Deux études de population, en Chine centrale et en Lorraine, ont mis en évidence une association des gènes MTR, MTRR et MTHFR avec la maladie de Crohn et la recto-colite hémorragique. De plus entre MTRR et stress oxydant il existe un lien qui dépend de la concentration de superoxyde dismutase et du degré de sévérité de la maladie. Par ailleurs dans la maladie de Crohn il existe une élévation importante de l'homocystéine, une diminution de la vitamine B12 liée à la résection iléale et à une influence du stress oxydant sur les capacités réductrices de la vitamine B12 par MTRR. Parallèlement, des rats exposés au DSS, qui est un agent inducteur de lésions inflammatoires de la muqueuse colique, présentent une potentialisation de la réaction inflammatoire s’il sont en plus carencés en donneurs de groupement méthyle. Paradoxalement, la carence en groupement méthyle chez ces rats n’entraîne pas d’effet ni sur l'apoptose ni sur le stress oxydant. Par contre, elle induit une augmentation de l'expression des acteurs de la voie p38/cPLA2/COX2 conduisant à une augmentation de la synthèse de PGE2 sans qu’il n’y ait d’influence sur COX1 ni 5-LOX. Ces résultats ouvrent des perspectives physiopathologiques très originales dans les maladies inflammatoires digestives. Ils décrivent des interactions causes-effets dans lesquelles la maladie provoque une malabsorption, donc une carence en donneurs de méthyle, le stress oxydant diminue les capacités de réduction de la vitamine B12 au niveau intra-muqueux et la carence en groupements méthyles exacerbe les mécanismes inflammatoires en réponse à l’agression par des agents exogènes comme les bactéries. / Studies in populations from Central China and Lorraine showed a correlation between MTR, MTRR, MTHFR and hemorrhagic colitis and Crohn disease. In addition there was a correlation between MTRR and oxidative stress depending on superoxyde dismutase concentration and disease severity. Besides, Crohn disease was characterized by elevated homocysteine and decreased vitamin B12 linked to ileal resection and the effect of oxidative stress on MTRR capacity to reduce vitamin B12. On the other hand, in rats exposed to DSS, which is a potent inducer of inflammatory lesions in colonic mucosa, the extent of inflammation was aggravated by additional exposure to a diet deficient in methyl group donors. Unexpectedly, methyl group donor deficiency in rats did not yield any effect on apoptosis nor oxidative stress. However methyl group donor deficiency induced elevated expression of actors in the p38/cPLA2/COX2 pathway that leads to PGE2 production without affecting neither COX1 nor 5-LOX. These results uncover new pathophysiological events in inflammatory bowel disease (IBD). They depict intricated relationships in which the disease may cause malabsorption, and therefore a deficiency in methyl donors, oxidative stress decreases the capacity to reduce vitamin B12 in the digestive epithelium and methyl group donors deficiency exacerbates inflammatory mechanisms triggered by exposure to exogenous agents such as bacteria.

La découverte récente de nouveaux gènes, de mécanismes d’épissage alternatif et d’interactions entre les protéines du métabolisme intracellulaire de la Cbl suggère que de nouvelles interactions protéiques peuvent prendre part aux mécanismes de régulation de ce métabolisme. Nos données confirment, dans les cellules humaines des HepG2 et des fibroblastes de patients CblC et cblG, diverses interactions qui ont été jusqu'à présent que décrites in vitro ou chez les bactéries : MS avec méthionine synthase réductase (MSR), MS avec MMACHC et MMACHC avec MMADHC. Nos données révèlent également de nouvelles interactions : MMADHC avec MS, MMADHC avec MSR, MSR avec MMACHC et MS avec les isoformes de MAT. De plus, l'absence de MS ou MMACHC perturbe les interactions impliquant les autres partenaires protéiques de l'interactome MS. En conclusion, cette étude suggère que les différentes étapes du métabolisme intracellulaire de Cbl pourraient se produire dans un grand complexe multiprotéique composé d'au moins de MS, MSR, MMACHC, MMADHC et les isoformes de MAT, et qui contribuerait à protéger la Cbl du milieu cytoplasmique / The recent discovery of new genes, alternative splicing and protein-protein interactions between intracellular processing of vitamin B12 or cobalamin (Cbl) highlights the importance of an MS interactome. The goal of this PhD project is to further characterize the interactions of MS with other potential partners in a so-called MS interactome. Our data confirm for the first time in human cells (HepG2 cells and fibroblasts from cblC and cblG patients) various interactions that were so far only described in vitro or in bacteria: MS with methionine synthase reductase (MSR), MS with MMACHC, and MMACHC with MMADHC. Our data also reveal novel interactions: MMADHC with MTR, MMADHC with MSR, MSR with MMACHC and MS with MAT isoforms. Moreover, our data show that the absence of MS or MMACHC disturbs the interactions involving the other members of the MS interactome. In summary, this study suggests that different steps of the intracellular processing of Cbl could occur in a large multiprotein complex composed of at least MS, MSR, MMACHC, MMADHC and MAT isoforms that would contribute to protect the rare and highly reactive Cbl from the cytoplasmic milieu

L’enzyme méthionine synthase (MTR) catalyse la reméthylation de l’homocystéine en méthionine, le précurseur du donneur universel de groupe méthyle S-Adenosylmethionine (SAM), impliqué dans des mécanismes de régulations épigénétiques. Des polymorphismes de MTR sont associés à des défauts métaboliques et des défauts de développement embryonnaire. Afin d’étudier les conséquences d’une déficience en MTR, nous avons généré des modèles murins d’invalidation conditionnelle du gène MTR de manière constitutive ou inductible dans le foie et dans le cerveau. L’invalidation constitutive ou inductible ciblée dans le foie pendant l’embryogenèse n’est pas viable, suggérant un rôle limitant de la méthionine synthase sur le développement précoce et l’organogenèse en lien probable avec les conséquences sur la prolifération cellulaire. Dans les périodes post-natales, nous avons utilisé le modèle inductible complété par une hépatectomie pour étudier les altérations de la régénération hépatique liée aux effets sur le stress cellulaire ainsi que l’expression et l’activation des cyclines. Le KO dans le cerveau induit principalement une perte des fonctions de mémorisation de l’apprentissage hippocampo-dépendant. Au total, nos résultats illustrent les effets différents de l’invalidation de MTR en fonction de l’organe considéré. Le foie est un organe très plastique avec une capacité de régénération très importante. Les effets sur les étapes de l’organogénèse et sur l’inhibition de la régénération confirment l’hypothèse du rôle majeur et limitant de la méthionine synthase dans la régulation du cycle cellulaire. Le modèle d’invalidation au niveau du cerveau confirme le rôle très important de la voie de reméthylation de l’homocystéine catalysée par la méthionine synthase, rôle qui a déjà été illustré par d’autres travaux sur les rats carencés en donneur de méthyle et sur la souris transgénique KO cd320 / The enzyme methionine synthase (MTR) catalyzes the remethylation of homocysteine to methionine, the precursor of the methyl donor S-universal Adenosylmethionine (SAM), involved in epigenetic regulation mechanisms. We generated mouse models with conditional invalidation of the mtr gene in a constitutive or inducible manner to delete the gene expression specifically in the liver and brain. Constitutive invalidation during embryonic life is not sustainable when targeted to the liver, suggesting a limiting role of methionine synthase in early organogenesis and probably on cell proliferation. We performed hepatectomy to study regeneration-related effects on the cellular stress and found dramatic effects on cell proliferation through altered expression and activation of cyclins. The constitutive model in brain highlighted the behavioral anomalies related to a loss of learning and memory. This suggested major effects in the hippocampus. Overall, our findings highlighted the specific effects of the invalidation of methionine synthase in both organs. The liver is a plastic member with a very high regenerative capacity. The effects on organogenesis and inhibition of regeneration confirm the hypothesis for a major role of methionine synthase in cell cycle regulation. The invalidation model in the brain confirms the important role of the remethylation pathway catalysed by methionine synthase, a role which has been shown by other studies in rats deprived in methyl donors and in cd320 KO transgenic mice