules de rat est délicate. / Retinoids (molecules derivated from vitamin A) used in experimental models of arthropathies, have shown interesting anti-arthritic properties. We have studied retinoid effects on the inhibition of pro-inflammatory cytokines and matrix metalloproteases (MMP) induced by IL-1b in rat and human synovial fibroblasts and chondrocytes. In pro-inflammatory conditions, synovial fibroblasts produce large quantities of inflammatory cytokines in the joint (TNF-a, IL-1b, IL-6). Both all-trans retinoic acid (ATRA, agonist of RAR) and 9-cis retinoic acid (9-cis RA, co-agonist of RAR and RXR) inhibit the expression of these cytokines in rat synovial fibroblasts stimulated by IL-1. ATRA also inhibit the phosphorylation of ERK1/2 induced by IL-1, without affecting that of p38 or JNK, and decrease activation of transcription factors AP-1, NF-kB and NF-IL-6 induced by IL-1. The effect of ATRA on inflammatory cytokines expression is not potentiated by RXR agonist, nor reproduces by selective RAR agonists, and is not antagonized by RAR isotypes silencing, showing that the effects of ATRA are independent of RAR or RXR. However, the inhibitory effect of ATRA on AP-1 and on NF-IL-6 is reproduced by a ERK1/2 antagonist. In pro-inflammatory conditions, chondrocytes produce large amounts of MMP and nitrites. ATRA inhibits iNOS expression and nitrites production induced by IL-1 in rat and human chondrocytes. However, total MMP activity is only inhibited in human chondrocytes, and this difference is not the consequence of a variable modulation of AP-1 activation. These results showed that retinoids have an important impact on inflammatory parameters on articular cells, but they varied regarding to the species, suggesting that extrapolation of results obtained from rat cells to human is difficult.

Les métalloprotéases matricielles (MMP) sont des enzymes capables de dégrader la matrice extracellulaire. Elles ont des rôles physiologiques et pathologiques très variés. Elles interviennent dans le processus du développement tumoral à plusieurs niveaux tels que l’angiogenèse, l’invasion et les métastases. Les MMP sont donc devenues des cibles biologiques de choix pour le diagnostic des phénomènes tumoraux. Dans le travail présenté nous avons conçu des biocapteurs à usage unique et d’autres régénérables capables de détecter l’activité de ces métalloprotéases en présence de cellules tumorales ou de leurs extraitsprotéiques. Ces biocapteurs sont sous la forme de biopuces composées de supports organiquesou inorganiques sur lesquels et après leur fonctionnalisation des peptides fluorigènes substratsdes MMP ont été greffés. L’évaluation des biocateurs a montré une spécifité importante vis-àvis des enzymes ; des essais effectués en présences de cellules cancéreuses de différentes souches montrent que ces biocapteurs sont capables de nous renseigner sur l’agressivité de ces cellules. / [Abstract not provided]

Les Métalloprotéases matricielles (MMPs) constituent une famille des métalloprotéases à zinc capables conjointement de dégrader l'ensemble des protéines de la matrice extracellulaire. Aujourd'hui, vingt-trois MMPs humaines ont été identifiées et sont caractérisées par leur séquence en aminoacides et leur structure 3D fortement conservées. Ces enzymes sont exprimées de manière constitutive au cours des processus de remodelage tissulaire. Leur surexpression dans un certain nombre de pathologies étroitement liée au phénomène d'inflammation (arthrite, emphysème, cancer) fait des MMPs des cibles thérapeutiques de choix. Cependant, le remodelage entraînant des modifications des contacts cellulaires, les MMPs apparaissent aujourd'hui comme des protéines des voies de signalisation à part entière. Les récentes découvertes de substrats des MMPs ne faisant pas partie des constituants de la matrice extracellulaire renforcent cette vision. Dans le but d'identifier le rôle particulier et le taux d'expression protéique des MMPs dans un contexte pathologique, nous avons développé une technique de protéomique fonctionnelle dédiée à la détection des formes actives des MMPs dans des échantillons tumoraux. Cette technique repose sur le développement d'une nouvelle sonde de photoaffinité, basée sur la structure d'un puissant inhibiteur des MMPs de type phosphinique, permettant de cibler les MMPs sous forme active et de les isoler par marquage par photoaffinité. Le marquage par photoaffinité nous permet ainsi grâce à un élément radioactif incorporé à la sonde de radiomarquer les protéines ciblées. Cette sonde a montré in vitro sa capacité remarquable à modifier de manière covalente la hMMP-12 avec un rendement de 42 %, affichant une sensibilité extrême de détection (2.5 fmoles de hMMP-12). En présence de protéome complexe, la sensibilité de détection de la sonde pour la hMMP-12 est tout à fait comparable (5 fmoles) ; la hMMP-12 représente une fraction de 0.001 % de la quantité totale des protéines. Cette méthode nous a permis également d'identifier de manière indirecte les formes actives des gélatinases en comparant les extraits tumoraux traités par la sonde et les extraits tumoraux analysés en zymographie. Ces études indiquent que les niveaux d'expression des formes actives de MMPs sont très faibles (fmoles) ne permettant pas une caractérisation de celles-ci par spectrométrie de masse, ce qui constitue un véritable défi pouvant être abordé avec de nouvelles sondes incorporant une biotine. Cet exemple de protéines exprimées sous forme active en très faible abondance, implique une orientation des efforts à consentir vers le développement de nouvelles stratégies de capture.

Les Métalloprotéases matricielles (MMPs) constituent une famille des métalloprotéases à zinc capables conjointement de dégrader l'ensemble des protéines de la matrice extracellulaire. Aujourd'hui, vingt-trois MMPs humaines ont été identifiées et sont caractérisées par leur séquence en aminoacides et leur structure 3D fortement conservées. Ces enzymes sont exprimées de manière constitutive au cours des processus de remodelage tissulaire. Leur surexpression dans un certain nombre de pathologies étroitement liée au phénomène d'inflammation (arthrite, emphysème, cancer) fait des MMPs des cibles thérapeutiques de choix. Cependant, le remodelage entraînant des modifications des contacts cellulaires, les MMPs apparaissent aujourd'hui comme des protéines des voies de signalisation à part entière. Les récentes découvertes de substrats des MMPs ne faisant pas partie des constituants de la matrice extracellulaire renforcent cette vision. Dans le but d'identifier le rôle particulier et le taux d'expression protéique des MMPs dans un contexte pathologique, nous avons développé une technique de protéomique fonctionnelle dédiée à la détection des formes actives des MMPs dans des échantillons tumoraux. Cette technique repose sur le développement d'une nouvelle sonde de photoaffinité, basée sur la structure d'un puissant inhibiteur des MMPs de type phosphinique, permettant de cibler les MMPs sous forme active et de les isoler par marquage par photoaffinité. Le marquage par photoaffinité nous permet ainsi grâce à un élément radioactif incorporé à la sonde de radiomarquer les protéines ciblées. Cette sonde a montré in vitro sa capacité remarquable à modifier de manière covalente la hMMP-12 avec un rendement de 42 %, affichant une sensibilité extrême de détection (2.5 fmoles de hMMP-12). En présence de protéome complexe, la sensibilité de détection de la sonde pour la hMMP-12 est tout à fait comparable (5 fmoles) ; la hMMP-12 représente une fraction de 0.001 % de la quantité totale des protéines. Cette méthode nous a permis également d'identifier de manière indirecte les formes actives des gélatinases en comparant les extraits tumoraux traités par la sonde et les extraits tumoraux analysés en zymographie. Ces études indiquent que les niveaux d'expression des formes actives de MMPs sont très faibles (fmoles) ne permettant pas une caractérisation de celles-ci par spectrométrie de masse, ce qui constitue un véritable défi pouvant être abordé avec de nouvelles sondes incorporant une biotine. Cet exemple de protéines exprimées sous forme active en très faible abondance, implique une orientation des efforts à consentir vers le développement de nouvelles stratégies de capture.

Deux complexes de gallium solubles dans l'eau de formule [Ga(III)LCl], où L est la forme déprotonée de dérivés d'acide N-2-hydroxybenzyl-aspartique ont été synthétisés et caractérisés par RMN 1H et 13C, FT-IR, spectrométrie de masse et analyse élémentaire. Les données analytiques obtenues sont cohérentes avec une structure mononucléaire dans laquelle le cation gallium (III) est ligandé par l'un des deux groupes acide carboxylique, l'oxygène phénolique et l’atome d'azote du groupe 2-hydroxybenzylamino. Dans une telle structure, le ligand tridendate assure la liaison de l'ion métallique tandis que l'appendice carboxylique fournit la solubilité dans l'eau. La cytotoxicité du complexe gallium de l'acide (R)-2-(5-chloro-2-hydroxybenzylamino)succinique (GS2) a été évaluée contre les lignées cellulaires de cancer du sein humain MDA-MB231 et de fibrosarcome HT-1080. Nous avons établi que GS2 est plus cytotoxique que le dérivé dépourvu de chlore aromatique et que le chlorure de gallium. GS2 est capable d'induire l'apoptose par la régulation négative de la phosphorylation de l'AKT et l’arrêt du cycle cellulaire en G2M via l’activation de la voie des caspases 3/7. Bien que de nombreux effets moléculaires et cellulaires du Ga aient été décrits, y compris l'inhibition du protéasome et les activités ostéoclastiques, le complexe GS2 apparaît comme le premier complexe de gallium capable de réduire la phosphorylation d'AKT dans les cellules cancéreuses. L'activité de GS2 sur l'invasion cellulaire et sur l'expression et l'activité des métalloprotéinases matricielles (MMP) a été étudiée en utilisant une chambre de Boyden revêtue de collagène de type I. Nous avons analysé l'activité sur les MMPs par zymographie et dosage enzymatique en utilisant des substrats fluorogènes à haute affinité. Une inhibition sélective de MMP-14 a été observée pour bloquer la migration et l'invasion de cellules tumorales. L'expression de l'ARNm des MMP a été analysée par qRT-PCR. GS2 induit une diminution de l'invasion cellulaire. Un effet d'inhibition dose-dépendante a été observé sur les activités de MMP-2, MMP-9 et MMP-14. Une diminution de l'expression de l'ARNm de MMP-14 a été observée dans les deux lignées cellulaires, tandis que l'expression des ARNm de MMP-2 et de MMP-9 ne décroit que dans les cellules tumorales MDA-MB231. Les données obtenues sur l'expression de l'ARNm de MMP-14 ont été confirmées par analyse Western Blot. GS2 semble être une molécule capable de réduire l'activité de MMP-14 dans des maladies métastatiques cancéreuses présentant un niveau élevé d'expression et d'activité de MMP-14. En conclusion, ces données montrent que le complexe GS2, en combinaison avec une chimiothérapie cytotoxique, est un composé prometteur pour la thérapie anti-invasive et anticancéreuse. / Two water soluble gallium complexes with formula [Ga(III)LCl], where L is the deprotonated form of N-2-hydroxybenzyl aspartic acid derivatives were synthesized and characterized by 1H NMR, 13C NMR, FT-IR, mass spectrometry and elemental analysis. The analytical data are consistent with a mononuclear structure in which the gallium (III) cation is liganded by one of the two carboxylic acid groups, the phenol oxygen and the nitrogen atom of the 2-hydroxybenzylamino group. In such a structure, the tridendate ligand secures the binding of the metal ion whereas the carboxylic appendage provides the water solubility. The cytotoxicity of the gallium complex of (R)-2-(5-chloro-2-hydroxybenzylamino) succinic acid (GS2) was evaluated against human breast carcinoma MDA-MB231 and fibrosarcoma HT-1080 cell lines. The 5-chloro derivative GS2 was found to be more cytotoxic than the unsubstituted derivative and GaCl3. GS2 induces apoptosis through down-regulation of AKT phosphorylation, G2M arrest in cell cycle via activation of the caspase3/7 pathway. Although, many molecular and cell effects of Ga have been described, including proteasome inhibition and osteoclastic activities, GS2 appears as the first Ga compounds able to decrease AKT phosphorylation in cancer cells. The activity of GS2 on cell invasion and on the expression and activity of Matrix Metalloproteinases (MMPs) have been investigated using modified Boyden chamber coated with type I collagen. We analyzed the activity on MMPs by zymography and enzymatic assay using high affinity fluorogenic substrates. A selective inhibition of MMP-14 has been reported to blocks tumor cell migration and invasion. The expression of MMPs mRNA was analyzed by qRT-PCR. GS2 induces a decrease in cell invasion. A dose dependent inhibition effect was observed on MMP-2, MMP-9 and MMP-14 activities. A decrease in MMP-14 mRNA expression was observed in both cell lines, whereas MMP-2 and MMP-9 mRNA expression was decreased only in MDA-MB231 cells. Thus, we propose that GS2 compound may be a potential candidate to decrease the MMP-14 activity in cancer metastatic diseases presenting high level of MMP-14 expression and activity. Taken together, these data show that GS2, in combination with cytotoxic chemotherapy a is a promising compound for anti-invasive and anticancer therapy.

Le développement d'une nouvelle sonde dite " activity-based probe " pour réaliser la détection de formes actives de protéases appartenant à la famille des protéases à zinc de la matrice (MMP) a été réalisé dans ce travail, en partant d'un inhibiteur phosphinique puissant des MMP dans lequel a été introduit un groupement photoactivable de type diazérine. Ce composé se révèle un inhibiteur puissant de plusieurs MMP avec des affinités nanomolaires. Ce composé incubé avec différentes MMP est par ailleurs capables de modifier de façon covalente un grand nombre de MMP au niveau de leur site actif, avec des rendements de modification variant de plus de 50% à 11%, selon la nature des MMP. En ayant choisi comme moyen de détection la radioactivité, nous démontrons qu'avec cette nouvelle sonde qu'il est possible de détecter des formes actives de MMP avec des sensibilités de l'ordre de la femtomole dans des systèmes modèles de protéomes complexes. Appliquée à l'analyse de lavages broncho alvéolaires de souris traitées par voie pulmonaire avec des nanoparticules pour induire une réponse inflammatoire, cette nouvelle sonde permet de mettre en évidence la présence de formes actives du domaine catalytique de la MMP-12, une métalloprotéase à zinc exprimée par les macrophages, mais pas dans les animaux contrôles. En revanche l'analyse de carotides humaines de patients souffrant d'athérosclérose ne nous pas conduit avec cette sonde à la détection de formes actives de MMP. Malgré ce résultat, il est à noter que la détection de forme active de MMP dans un fluide pathologique est une première dans ce domaine. Cette sonde étant validée pour sa capacité à détecter des formes actives de MMP, elle permettra dans l'avenir de tester d'autres fluides pathologiques d'origine humaine ou bien des extraits de tissu comme des tumeurs pour lesquels les MMP pourraient être des marqueurs de ces pathologies.

La maladie d'Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative la plus répandue à travers le monde et reste actuellement incurable. Le peptide beta amyloïde (Abeta), composant principal des plaques séniles retrouvées dans le cerveau des patients, joue un rôle majeur dans le développement de la MA, d'où l'importance de contrôler sa production et/ou son élimination. Dans cette optique, nous travaillons sur des molécules nommées métalloprotéases matricielles (MMPs). Bien qu'ayant été impliquées à la fois dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques dans système nerveux, leur rôle dans la MA reste encore relativement inexplorée. Nous avons utilisé comme modèle d'étude des souris qui développent les symptômes de la MA (déclin cognitif, mort des neurones). Nous montrons que deux MMPs, MMP-2 et MT1-MMP, augmentent leurs niveaux d'expression avec le vieillissement de l'animal et donc avec l'aggravation de la pathologie. Ceci a lieu dans l'hippocampe, une région du cerveau qui est particulièrement sensible car elle est impliquée dans l'apprentissage et la mémoire. Par la suite nous avons utilisé des cellules HEKswe qui produisent beaucoup d'Abeta et miment d'une certaine manière ce qui se passe dans le cerveau de la souris, afin de mieux appréhender la signification des augmentations de ces MMPs. Nous montrons que la surexpression de MT1-MMP dans ces cellules favorise la formation d'Abeta, alors que MMP-2 l'empêche. Ces résultats montrent pour la première fois une dualité fonctionnelle au sein de la famille des MMPs, et plus important, révèlent une nouvelle molécule amyloïdogénique (MT1-MMP) qui pourrait devenir à terme une cible thérapeutique. / We investigate the role of matrix metalloproteinases in the metabolism of beta amyloid peptide (Abeta) and its amyloid precursor protein (APP) in Alzheimer's disease (AD). Our results in the 5xFAD mouse model of AD indicate a cell-type and age-dependent upregulation of MMP-2 -and MT1-MMP active forms. This is concomitant with the increase of toxic forms of Abeta, but also of cytotoxic C99, a membrane fragment of APP generated by beta-secretase and that gives rise to Abeta after gamma-secretase cleavage. We show in HEK cells overproducing Abeta that while MT1-MMP interacts with APP and boosts C99 and Abeta production, MMP-2 does not interact with APP and degrades Abeta. These results uncover a MMP-specific regulatory crosstalk with amyloid and also MT1-MMP as a new pro-amyloidogenic proteinase. We want now to gain further insight into the mechanisms that support MT1-MMP effects, namely the possible modulation by MT1-MMP of beta- and gamma-secretase activities and/or APP trafficking.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'arthrite est une maladie qui affecte les articulations. Les métalloprotéases matricielles (MMPs) et les aggrécanases sont hautement exprimées chez les patients souffrant de l'arthrite rhumatoïde (RA) et de l'arthrose (OA). Quatre inhibiteurs tissulaires spécifiques des métalloprotéinases (TIMPs): TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3 et TIMP-4, identifiées à date, sont capables d'abolir spécifiquement les activités des MMPs. La dégradation physiologique et pathologique de la matrice extracellulaire du cartilage est réglée par un équilibre entre MMPs et leurs inhibiteurs TIMPs, TIMP-4 étant le plus récent membre de la famille TIMP. La distribution tissulaire de TIMP-4 nous montre qu'elle est abondamment présente dans le tissu cardiaque, par contre elle est moins exprimée dans le foie, le rein, et les autres organes. l) Dans ce travail nous avons démontré pour la première fois que l'ARN et la protéine correspondante TIMP-4, sont exprimés dans le cartilage grâce aux techniques d'lmmunohistochimie, RT-PCR, et Western blot. Également nous avons mis en évidence que le gène TIMP-4 est exprimé dans le cartilage arthritique et non-arthritique. Le gène TIMP-4 est aussi exprimé dans les membranes synoviales, les chondrocytes primaires humaines et les chondrocytes bovines ainsi que dans le cartilage bovin. 2) Chez les patients la comparaison de l'expression du gène TIMP-4 indique bien la surexpression de ce dernier dans le cartilage des patients ostéoarthritiques et arthritiques. Nous avons remarqué que l'expression de TIMP-4 dans le cartilage chez les patients ostéoarthritiques, était principalement dans la zone superficielle du cartilage articulaire. Ceci suggère qu'il pourrait avoir un rôle dans le remodelage et dans le processus pathologique du cartilage arthritique. La présence et l'augmentation des TIMPs ne protègent pas contre la destruction du cartilage par une surabondance des MMPs et des aggrécanases. 3) La régulation de l'expression des MMPs, TIMP-1, TIMP-3 se fait par les cytokines et des facteurs de croissance inflammatoires : IL-1, TNF-α, l'oncostatin M (OSM) et TGF- β. Alors que celle de TIMP-4 n'est pas réglée par ces facteurs. Ceci suggère que TIMP-4 pourrait jouer un rôle distinct dans le processus de la maladie arthritique dont les mécanismes restent à étudier.

Le développement d’une nouvelle sonde dite « activity-based probe » pour réaliser la détection de formes actives de protéases appartenant à la famille des protéases à zinc de la matrice (MMP) a été réalisé dans ce travail, en partant d’un inhibiteur phosphinique puissant des MMP dans lequel a été introduit un groupement photoactivable de type diazérine. Ce composé se révèle un inhibiteur puissant de plusieurs MMP avec des affinités nanomolaires. Ce composé incubé avec différentes MMP est par ailleurs capables de modifier de façon covalente un grand nombre de MMP au niveau de leur site actif, avec des rendements de modification variant de plus de 50% à 11%, selon la nature des MMP. En ayant choisi comme moyen de détection la radioactivité, nous démontrons qu’avec cette nouvelle sonde qu’il est possible de détecter des formes actives de MMP avec des sensibilités de l’ordre de la femtomole dans des systèmes modèles de protéomes complexes. Appliquée à l’analyse de lavages broncho alvéolaires de souris traitées par voie pulmonaire avec des nanoparticules pour induire une réponse inflammatoire, cette nouvelle sonde permet de mettre en évidence la présence de formes actives du domaine catalytique de la MMP-12, une métalloprotéase à zinc exprimée par les macrophages, mais pas dans les animaux contrôles. En revanche l’analyse de carotides humaines de patients souffrant d’athérosclérose ne nous pas conduit avec cette sonde à la détection de formes actives de MMP. Malgré ce résultat, il est à noter que la détection de forme active de MMP dans un fluide pathologique est une première dans ce domaine. Cette sonde étant validée pour sa capacité à détecter des formes actives de MMP, elle permettra dans l’avenir de tester d’autres fluides pathologiques d’origine humaine ou bien des extraits de tissu comme des tumeurs pour lesquels les MMP pourraient être des marqueurs de ces pathologies. / A new activity-based probe able to covalently modify the active site of proteases belonging to the matrix metalloprotease family (MMPs) has been developed in this thesis project. The probe was shown to behave as potent inhibitor of several MMPs, with nanomolar Ki values. This probe was also able to modify specifically only the free active site of MMPs, with particular high yields of cross-linking varying from 50 % to 11 %, depending of the MMPs tested. Using radioactivity as means of detection, this probe was able to detect active form of MMPs with a threshold of 1 femtomole. Applied to the study of bronchoalvelolar fluids (BAL) from mice exposed to nanoparticles by a lung aspiration protocol, this probe revealed the presence of the catalytic domain of MMP-12 under its active form, but not in control animals. When used to detect active form of MMPs from extracts obtained from human arteries of patient suffering from atherosclerosis, the probe was not able to detect such MMP active forms. Despite this negative result, the detection of active form of MMP in pathological fluid like BAL has never been reported before this work. Having validated this novel MMP activity-based probe, it will be possible to use it now for detecting MMPs from other pathological fluids or tissues extracts in which MMPs can be good markers of the pathology.

Lorsque le système nerveux central des mammifères est lésé, un ensemble de réactions secondaires impliquant l’inflammation et une gliose réactive conduit à la formation d’une cicatrice gliale qui inhibe la régénération axonale. Dans le cas d’une lésion de la moelle épinière l’absence de réparation efficace des réseaux axonaux lésés peut conduire à la paraplégie ou à la tétraplégie. Aujourd’hui on estime à plus de 2,5 millions le nombre d’individus dans le monde souffrant de ces handicaps et il n’existe à ce jour aucun traitement validé pour améliorer la situation des patients. Cependant, certaines approches de thérapie moléculaire, cellulaire, et de réadaptation semblent toutefois prometteuses sur modèle animal. La dégradation des chondroitines sulfates protéoglycanes (CSPGs), principales protéines inhibitrices de la cicatrice gliale, par clivage des coeurs protéiques et ou des chaînes latérales glycosaminoglycanes favorise la régénération axonale et entraîne une récupération fonctionnelle. Des études ont montré que la métalloprotéase matricielle MMP‐2 est capable de dégrader le coeur protéique de ces CSPGs. Par ailleurs, les cellules engainantes de la muqueuse olfactive (CEOs) occupent une place privilégiée parmi les types cellulaires proposés dans la thérapie cellulaire en favorisant la croissance axonale et la récupérationfonctionnelle après lésion de la moelle épinière. Cependant, les mécanismes qui sous‐tendent les propriétés régénératrices des CEOs restent essentiellement inconnus. Dans notre Thèse, nous présentons nos travaux en trois parties. Dans la première, nous montrons in vitro que : i) les CEOs en culture primaire secrètent des taux élevés de MMP‐2, au moins en partie active ; ii) les gélatinases MMP‐2 et MMP‐9 présentent une sécrétion vésiculaire golgi‐dépendante; iii) la distribution des vésicules contenant les MMPs est liée à celle du cytosquelette et des moteurs moléculaires qui participent probablement à une sécrétion focalisée de ces molécules en fonction d’interactions entre le milieu extracellulaire et le cytosquelette ; iv) les MMPs peuvent avoir une distribution nucléaire dans les CEOs ; v) MMP‐2 jouerait un rôle dans la migration des CEOs, un processus important dans leurs capacités à réparer le tissu nerveux. Dans la seconde partie de notre thèse, nous avons développé un modèle de cicatrice gliale in vitro et nous montrons que : i) la migration des cellules astrocytaires de la cicatrice gliale in vitro est sensible aux effets des inhibiteurs des MMPs, contrairement aux cellules microgliales ; ii) les CEOs lèvent l’inhibition de croissance axonale due aux cellules astro‐microgiales ; iii) le potentiel des CEOs à créer un environnement permissif à la croissance axonale serait lié aux gélatinases sécrétées par ces cellules, en particulier MMP‐2. Dans la troisième partie de notre Thèse, nous avons évalué in vivo si MMP‐2 contribuait aux effets bénéfiques des CEOs. Nous montrons pour la première fois, dans un model animal d’hémisection de la moelle épinière, et en utilisant des approches anatomiques, électrophysiologiques et d’analyse de la locomotion, qu’une administration chronique de MMP‐2 recombinante : i) augmente le nombre et le diamètre des axones du coté distal du site de lésion ; ii) restaure la réponse évoquée du reflexe‐H distal au site de lésion ; iii) améliore la réponse respiratoire à la fatigue musculaire induite électriquement et, iv) le plus important, améliore la récupération de la locomotion. L’ensemble de notre travail suggère que MMP‐2 sécrétée par les CEOs jouerait un rôle important des les propriétés bénéfiques de ces cellules lorsqu’elles sont transplantées dans des sites de lésions de la ME, et que cette MMP présente un réel potentiel thérapeutique qui reste à explorer. / When the mammalian central nervous system is injured, a set of secondary reactions involving inflammation and reactive gliosis leads to the formation of a glial scar that inhibits axonal regeneration. In the case of a spinal cord lesion, the lack of effective repair of injured axonal networks can lead to paraplegia or quadriplegia. Today it is estimated that more than 2.5 million people are suffering from these handicaps worldwide, and there is as yet no validated treatment to improve the situation of patients. However, based on animal models, some molecular, cellular, and rehabilitation therapy approaches seem promising. Degradation of chondroitin sulfate proteoglycan (CSPG), the main inhibitory protein of the glial scar, by cleavage of either the protein core or side chains glycosaminoglycans, promotes axonal regeneration and leads to functional recovery. Studies have shown that the matrix metalloproteinase MMP-2 is capable of degrading the core protein of the CSPG. In addition, olfactory mucosa ensheathing cells (OECs) represent the most promising cell type for promoting axonal growth and functional recovery after spinal cord injury. However, the mechanisms underlying the regenerative properties of OECs remain essentially unknown. Here, we present our work in 2 parts. First, we show in vitro that: i) OECs in primary culture secrete high levels of active MMP-2; ii) both gelatinases, MMP-2 and MMP-9, have a vesicular Golgi-dependent secretion; iii) the distribution of vesicles containing the MMPs is linked to cytoskeleton and molecular motors distribution, which are probably involved in focused secretion of these molecules; iv) MMPs may have a nuclear distribution in OECs; v) MMP-2 plays a role in the migration of EOCs, an important process in their ability to repair nerve tissue. In the second part of my work, we evaluated whether the MMP-2 contributed to the beneficial effects of EOCs. We used an in vivo approach and we show for the first time, in an animal model of hemisection of the spinal cord, and using anatomical, electrophysiological analysis of locomotion approaches, that a chronic administration of recombinant MMP-2: i) increases the number and diameter of axons in the distal side of the site of injury; ii) restores the response-evoked H-reflex distal to the lesion site, iii) enhances the respiratory response to electrically-induced muscle fatigue, and iv) most importantly, improves the recovery of locomotion. All our work suggests that MMP-2, secreted by the EOCs, plays an important role in the recovery properties of these cells, when transplanted into spinal cord lesions, and that this MMP has a real therapeutic potential that remains to be explored.