Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A via de sinalização da cinase regulada por fatores extracelulares, da família das proteínas cinases ativadas por mitógenos (MAPK/ERK) é importante tanto para a sobrevivência como para a progressão da diferenciação de oligodendrócitos. Neste trabalho, a via da MAPK/ERK foi avaliada na oligodendroglia in vitro com a utilização de inibidores da MEK. A morfologia celular, assim como a distribuição de proteínas foram analisadas em diferentes estágios de maturação da oligodendroglia. Culturas primárias de oligodendrócitos foram tratadas com os inibidores da MEK PD98059 ou U0126, aos 5 ou 11dias in vitro (div), por 30min, 24 ou 48h. A oligodendroglia foi distinguida com marcadores estágio-específicos: A2B5, 23nucleotídeo cíclico 3 fosfodiesterase (CNPase) e proteína básica de mielina (MBP), e classificada de acordo com sua morfologia em diferentes estágios de desenvolvimento. O tratamento aumentou significativamente o número de células com morfologia mais imatura e diminuiu o número de células maduras. Além disso, aumentou o número de células redondas e sem prolongamentos as quais não puderam ser classificadas em nenhum dos estágios de desenvolvimento da oligodendroglia. Os efeitos mais evidentes foram observados logo após o menor tempo de tratamento. Células redondas eram positivas para CNPase e MBP, porém não foram marcadas com A2B5 ou com NG2, indicando que seriam células maduras incapazes de estender ou manter seus prolongamentos. De fato, estas mudanças foram acompanhadas por alterações na distribuição de proteínas de oligodendrócitos como a MBP e a CNPase, assim como alterações em proteínas de citoesqueleto, como actina, tubulina e na cinase de adesão focal (FAK). A MBP foi observada nas células tratadas em um padrão de distribuição desorganizado e disperso, oposto ao padrão contínuo que é observado nas células das culturas controle. Além disso, o tratamento causou uma desorganização na distribuição da CNPase, actina e tubulina. Nas células das culturas controle, estas proteínas apresentam um padrão organizado compondo as estruturas de citoqueleto semelhantes a nervuras. Após um pequeno período de tratamento (30min), actina e tubulina apresentaram o mesmo padrão de marcação puntiforme que a CNPase apresentou. O tratamento também reduziu os pontos de adesão focal demonstrados pela FAK. Com o decorrer do tratamento, após 24 e 48h, actina e tubulina aparentavam estar se reorganizando em um padrão filamentar. Estes resultados indicam um efeito importante da via da MAPK/ERK na ramificação e alongamento dos prolongamentos dos oligodendrócitos, com possíveis consequências para a formação da bainha de mielina. / The mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase (MAPK/ERK) pathway is important for both long-term survival and timing of the progression of oligodendrocyte differentiation. In this work, the MAPK/ERK signaling in oligodendroglia was studied in vitro by using MEK inhibitors. Cell morphology and distribution of proteins were analyzed in different stages of maturation. Primary cultures of oligodendroglia were treated with the MEK inhibitors PD98059 or U0126, at 5 or 11div for 30min, 24 or 48h. Oligodendroglial cells were distinguished by using stage specific markers: NG2 proteoglycan, A2B5, 23nucleotide-cyclic 3phosphodiesterase (CNPase) and myelin basic protein (MBP), and classified according to their morphology into different developmental stages. Treatment significantly increased the number of cells with more immature morphologies and decreased the number of mature cells. Furthermore, it increased the number of rounded cells that could not be classified into any of the oligodendroglial developmental stages. The strongest effects were usually observed shortly after treatment. Rounded cells were CNPase/MBP positive and they were not stained by anti-NG2 or A2B5, indicating that they were mature cells unable either to extend and/or to maintain their processes. In fact, these changes were accompanied by alterations in the distribution of the oligodendroglial proteins MBP and CNPase, and alterations in cytoskeleton proteins, as actin, tubulin and the focal adhesion kinase (FAK). MBP was observed in a continuous distribution in cell body and processes in control cultures. Furthermore, in treated cultures a disorganized pattern of distribution of CNPase, actin and tubulin was observed. In control cultures, these proteins compose the cytoskeleton vein-like structures. By the other side, after a short time of MEK inhibition (30min), actin and tubulin showed the same punctual pattern observed in CNPase distribution. Treatment also caused a reduction of focal adhesion sites showed by FAK. As treatment progressed, after 24 and 48h, actin and tubulin seemed to be rearranged into a filament-like pattern. These data showed an effect of the MAPK/ERK pathway on oligodendroglial branching, with possible consequences for the formation of the myelin sheath.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A via de sinalização da cinase regulada por fatores extracelulares, da família das proteínas cinases ativadas por mitógenos (MAPK/ERK) é importante tanto para a sobrevivência como para a progressão da diferenciação de oligodendrócitos. Neste trabalho, a via da MAPK/ERK foi avaliada na oligodendroglia in vitro com a utilização de inibidores da MEK. A morfologia celular, assim como a distribuição de proteínas foram analisadas em diferentes estágios de maturação da oligodendroglia. Culturas primárias de oligodendrócitos foram tratadas com os inibidores da MEK PD98059 ou U0126, aos 5 ou 11dias in vitro (div), por 30min, 24 ou 48h. A oligodendroglia foi distinguida com marcadores estágio-específicos: A2B5, 23nucleotídeo cíclico 3 fosfodiesterase (CNPase) e proteína básica de mielina (MBP), e classificada de acordo com sua morfologia em diferentes estágios de desenvolvimento. O tratamento aumentou significativamente o número de células com morfologia mais imatura e diminuiu o número de células maduras. Além disso, aumentou o número de células redondas e sem prolongamentos as quais não puderam ser classificadas em nenhum dos estágios de desenvolvimento da oligodendroglia. Os efeitos mais evidentes foram observados logo após o menor tempo de tratamento. Células redondas eram positivas para CNPase e MBP, porém não foram marcadas com A2B5 ou com NG2, indicando que seriam células maduras incapazes de estender ou manter seus prolongamentos. De fato, estas mudanças foram acompanhadas por alterações na distribuição de proteínas de oligodendrócitos como a MBP e a CNPase, assim como alterações em proteínas de citoesqueleto, como actina, tubulina e na cinase de adesão focal (FAK). A MBP foi observada nas células tratadas em um padrão de distribuição desorganizado e disperso, oposto ao padrão contínuo que é observado nas células das culturas controle. Além disso, o tratamento causou uma desorganização na distribuição da CNPase, actina e tubulina. Nas células das culturas controle, estas proteínas apresentam um padrão organizado compondo as estruturas de citoqueleto semelhantes a nervuras. Após um pequeno período de tratamento (30min), actina e tubulina apresentaram o mesmo padrão de marcação puntiforme que a CNPase apresentou. O tratamento também reduziu os pontos de adesão focal demonstrados pela FAK. Com o decorrer do tratamento, após 24 e 48h, actina e tubulina aparentavam estar se reorganizando em um padrão filamentar. Estes resultados indicam um efeito importante da via da MAPK/ERK na ramificação e alongamento dos prolongamentos dos oligodendrócitos, com possíveis consequências para a formação da bainha de mielina. / The mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase (MAPK/ERK) pathway is important for both long-term survival and timing of the progression of oligodendrocyte differentiation. In this work, the MAPK/ERK signaling in oligodendroglia was studied in vitro by using MEK inhibitors. Cell morphology and distribution of proteins were analyzed in different stages of maturation. Primary cultures of oligodendroglia were treated with the MEK inhibitors PD98059 or U0126, at 5 or 11div for 30min, 24 or 48h. Oligodendroglial cells were distinguished by using stage specific markers: NG2 proteoglycan, A2B5, 23nucleotide-cyclic 3phosphodiesterase (CNPase) and myelin basic protein (MBP), and classified according to their morphology into different developmental stages. Treatment significantly increased the number of cells with more immature morphologies and decreased the number of mature cells. Furthermore, it increased the number of rounded cells that could not be classified into any of the oligodendroglial developmental stages. The strongest effects were usually observed shortly after treatment. Rounded cells were CNPase/MBP positive and they were not stained by anti-NG2 or A2B5, indicating that they were mature cells unable either to extend and/or to maintain their processes. In fact, these changes were accompanied by alterations in the distribution of the oligodendroglial proteins MBP and CNPase, and alterations in cytoskeleton proteins, as actin, tubulin and the focal adhesion kinase (FAK). MBP was observed in a continuous distribution in cell body and processes in control cultures. Furthermore, in treated cultures a disorganized pattern of distribution of CNPase, actin and tubulin was observed. In control cultures, these proteins compose the cytoskeleton vein-like structures. By the other side, after a short time of MEK inhibition (30min), actin and tubulin showed the same punctual pattern observed in CNPase distribution. Treatment also caused a reduction of focal adhesion sites showed by FAK. As treatment progressed, after 24 and 48h, actin and tubulin seemed to be rearranged into a filament-like pattern. These data showed an effect of the MAPK/ERK pathway on oligodendroglial branching, with possible consequences for the formation of the myelin sheath.

Le virus de la fièvre catarrhale ovine (Bluetongue virus, BTV) est l’agent étiologique de la maladie du même nom, une arbovirose non contagieuse transmise aux ruminants domestiques et sauvages par l’intermédiaire de morsures de moucherons hématophages du genre Culicoides. Il existe actuellement 27 sérotypes décrits de BTV à travers le monde qui se distinguent par les pathologies qu’ils induisent et leur capacité à infecter et se propager chez leur(s) hôte(s) mammifère(s). Le premier objectif de mon projet de thèse visait à identifier les interactions cellulaires spécifiques des sérotypes 8 et 27 pour identifier des facteurs de pathogénicité/virulence et/ou de franchissement de barrière d’espèces. Pour atteindre cet objectif, l’ensemble des protéines virales du BTV a été criblé par la méthode du double-hybride en levure contre deux banques d’ADN complémentaires, l’une d’origine bovine et l’autre d’origine culicoïde. A l’issue de 70 cribles, une centaine de nouvelles interactions virus-hôtes a été mise en évidence et révèle un enrichissement pour quatre processus cellulaires : l’épissage des ARNm, les ribosomes, la SUMOylation et l’apoptose. Cette étude nous a ainsi permis de réaliser le premier interactome pour le BTV qui se poursuit au travers de multiples validations biochimiques et fonctionnelles des interactions identifiées. En parallèle de ce travail de protéomique, le second objectif de mon projet de thèse a été de déterminer l’impact du BTV sur la voie MAPK/ERK, une voie cellulaire essentielle à la prolifération et différenciation cellulaire et classiquement modulée lors d’infections virales. En plus de son rôle antagoniste sur la voie des interférons de type I, nous avons démontré la capacité de la protéine NS3 de BTV à activer la voie MAPK/ERK. En effet, nous avons démontré que NS3 a la capacité d’augmenter le niveau de phosphorylation des protéines kinases ERK1/2 mais également du facteur de traduction eIF4E. Cette fonction, qui semble être spécifique au BTV par rapport aux autres orbivirus, implique l’interaction de NS3 avec la protéine cellulaire BRAF, une protéine MAP3 kinase jouant un rôle majeur dans l’activation de la voie MAPK/ERK. L’activation cette voie par NS3 pourrait être un mécanisme de détournement de la traduction cellulaire au profit de celle du virus mais aussi constituer un élément de réponse pour expliquer l’hyper-inflammation observée dans le cas d’une infection par ce virus / Bluetongue virus (BTV) is the etiological agent of the bluetongue (BT) disease, a non-contagious arbovirus that affects a wide range of wild and domestic ruminants. It is transmitted by blood-feeding midges of the genus Culicoides. There are currently 27 serotypes described of BTV in the world that are distinguished by their differences in term of pathology/virulence and their capacity to infect and disseminate in their mammalian host(s). The first objective of my thesis project was to identify specific cellular interactions of serotype 8 and 27 to reveal new factors of pathogenicity/virulence and/or cross species barrier. To reach this goal, all the proteins encoded by BTV were used as baits to screen, by a high-throughput yeast two-hybrid (Y2H) approach, two complementary DNA libraries originating from hosts naturally infected by BTV : Culicoides and cattle. Therefore, 70 screens were performed to identify a hundred of new virus-host interactions and reveal an enrichment for four cellular processes : mRNA splicing, ribosomes, SUMOylation and apoptosis. This study allowed us to build the first interactome of BTV which continues through multiple biochemical and functional validations of the identified interactions. In parallel to this proteomics work, my second objective was to determine the impact of BTV on the MAPK/ERK pathway, a cellular pathway essential for cell proliferation and differentiation usually modulated during viral infections. In addition to its antagonist role on the type I interferon pathway, we have demonstrated the ability of BTV-NS3 to activate the MAPK/ERK pathway. Indeed, we have demonstrated that NS3 has the ability to increase the level of phosphorylation of ERK1/2 protein and the eIF4E translation factor. This function, which seems to be specific to BTV compared to other orbiviruses, involves the interaction of NS3 with BRAF cellular protein, a MAP3 kinase protein that plays a major role in the regulation of the MAPK/ERK pathway. These results could provide a better understanding of the molecular basis underlying the hijacking of the translation machinery to support virus replication but also constitute a hypothesis to explain the hyperinflammation observed in the BTV infection context