Les microARN (miARN) sont de petits ARN non-codants qui répriment la traduction de leurs gènes cibles par hybridation à leur ARN messager (ARNm). L'identification de cibles biologiquement actives de miARN est cruciale afin de mieux comprendre leurs rôles. Ce problème est cependant difficile parce que leurs sites ne sont définis que par sept nucléotides. Dans cette thèse je montre qu'il est possible de modéliser certains aspects des miARN afin d'identifier leurs cibles biologiquement actives à travers deux modélisations d'un aspect des miARN. La première modélisation s'intéresse aux aspects de la régulation des miARN par l'identification de boucles de régulation entre des miARN et des facteurs de transcription (FT). Cette modélisation a permis, notamment, d'identifier plus de 700 boucles de régulation miARN/FT, conservées entre l'humain et la souris. Les résultats de cette modélisation ont permis, en particulier, d'identifier deux boucles d'auto-régulation entre LMO2 et les miARN miR-223 et miR-363. Des expériences de transplantation de cellules souches hématopoïétiques et de progéniteurs hématopoïétiques ont ensuite permis d'assigner à ces deux miARN un rôle dans la détermination du destin cellulaire hématopoïétique. La deuxième modélisation s'intéresse directement aux interactions des miARN avec les ARNm afin de déterminer les cibles des miARN. Ces travaux ont permis la mise au point d'une méthode simple de prédiction de cibles de miARN dont les performances sont meilleures que les outils courant. Cette modélisation a aussi permis de mettre en lumière certaines conséquences insoupçonnées de l'effet des miARN, telle que la spécificité des cibles de miARN au contexte cellulaire et l'effet de saturation de certains ARNm par les miARN. Cette méthode peut également être utilisée pour identifier des ARNm dont la surexpression fait augmenter un autre ARNm par l'entremise de miARN partagés et dont les effets sur les ARNm non ciblés seraient minimaux. / microRNAs (miRNAs) are small non coding RNAs that repress the translation of their target genes by pairing to their messenger RNA (mRNA). The identification of miRNAs' biologically active targets is a difficult problem because their binding sites are defined by only seven nucleotides. In this thesis, I show that it is possible to model specific aspects of miRNAs to identify their biologically active targets through two modeling of each one aspect of miRNAs. The first modeling considers the miRNAs regulations through the identification of regulatory loops between miRNAs and transcription factors (TFs). Through this modeling, we identified over 700 miRNA/TF regulatory loops conserved between human and mouse. With the results of this modeling, we were able to identify, in particular, two regulatory loops between LMO2 and the miRNAs miR-223 and miR-363. Using hematopoietic stem cells and progenitor cells transplantation experiment we showed that miR-223 and miR-363 are involved in hematopoietic cell fate determination. The second modeling focuses directly on the interaction between miARN and messenger RNA (mRNA) to determine the miRNA targets. With this work, we developed a simple method for predicting miRNA targets that outperforms the current state of the art tool. This modeling also highlighted some unsuspected consequences of miRNA effects such as the cell context specificity and the saturation of mRNA targets by miRNA. This method can also be used to identify mRNAs whose overexpression increases the expression level of another mRNA through their shared miRNA and whose global effects on other genes are minimal.

Les microARN (miARN) sont de petits ARN non-codants qui répriment la traduction de leurs gènes cibles par hybridation à leur ARN messager (ARNm). L'identification de cibles biologiquement actives de miARN est cruciale afin de mieux comprendre leurs rôles. Ce problème est cependant difficile parce que leurs sites ne sont définis que par sept nucléotides. Dans cette thèse je montre qu'il est possible de modéliser certains aspects des miARN afin d'identifier leurs cibles biologiquement actives à travers deux modélisations d'un aspect des miARN. La première modélisation s'intéresse aux aspects de la régulation des miARN par l'identification de boucles de régulation entre des miARN et des facteurs de transcription (FT). Cette modélisation a permis, notamment, d'identifier plus de 700 boucles de régulation miARN/FT, conservées entre l'humain et la souris. Les résultats de cette modélisation ont permis, en particulier, d'identifier deux boucles d'auto-régulation entre LMO2 et les miARN miR-223 et miR-363. Des expériences de transplantation de cellules souches hématopoïétiques et de progéniteurs hématopoïétiques ont ensuite permis d'assigner à ces deux miARN un rôle dans la détermination du destin cellulaire hématopoïétique. La deuxième modélisation s'intéresse directement aux interactions des miARN avec les ARNm afin de déterminer les cibles des miARN. Ces travaux ont permis la mise au point d'une méthode simple de prédiction de cibles de miARN dont les performances sont meilleures que les outils courant. Cette modélisation a aussi permis de mettre en lumière certaines conséquences insoupçonnées de l'effet des miARN, telle que la spécificité des cibles de miARN au contexte cellulaire et l'effet de saturation de certains ARNm par les miARN. Cette méthode peut également être utilisée pour identifier des ARNm dont la surexpression fait augmenter un autre ARNm par l'entremise de miARN partagés et dont les effets sur les ARNm non ciblés seraient minimaux. / microRNAs (miRNAs) are small non coding RNAs that repress the translation of their target genes by pairing to their messenger RNA (mRNA). The identification of miRNAs' biologically active targets is a difficult problem because their binding sites are defined by only seven nucleotides. In this thesis, I show that it is possible to model specific aspects of miRNAs to identify their biologically active targets through two modeling of each one aspect of miRNAs. The first modeling considers the miRNAs regulations through the identification of regulatory loops between miRNAs and transcription factors (TFs). Through this modeling, we identified over 700 miRNA/TF regulatory loops conserved between human and mouse. With the results of this modeling, we were able to identify, in particular, two regulatory loops between LMO2 and the miRNAs miR-223 and miR-363. Using hematopoietic stem cells and progenitor cells transplantation experiment we showed that miR-223 and miR-363 are involved in hematopoietic cell fate determination. The second modeling focuses directly on the interaction between miARN and messenger RNA (mRNA) to determine the miRNA targets. With this work, we developed a simple method for predicting miRNA targets that outperforms the current state of the art tool. This modeling also highlighted some unsuspected consequences of miRNA effects such as the cell context specificity and the saturation of mRNA targets by miRNA. This method can also be used to identify mRNAs whose overexpression increases the expression level of another mRNA through their shared miRNA and whose global effects on other genes are minimal.

La réussite de la mise en place d’une résistance efficace chez la plante hôte requiert la présence d’un dialogue entre les différentes voies signalétiques menant à l’induction de la défense. L’implication de l’extinction génique post-transcriptionnelle dans la résistance contre des agents pathogènes, autres que les virus, est une nouvelle avenue qui va permettre de disséquer le lien qui peut exister entre les deux voies immunitaires de la plante : celle qui est déjà importante pour lutter contre les bactéries et les champignons (voie induite à la suite de la reconnaissance des éliciteurs) et celle de l’extinction génique post-transcriptionnelle. Les résultats que nous avons obtenus ont une signification très importante concernant l’implication de l’extinction génique post-transcriptionnelle dans la résistance des plantes contre les agents pathogènes d’une manière générale et Botrytis cinerea, Alternaria brassicicola et Pseudomonas syringae en particulier. Mon travail de recherche a permis d’identifier le miR472 comme étant un acteur qui favorise la mise en place de la maladie causée par des agents pathogènes du type nécrotrophe et hémibiotrophe. De plus j’ai pu, en utilisant le modèle P. syringae pv tomato DC3000-Arabidopsis, disséquer dans le détail, comment la bactérie manipule la machinerie de la plante pour activer la voie des microARNs menant à l’accumulation du miR472, responsable de la suppression de la résistance basale et du PTI. Cette suppression passe par l’inhibition de sa cible, la protéine NB-LRR; RDS1 un nouveau régulateur impliqué dans le PTI induit par la Flg22. Cette étude permettra une avancée remarquable dans les connaissances reliées à l’immunité des plantes, ce qui constituerait une étape clé dans la découverte de nouvelles stratégies de lutte contre les agents phytopathogènes. Sur le plan fondamental, cette étude a permis de consolider le dialogue qui existe entre les voies immunes de la plante et de mettre en évidence un nouvel acteur impliqué dans la résistance basale. En matière d’application, comprendre les mécanismes de défense et de résistance des plantes aux agents pathogènes est primordial pour développer des plantes génétiquement résistantes et des stimulateurs de défense naturelle (Vaccin de plantes). Ceci constitue un enjeu majeur dans l'objectif de concevoir de nouveaux moyens de lutte phytosanitaire, à la fois plus respectueux de l’environnement et ayant moins d’impact sur la santé humaine.

Les microARNs sont des petits ARNs non codants d'environ 22 nucléotides qui régulent négativement la traduction de l'ARN messager cible (ARNm) et ont donc des fonctions cellulaires. Le microARN-16 (miR-16) est connu pour ses effets antiprolifératifs. Nous avons observé que l’expression de miR-16 est diminuée dans les cellules endothéliales humaines sénescentes et quiescentes en comparaison à des cellules prolifératives. Une analyse informatique des sites potentiels de liaison de miR-16 prévoit que GLUT-4, un transporteur du glucose insulinodépendant, pourrait être une cible potentielle du miR-16. Nous avons donc testé l'hypothèse que miR-16 régule négativement le métabolisme du glucose cellulaire. Dans des HUVEC, l'inhibition de miR-16 endogène avec des anti-miRNA oligonucléotides (AMO) augmente les niveaux protéiques de GLUT-4 de 1,7 ± 0,4 fois (p=0,0037 ; n=9). Dans des souris nourries avec un régime alimentaire normal ou riche en graisse et en sucre, l’expression de GLUT-4 dans le muscle squelettique a tendance à corréler négativement avec les niveaux de miR-16 (p=0,0998, r2=0,3866, n=4). Ces résultats suggèrent que miR-16 est un régulateur négatif de GLUT-4 et qu’il pourrait être impliqué dans la régulation du métabolisme cellulaire du glucose. / MicroRNAs are small noncoding RNAs of approximately 22 nucleotides that negatively regulate translation of the target messenger RNA (mRNA) and therefore have cellular functions. MicroRNA-16 (miR-16) is known to display anti-proliferative effects. We observed that miR-16 was down-regulated in non-proliferative human senescent endothelial cells. Computational analysis of the potential binding sites of miR-16 predicted that GLUT-4, an insulin-dependent glucose transporter, is a potential target of miR- 16. We therefore tested the hypothesis that miR-16 down-regulates cellular glucose metabolism. In HUVEC, inhibition of using anti-miRNA oligonucleotides (AMO) endogenous miR-16 up-regulated GLUT-4 protein levels 1,7 ± 0,39 folds (p=0,0037; n=9). In mice fed a regular or high fat diet, skeletal muscle expression of GLUT-4 tended to negatively correlate with miR- 16 levels (p=0,0998, r2=0,3866, n=4). These results suggest that miR-16 is a negative regulator of GLUT-4 and may be involved in the regulation of cellular glucose metabolism.

Les douleurs neuropathiques ayant une origine à la suite de blessures traumatiques du SNC ou du SNP sont particulièrement difficiles à traiter en utilisant les moyens thérapeutiques actuellement disponibles. Il est donc nécessaire d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques. Notre objectif était donc de définir les mécanismes impliqués dans ces douleurs neuropathiques. LIMK1 est l'un des acteurs possibles de la réorganisation épinière qui caractérise les lésions nerveuses. Une fonction très caractérisé de cette protéine, est la phosphorylation d'une famille de protéines appelées « cofilines ». Sa phosphorylation, ce qui induit la réorganisation du cytosquelette d'actine. Récemment, il a été montré qu’un microARN (miARNs) nomé miR-134 régule l'expression de LIMK1 en se liant au messager de LIMK1 (ARNm), inhibant sa traduction en protéine physiologiquement active. Notre hypothèse était que la régulation de LIMK1 par miR-134 pourrait jouer un rôle essentiel dans la sensibilisation à la douleur. Cette régulation pourrait ainsi être liée non seulement à la modulation neurochimique neuronale mais aussi à la plasticité fonctionnelle associée. Au cours de cette thèse, l’HIS a montré une diminution de miR-134 chez des rats SNL (neuropathique), cette sous-expression était concomitante à une augmentation de LIMK1 illustrée par l’IHC. Il est important de noter ici que l'ISH est une méthode de détection connue récemment et qui a été identifiée pour visualiser les miARNs. Des différents protocoles de l’HIS ont également été discutés dans le cadre de cette thèse. Ce résultat a été confirmé par Le qRT-PCR . Par la suite, afin de vérifier les changements comportementaux douloureux induits par miR-134 et LIMK1. Nous avons effectués des injections intrathécales de siRNA anti-LIMK1 pour inhiber l'expression endogène de LIMK1 chez les SNL. C’était intéressant de ne pas avoir trouvé aucun changement comportemenal chez les SNL après ce type d’injection. Une surexpression artificielle de miR-134 en utilisant un précurseur de miR-134 (premiR-134) chez les SNL a montré le même effet. Ensuite, nous avons essayé d'effectuer les mêmes injections chez les Sham (control), et c’était plus intéressant de trouver que ces injections (siRNA LIMK1 et premiR-134) ont provoqué une hypersensibilité douleureuse chez les sham. Cela a été illustré au moyen de deux tests de comportement; le Von Frey (VF) et la distribution pondérale dynamique (DWB). Pour etudier l'effet inverse, nous avons inhibé miR-134 en utilisant une sonde spécifique KD (Knock-Down); une diminution significative inattendue dans le seuil de retrait a été observée avec VF et DWB. qRT-PCR dans la plupart de ces cas, a confirmé la corrélation in vivo entre miR-134 et LIMK1. Enfin, nous avons cherché un mécanisme d'action possible qui pourrait réguler cette modulation. Des données récentes publiées ont montré une implication de l'ADF/cofiline sur le trafic des récepteurs AMPA (AMPAR). En accord avec les résultats mentionnés ci-dessus, la transfection du KD de miR-134 a montré une diminution dans AMPAR adressés à la membrane plasmique. Tout ensemble ces données suggèrent que l'effet antinociceptif de KD de miR-134 et la surexpression de LIMK1 sont indirectement régulé par l'insertion des AMPAR à la membrane plasmique.Il semble que miR-134 exerce un effet différent sur la douleur neuropathique que miR-103, discuté aussi dans le cadre de cette thèse. Il était demontré comme un régulateur de plusieurs cibles, les trois sous-unités formant les canaux calciques de type-L « Cav1.2 LTC ». MiR-103 a été trouvé également réprimés chez les SNL. La surexpression de miR-103 soulage la douleur neuropathique. Contrairement au miR-134, miR-103 exerce un rôle pronociceptive pendant la douleur neuropathique. / Pains having a neuropathic origin following CNS or PNS traumatic injury are particularly difficult to treat using the actually available therapeutic means. It is thus necessary to identify new therapeutic strategies. Hence, our aim was to define the mechanisms implicated in these neuropathic pains. Nervous lesions are characterised by an anatomical reorganization of the neuronal network of the dorsal horn. Neurochemical alterations are also involved. Some of the molecular mechanisms underlying the neuronal plasticity (a main feature of neuropathic pain) have been emphasized here by a variety of complementary technical approaches. LIMK1 is one of the possible actors of this reorganization. Among this protein’s known functions, and the most characterized is the phosphorylation of a family of proteins known as cofilins. Their phosphorylation induces the reorganization of actin cytoskeleton. Recently, it has been shown that a miR-134 miRNA regulates LIMK1 expression by binding to the LIMK1 messenger, inhibiting its translation into physiologically active protein. Our hypothesis is that LIMK1 regulation by miR-134 might play an essential role in pain sensitization by modulating neuron neurochemical reorganization and the associated functional neuronal plasticity. Firstly, by means of IHC and ISH, we studied miR-134/LIMK1 distribution within the dorsal horn of the spinal cord in sham animal (control group) and in neuropathic pain model (SNL model). Important to note here that ISH is a known detection method recently identified to visualize miRNA. Different protocols of ISH were discussed in a part of this thesis. ISH showed a decrease in miR-134 expression in SNL rats concomitantly with an increase in LIMK1 illustrated by IHC. This finding has been confirmed by qRT-PCR techniques. Afterward, in order to check for the possible behavioural-induced changes of miR-134 and LIMK1. We intrathecally injected an anti-LIMK1 siRNA to inhibit endogenous LIMK1 expression in SNL rats. Interestingly no significant changes in pain behaviour have been observed. Artificial overexpression of miR-134 using a PremiR-134, showed the same effect. Then we tried to perform the same injections on sham rats, and more interestingly, siRNA LIMK1 and premiR-134 evoked pain hypersensitivity in shams rats. This was illustrated by means of two behaviour tests; Von Frey (VF) and the Dynamic Weight bearing (DWB). To explore the reverse effect, we inhibited miR-134 using a specific KD probe in SNL rats; unexpectedly a significant decrease in pain withdrawal threshold was observed with VF and DWB. qRT-PCR in most cases confirmed the in vivo correlation between miR-134 and LIMK1. Finally, we searched for the possible mechanism of action that could regulate this modulation. Recent published data showed an involvement of ADF/cofilin on AMPAR trafficking. In line with the above mentioned findings, miR-134 KD transfection showed a decrease in AMPAR addressed to the plasma membrane. Altogether suggest that the antinociceptive effect of miR-134 KD and LIMK1 overexpression are mediated by AMPAR insertion at the plasma membrane. It seems that miR-134 exerts a different effect on neuropathic pain than miR-103 another miRNA discussed within the frame of this thesis. MiR-103 has been proved to regulate multiple targets, the three subunits forming Cav1.2 LTC. Pain sensitization involves Cav1.2 activation which consequently alters gene expression during this form of plasticity. MiR-103 was found downregulated also in the SNL model. Conversely to miR-134, overexpression of miR-103 partially alleviates pain. It decreases pain withdrawal threshold of the Von Frey test. Unlike miR-134, miR-103 exerts a pronociceptive role during neuropathic pain.

De nombreuses études ont montré l'intérêt thérapeutique de molécules dérivant des microARN (inhibiteurs ou analogues) en cancérologie. Cependant avant d'espérer en faire de futurs médicaments, il est indispensable d'élaborer des systèmes permettant leur délivrance préférentielle dans les cellules cancéreuses. Dans ce travail, nous avons développé deux plateformes innovantes basées sur les microARN : la première utilise les propriétés optiques des quantum dots (QD) et est destinée à l'imagerie des microARN ; la seconde repose sur la sérum albumine humaine (SAH) et a une finalité de délivrance ciblée de microARN. La mise en place de ces plateformes a nécessité la synthèse d'une petite chimiothèque de bioconjugués lipidiques dérivés des microARN (inhibiteurs ou analogues), le but étant d'exploiter l'effet hydrophobe pour les fixer à la surface des QD (ancrage hydrophobe dans la paroi lipidique des QD) et de la SAH (interaction avec les sites de liaison aux acides gras). Dans les deux cas, différentes études incluant des caractérisations physico-chimiques (MET, DLS), des expériences in vitro (SPR) et in cellulo (microscopie de fluorescence, criblage fonctionnel, RTqPCR) ont montré la potentialité de ces nouvelles plateformes. / Exploitation of gene-silencing is a very promising strategy in human therapeutics. Several engineered small non coding RNAs (inhibitors or mimics) are already in preclinical and clinical trials. However a key impediment to the wider success of these approaches remains the specific delivery of RNA-derived molecules into cancerous cells. This work aimed at developing two innovative microRNA-based plateforms : the first one relying on quantum dots (QD) is dedicated to microRNA imaging and the second one based on human serum albumin (HSA) represents a new targeted delivery system. The implementation of both plateforms required the synthesis of a small library of microRNA derived lipidic bioconjugates (inhibitors or mimics), the aim being to exploit the hydrophobic effect for their loading on QD (hydrophobic anchoring in the hydrophobic QD surface) and on HSA (interaction with fatty acid binding sites). In both cases, different studies including physico-chemical caracterizations (TEM, DLS), in vitro (SPR) and in cellulo experiments (fluorescence microscopy, functional screening, RTqPCR) demonstrated the great promises held by these new plateforms.

Le bulbe olfactif (BO) des mammifères adultes est le siège d'une intense neurogenèse tout au long de la vie. L'intégration des nouveaux neurones dans le BO est alimentée par la génération continuelle de progéniteurs immatures dans la zone periventriculaire (ZPV) du ventricule latéral du cerveau antérieur. Au cours de leur différentiation, ceux-ci migrent « en chaine » de la ZPV vers le BO. Une fois dans le BO ils migrent alors radialement vers leur localisation finale et achèvent leur différentiation. Le phénotype des neurones néoformés est divers et est déterminé par la position des cellules souche dans la ZPV. Outre un intérêt spécifique, cette neurogenèse offre des perspectives uniques pour étudier la neurogenèse en général. En effet, dans ce système, les étapes successives du processus de différentiation sont distinctement séparées dans l'espace.Durant ma thèse j'ai étudié le rôle des microARN dans la neurogenèse du BO. Les microARN sont des ARN d'environs 22 nucléotides qui régulent négativement l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. En utilisant des souris mutantes conditionnelles pour une enzyme clé dans la synthèse des microARN, j'ai démontré que les microARN étaient essentiels à la génération de nouveaux neurones. Par la suite, pour identifier des microARN candidats, le profil d'expression de l'ensemble des microARN durant la neurogenèse a été réalisé. Cette étude s'est faite par séquençage haut-débit des petits ARN sur un panel d'échantillons représentatifs des différentes étapes de la neurogenèse du BO et des différents compartiments de cellules souche de la ZPV. / New neurons are continuously and extensively generated in the adult mammalian olfactory bulb (OB). The constant integration of new neurons into the OB circuitry is fueled by the continuous generation of immature progenitors in the periventricular zone (PVZ) of the lateral ventricle of the forebrain. Immature precursor cells leave the PVZ and migrate in interwoven chains to the OB. After arrival in the OB they migrate radially to their final positions and undergo terminal differentiation. The phenotype of these new neurons is diverse and determined by the position of the stem cells in the PVZ. Beyond its specific interest, this system of postnatal neurogenesis provides unique, advantageous properties to study neurogenesis in general, as the distinct steps of the neurogenic sequence (stem cell, amplification, migration, final differentiation) are clearly spatially separated. During my PhD I aimed to elucidate the roles of microRNA mediated regulation of gene expression in the OB neurogenesis. MicroRNAs are a class of small regulatory RNAs around 22 nucleotides in length. They act as negative regulators of gene expression on a post-transcriptional level thereby restricting protein output. Using a conditional knock-out mouse line for a key enzyme of microRNAs synthesis, I first demonstrated that microRNAs are absolutely required to complete the neuronal differentiation process. Subsequently, in order to identify candidates playing a role in neurogenesis, a miRNome profiling was performed by deep sequencing of small RNAs in tissues representative for different stem cell compartments and steps of neurogenesis.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la première cause de décès dans le monde. Les problèmes majeurs dans la gestion de ces patients sont le diagnostic et la prédiction du pronostic. Les microARN (miARN) sont de petits ARN simple brin non codants qui inhibent l’expression des gènes. Les miARN circulants sont apparus comme biomarqueurs potentiels des MCV. Les miARN pourraient être également utiles pour la réparation cardiaque post infarctus du myocarde (IM). Nous avons émis l’hypothèse que les miARN pourraient être utilisés comme biomarqueurs des MCV et outils thérapeutiques dans la réparation cardiaque post-IM. Nous avons évalué la capacité diagnostique des miARN chez des patients avec douleurs thoraciques. Les miR-208b et miR-499 sont de potentiels biomarqueurs diagnostiques chez les patients avec IM mais n’améliorent pas la valeur diagnostique des biomarqueurs traditionnels. Le miR-423-5p permet de prédire la réhospitalisation des patients atteints d’insuffisance cardiaque aiguë et les miR-21 et miR-122 sont associés aux séquelles neurologiques de patients après arrêt cardiaque. Les miARN circulants seraient de potentiels biomarqueurs diagnostiques/pronostiques des MCV. Nous avons également montré qu’inhiber le miR-16 permet de stimuler la prolifération, la différenciation et les capacités pro-angiogéniques des cellules endothéliales progénitrices et que le miR-150 est impliqué dans l’effet de l’adénosine sur leur recrutement post-IM. Les miARN pourraient être utilisés pour améliorer la revascularisation post-IM. En conclusion, nos études contribuent à la caractérisation de plusieurs miARN dont l’utilité clinique dans le domaine cardiovasculaire reste à confirmer. / Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world. Major issues in the management of these patients lie on the diagnosis and the prediction of the prognosis. MicroRNAs (miRNAs) are small single-stranded non-coding RNAs that inhibit gene expression. Circulating miRNAs appeared as potentials biomarkers of cardiovascular diseases. MicroRNAs could be also useful to stimulate cardiac repair. We hypothesized that miRNAs could be used as biomarkers of cardiovascular diseases, and also as therapeutic tools to improve cardiac repair after myocardial infarction. We evaluated the diagnostic capacity of miRNAs in patients with chest pain. MicroRNA-208b and miR-499 were potential diagnostic biomarkers in patients with myocardial infarction, without improving the diagnostic accuracy of traditional biomarkers. MicroRNA-423-5p predicted the rehospitalization of patients with acute heart failure and miR-21 and miR-122 are associated with neurological damage after cardiac arrest. Overall, our results indicate that circulating miRNAs could be useful diagnostic and prognostic biomarkers of cardiovascular diseases. We also showed that inhibiting miR-16 could stimulate the proliferation, differentiation and pro-angiogenic capacities of endothelial progenitor cells and that miR-150 is involved in the effect of adenosine on the recruitment of these cells after myocardial infarction. These results suggest that miRNAs could be used to improve the revascularization after myocardial infarction. In conclusion, our studies contributed to the characterization of several miRNAs, which clinical utility in the cardiovascular field remains to be confirmed.

Les folates et la vitamine B12 sont essentiels au bon déroulement du développement cérébral. Ils agissent comme donneurs de méthyles dans le cycle des monocarbones où ils influencent les mécanismes épigénétiques. Les carences en folate et vitamine B12 sont fréquentes chez la femme enceinte et constituent un facteur de risque pour diverses pathologies neurologiques et les défauts développementaux ; ainsi de nombreux pays recommandent une supplémentation périconceptionnelle en acide folique. Une carence gestationnelle chez le rat est associée à un retard de croissance, à un défaut de sutures cérébrales, et à une atrophie de couches cérébrales qui s’accompagnent de troubles à long terme. Let-7a, miR-34a et miR-124a sont des microRNAs régulés par méthylation qui participent au développement cérébral. Leur expression est augmentée en condition de carence. L’expression de leurs cibles, respectivement Trim71, Dll1/Notch et Stat3, est réduite dans le cerveau d’embryons carencés, de même que l’expression et l’activité des récepteurs au glutamate AMPAR1/2 et NMDAR1/2, acteurs de la plasticité synaptique, à 21 jours post-natals. Une supplémentation périnatale en folate (3 mg/kg/j) normalise l’expression des microARN et de leurs cibles, et réduit les défauts structuraux et fonctionnels. Leur répression par siRNA améliore le phénotype de progéniteurs hippocampiques déplétés en B9, et stimule la croissance neuritique. Ces résultats soulignent le rôle potentiel de let-7a, miR-34a, miR-124a et de leurs voies de signalisation dans les anomalies développementales associées à une carence, et montre l’intérêt d’une supplémentation périnatale en folate chez les femmes à risque / Folate and vitamin B12 are essential for proper cerebral development. They act as methyl donors in the one-carbon metabolism and influence epigenetic mechanisms. Low dietary intakes of folate and vitamin B12 are frequent in pregnant women, and deficiency constitutes a risk factor for various neurological and developmental disorders. In several countries, public health policies recommend periconceptional supplementation with folic acid. Gestational deficiency in rats was associated with growth retardation, brain suture defects and atrophy of cerebral layers with long-term brain disabilities. The microRNA let-7a, miR-34a and miR-124a are regulated by methylation and required for brain development. Their expression was augmented in deficiency condition. Protein levels of their targets Trim 71, Dll1/Notch and Stat3, respectively, were decreased in the brains of deprived fetuses, as well as glutamate receptors AMPAR1/2 and NMDAR1/2 in 21d-old rats. Perinatal folate supplementation (3 mg/kg/d) restored the levels of microRNA and their downstream targets, with reduction of structural and functional defects. Silencing by siRNA improved the phenotype of deprived cells, and neurite outgrowth. The data outline the potential role of let-7a, miR-34a, miR-124a and their signaling pathways in developmental defects related to methyl donor deficiency, and support the likely usefulness of perinatal folate supplementation in at risk women

Récemment, plusieurs études ont permis de mettre en évidence un lien possible entre la maturation des snoARN et celle des microARN, deux familles d’ARNnc impliquées respectivement dans la maturation d’autres ARN, tels les ARNr, et dans la régulation de l’expression des gènes. En effet, ces études ont montré que certains microARN pouvaient être issus de la maturation d’un snoARN précurseur, formant alors une nouvelle classe d’ARNnc, les sdARN (ARN dérivés de snoARN). Le manque d’informations disponibles sur les mécanismes de maturation possibles des sdARN nous a conduit à réaliser un crible double-hybride chez la levure S. cerevisiae entre différentes protéines impliquées dans la biogenèse des snoARN et des microARN. Ce crible a permis d’identifier une nouvelle interaction entre les protéines TRBP, impliquée dans la maturation du pré-microARN en microARN, et RPAP3, un protéine du complexe d’assemblage hR2TP. L’observation de cette interaction soulève plusieurs questions, telles que son implication possible dans la maturation de microARN à partir de snoARN précurseurs, ou encore sur l’implication possible de TRBP et RPAP3 dans la biogenèse des snoRNP ou des microARN, respectivement. Nous avons alors entrepris de caractériser l’interaction entre TRBP et RPAP3. Par des approches de biologie moléculaire, de biochimie et de biologie structurale, nous avons d’une part confirmé l’existence du complexe in vitro et in vivo et identifié les domaines respectifs de TRBP et de RPAP3 impliqués dans l’interaction, ainsi qu’identifié plusieurs mutations intéressantes au niveau de l’interface d’interaction. L’utilisation de ces mutants devrait nous permettre d’étudier l’effet de la perte d’interaction entre TRBP et RPAP3 sur la maturation de différents ARNnc. Enfin, nos travaux ont également permis d’observer que l’interaction entre TRBP et RPAP3 n’était pas compatible avec la formation du complexe entre TRBP et la RNase Dicer. Or, il avait été montré que l’absence de TRBP au niveau de Dicer entraînait dans certains cas la génération de microARN avec des extrémités, et donc des spécificités, altérées (iso-miRs). La formation d’un complexe entre les protéines TRBP et RPAP3 pourrait donc constituer un moyen possible de réguler la disponibilité de TRBP et, indirectement, l’activité de Dicer / Recently, several studies have described a possible link between snoRNA and microRNA maturation, two ncRNA families involved in the maturation of other RNAs, such as rRNA, and in the regulation of gene expression, respectively. Indeed, these studies have shown that some microRNAs could be maturated from a snoRNA precursor, forming a new class of ncRNAs, the sdRNAs (snoRNA-derived RNAs). The mechanism of sdRNA maturation are still poorly understood. Therefore, we have performed a two-hybrid screen in the yeast S. cerevisiae between different proteins involved in microRNAs and snoRNAs biogenesis. Interestingly, we observed a novel interaction between TRBP, involved in the maturation of microRNAs, and RPAP3, a member of the hR2TP complex. The observation of this interaction raises several questions, such as its possible involvement in the maturation of microRNAs from snoARN precursors, or on the possible involvement of TRBP or RPAP3 in snoRNP or microRNA biogenesis, respectively. Using various molecular biology and biochemical approaches, we undertook the functional and structural characterization of the TRBP/RPAP3 interaction. First, we confirmed the interaction both in vitro and in vivo and we identified the TRBP and RPAP3 domains involved in the interaction, as well as several interesting mutations in the binding interface. Using these mutants should allow us to study the effects of this mutations on the maturation of differents ncRNAs. Additionally, we showed that the interaction between TRBP and RPAP3 and between TRBP and the RNase Dicer were mutually exclusive. Interestingly, it was shown that in the absence of TRBP, Dicer processig resulted, in some cases, in the generation of microRNAs with different ends, and thus, with altered specificity(iso-miRs). The interaction between TRBP and RPAP3 could therefore also constitute a possible way to regulate the availability of TRBP, and eventually the activity of Dicer