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

Les mitochondries sont le siège de la respiration cellulaire et possèdent un petit nombre de gènes essentiels dont l’expression est dirigée presque exclusivement par des protéines d’origine nucléaire. Les protéines de la famille PPR (PentatricoPeptide Repeat) font partie de ces acteurs et interviennent à toutes les étapes de l’expression des ARNs des organites, allant de la transcription à la traduction. De manière intéressante, les végétaux codent de nombreuses protéines PPR (environ 500 chez l’espèce modèle Arabidopsis thaliana), et sont de fait des modèles idéaux pour comprendre le rôle et le fonctionnement de ces protéines. Elles correspondent à des protéines de liaison aux ARNs très spécifiques, caractérisées par la présence de répétitions en tandem d’environ 35 acides aminés. Au sein de la famille PPR, le sous-groupe de gènes appelé « Restorer of Ferility Like » (ou RFL) s’oppose aux autres PPR car ils subissent une sélection diversifiante, et non purifiante, comme c’est le cas pour les PPR classiques. Certaines protéines RFL décrites chez d’autres espèces modèles telles que le riz ou encore le radis, appelées restauratrices de fertilité, inhibent l’expression de gènes mitochondriaux inducteurs de stérilité mâle. La famille RFL comporte 26 membres chez Arabidopsis thaliana.Afin de mieux comprendre la diversité fonctionnelle des gènes RFL, notre équipe a procédé à la caractérisation de l’ensemble des mutants rfl chez Arabidopsis, et seules les lignées affectées dans les gènes RFL22 et RFL23 affichent des altérations phénotypiques remarquables. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé les protéines RFL22 et RFL23 pour comprendre leur rôle et leur mécanisme d’action moléculaire. L’étude des mutants rfl22 et rfl23 a montré que ces gènes sont essentiels pour la mise en place de la chaine respiratoire. Le mutant rfl22 ne produit plus de cytochromes de type c matures (ce qui affecte l’activité des complexes respiratoires III et IV), tandis que le mutant rfl23 n’accumule plus de complexe I de la chaine respiratoire.Après avoir adapté le protocole de profilage de ribosomes aux mitochondries de plantes, j’ai pu découvrir que les protéines RFL22 et RL23 étaient indispensables à la traduction d’ARNm mitochondriaux spécifiques : ccmFn₂ codant une sous-unité du complexe hème lyase et nad4L codant une sous-unité du complexe I, respectivement. D’autre part, j’ai pu cartographier in vivo et in vitro une région pouvant correspondre au site de liaison de la protéine RFL22 sur l’ARNm ccmFN2.Mes résultats révèlent que quelques rares gènes RFL remplissent des fonctions essentielles chez les Arabidopsis. Contrairement aux autres gènes PPR, la conservation fonctionnelle des gènes RFL22 et RFL23 apparait toutefois limitée aux Brassicaceae. Des modifications particulières dans l’organisation ou l’expression des génomes mitochondriaux de cette famille de plantes pourraient être à l’origine du recrutement de gènes RFL à évolution rapide pour maintenir une expression appropriée de certains gènes mitochondriaux. / Mitochondria are the siege of cellular respiration and code a small number of essential genes whose expression is governed almost exclusively by nuclear-encoded proteins. The proteins PPR family (PentatricoPeptide Repeat) belong to these actors and intervene at all stages of RNAs expression in organelles, from transcription to translation. Interestingly, plants encode numerous PPR proteins (about 500 in the model specie Arabidopsis thaliana), and are therefore ideal models for understanding the role and function of these proteins. They correspond to very specific RNA binding proteins, characterized by the presence of tandem repeats of about 35 amino acids. Within the PPR family, a subgroup of genes called Restorer of Ferility Like (RFL) is opposed to other PPR because they undergo a diversifying, non-purifying selection, as is the case for classical PPR. Some RFL proteins described in other model species such as rice or radish, are known as fertility restorers, and inhibit the expression of mitochondrial genes inducing male sterility. The RFL family consists in 26 members in Arabidopsis thaliana.In order to better understand the functional diversity of RFL genes, our team has characterized all rfl mutants in Arabidopsis, and only two of them, affected in RFL22 and RFL23 genes display remarkable phenotypic alterations. During my thesis, I characterized RFL22 and RFL23 proteins to understand their role and molecular mode of action. The study of the mutants rfl22 and rfl23 showed that these genes are essential for the establishment of the respiratory chain. The mutant rfl22 no longer produces mature c-type cytochromes (which affects the activity of respiratory complexes III and IV), whereas the mutant rfl23 no longer accumulates complex I of the respiratory chain.After adjusting the ribosome profiling protocol to plant mitochondria, I discovered that RFL22 and RL23 proteins were essential for specific mitochondrial mRNAs translation : ccmFN2 mRNA encoding a subunit of heme lyase complex and nad4L transcript encoding a subunit of complex I. Furthermore, I was able to map a region in vivo and in vitro that could correspond to the binding site of the RFL22 protein on the ccmFN2 mRNA.My results show that a few rare RFL genes perform essential functions in Arabidopsis. By opposition to other PPR genes, the functional conservation of RFL22 and RFL23 genes appears limited to Brassicaceae. Specific modifications in organization or expression of the mitochondrial genomes of this family of plants could be at the origin of the recruitment of rapidly changing RFL genes to maintain proper expression of certain mitochondrial genes.

L'expression des ARN mitochondriaux et chloroplastiques des plantes implique un grand nombre de modifications post-transcriptionnelles, parmi lesquelles l'épissage des introns est un processus essentiel. Sur la base de leur structure et des mécanismes d'épissage associés, les introns peuvent être classés en deux familles et ceux présents dans les organites des plantes appartiennent au groupe II. Les introns mitochondriaux et chloroplastiques de groupe II sont fortement dégénérés et ont perdu la capacité de s'auto-épisser in vivo. Leur élimination nécessite l’action de nombreux facteurs protéiques codés dans le noyau et importés dans les organites. Les protéines de liaison à l'ARN jouent un rôle prédominant dans ce processus complexe. Les protéines ribosomales sont des protéines abondantes se liant à l'ARN et peuvent être recrutées pour remplir diverses fonctions annexes. Au cours de ma thèse, j’ai étudié la fonction des protéines de type uL18 chez Arabidopsis, qui comprend 8 membres. Ces protéines partagent un domaine uL18 plutôt dégénéré, mais dont la structure est conservée, et dont la fonction initiale est de permettre l’association avec l’ARNr 5S. Nos résultats ont montré que cinq protéines de type uL18 sont adressées aux mitochondries et trois aux chloroplastes. Deux d’entre elles correspondent à de véritables protéines ribosomales uL18 associées aux ribosomes des organites, tandis que deux autres (uL18-L1 et uL18-L8) se sont transformées en facteurs d'épissage et sont nécessaires à l'élimination d’introns mitochondriaux ou chloroplastiques spécifiques. L'analyse d'un troisième membre de la famille, uL18-L5, a révélé qu'il participait à l'épissage de nombreux introns mitochondriaux. Mes résultats ont permis de révéler que les facteurs dérivés des protéines ribosomales uL18 jouent un rôle essentiel dans l’épissage des introns du groupe II mitochondriaux ou chloroplastiques chez les végétaux et que ces fonctions ciblent sot un seul intron ou bien plusieurs d’entre eux. / RNA expression in plant organelles implies a large number of post-transcriptional modifications in which intron splicing is an essential process. Based on RNA structures and splicing mechanisms, introns can be classified into two families and organellar introns of seed plants are categorized as group II. Organellar group II introns are highly degenerate and have lost the ability to self-splice in vivo. Their removal from transcripts is thus facilitated by numerous nuclear-encoded proteins that are post-translationaly imported into organelles. Among them, RNA binding proteins play predominant roles in this complex process. Ribosomal proteins are abundant RNA-binding proteins and could be recruited to carry out multifarious auxiliary functions. During my thesis, I investigated the function of the uL18 ribosomal-like protein family in Arabidopsis that comprises 8 members. The members of this protein family share a rather degenerate but structurally conserved uL18 domain whose original function is to permit association with the 5S rRNA. Our results showed that five uL18-Like proteins are targeted to mitochondria and three to chloroplasts. Two of these proteins correspond to real ribosomal uL18 proteins that incorporate into organellar ribosomes, while two other members (uL18-L1 and uL18-L8) have turned into splicing factors and are required for the removal of specific mitochondrial or plastid group II introns. The analysis of a third member, uL18-L5, revealed that it participated in the splicing of numerous mitochondrial introns. Our results revealed that uL18-like factors play essential roles in group II intron splicing in both mitochondria and plastids of plants and that these functions could target a single or multiple introns.

Le virus Epstein-Barr (EBV), un membre de la famille des Herpesviridae, est associé à la mononucléose infectieuse et à différents types de cancers comme le lymphome de Burkitt, les lymphomes post-transplantation ou encore le carcinome du nasopharynx. Ce virus est capable de persister à vie dans l’organisme en combinant des phases de latence et des phases de multiplication active. L’autophagie est un processus cellulaire primordial qui conduit à la dégradation et au recyclage de protéines à longue durée de vie et d’organites endommagés ou vieillissants. Elle contribue non seulement à maintenir l’homéostasie cellulaire mais aussi à s’adapter aux conditions environnementales. Souvent décrite comme un mécanisme antiviral, l’autophagie est contrecarrée par de nombreux virus. Elle peut également être détournée à leur profit. Il a été démontré que l’EBV est capable de stimuler l’autophagie durant le cycle lytique et d’échapper à la dégradation dans les autolysosomes en bloquant la maturation des autophagosomes. Le but de cette étude était d’identifier des protéines virales impliquées dans la modulation du processus autophagique par l’EBV. Nous avons démontré que l’expression ectopique de BHRF1, une protéine transmembranaire de 17kDa orthologue de la protéine cellulaire Bcl-2, module l’autophagie.Alors que Bcl-2 est une protéine anti-autophagique, nous avons établi par différentes approches que l’expression de BHRF1 conduit à l’accumulation d’autophagosomes. De plus, en utilisant une sonde tandem bifluorescente LC3 (mRFP-GFP-LC3) pour étudier le flux autophagique, nous avons montré que BHRF1 stimule l’autophagie. BHRF1 est engagée dans un complexe avec Beclin1, une protéine de la machinerie autophagique. Nous avons établi que BHRF1 est localisée au niveau des membranes mitochondriales et du réticulum endoplasmique (RE). L’expression de BHRF1 est associée à une réorganisation du réseau mitochondrial conduisant à la formation d’agrégats mitochondriaux juxta-nucléaires. Considérant l’importance des microtubules dans l’autophagie et le transport des mitochondries, nous avons exploré la dynamique des microtubules et les modifications post-traductionnelles de la tubuline après expression de BHRF1. Nous avons observé un recrutement d’acétyl-tubuline autour des mito-aggresomes associé à un réseau intact de microtubules. Nos résultats ont montré que le réseau de microtubules et l’hyper-acétylation de l’alpha-tubuline sont nécessaires pour former les mito-aggrésomes induits par BHRF1. Par différentes approches, nous avons démontré le rôle de BHRF1 dans l’induction de la mitophagie, un processus qui entraine la clairance des mitochondries endommagées par autophagie. Considérant le rôle des mitochondries endommagées dans l’induction de l’apoptose, nous suggérons que le rôle anti-apoptotique de BHRF1 pourrait être associé à l’induction de la mitophagie. / Epstein-Barr virus (EBV), a member of the Herpesviridae family, is associated with infectious mononucleosis and with several types of cancers including Burkitt’s lymphoma, post-transplant B-cell lymphoma disease and nasopharyngeal carcinoma. This virus is able to establish persistent infection and to undergo lytic cycle after reactivation. Autophagy is a critical cellular process leading to degradation of long lasting proteins and damaged or aging organelles. It contributes not only to maintain cell homeostasis but also to the adaptation to environmental stresses. Sometimes, autophagy is described as an antiviral mechanism, and viruses have evolved multiple strategies to subvert it or to hijack it to their own profit. It has been reported that EBV is able to stimulate autophagy during lytic cycle and then to escape degradation within autolysosomes by blocking autophagosomes maturation. The aim of my study was to identify EBV viral proteins involved in this modulation. Among the numerous viral proteins encoded by EBV, we have identified BHRF1, a transmembrane protein homolog of cellular protein Bcl-2, which was able to modulate autophagy by ectopic expression.Whereas Bcl-2 is an anti-autophagic protein, we demonstrated by different approaches that BHRF1 expression leads to accumulation of autophagosomes. Moreover, using tandem-fluorescent-tagged LC3 (mRFP-GFP-LC3), which is based on different pH stability of GFP and mRFP fluorescent proteins, for monitoring autophagic flux, we clearly confirmed that BHRF1 stimulates autophagy. By co-immunoprecipitation we demonstrated that BHRF1 is part of acomplex including Beclin1, a protein of the autophagic machinery. We characterized the subcellular localization of BHRF1, and report that BHRF1 is localized in mitochondria and ER membranes. Expression of BHRF1 leads to a complete reorganization of the mitochondria network to form juxtanuclear mitochondrial aggregates. Based on the importance of microtubules on both autophagy and mitochondria transport, we explored microtubule dynamics and tubulin post-translational modifications after BHRF1 expression. We observed a clustering of acetyl-tubulin around the mito-aggresomes associated with an intact microtubules network. Our results showed that the microtubules network and the hyperacetylation of alpha-tubulin were both required to form BHRF1-induced mito-aggresomes.By different approaches, we demonstrated the role of BHRF1 in the induction of mitophagy, a process which promotes the clearance of impaired mitochondria by autophagy. We hypothesized that the role of BHRF1 to protect against apoptosis and to promote cell survival is related to the induction of selective autophagy.

ARSACS est une maladie neurodégénérative autosomique récessive caractérisée par une ataxie cérébelleuse, une paraplégie spastique et une polyneuropathie sensitivo-motrice démyélinisante. Le gène SACS, responsable de la maladie, a été identifié en 2000. Depuis, de nombreux cas ont été décrits dans le monde entier. Le gène SACS code pour la sacsine, dont la fonction reste inconnue malgré l’identification de nombreux domaines protéiques et surtout la description récente d’un rôle dans la physiologie mitochondriale. Les objectifs de ma thèse étaient d’identifier des mutations dans SACS au sein d’une large cohorte de patients atteints d’ataxie grâce à plusieurs collaborations puis d’étudier leurs effets au niveau du compartiment mitochondrial en utilisant essentiellement des cellules de malades. Nous avons pu identifier 2 variants de SACS dans 10% des cas analysés recrutés via le réseau international SPATAX. Nous avons parallèlement confirmé les mutations de SACS identifiées par séquençage haut-débit chez 5 autres patients via le PHRC ATAXIC et analysé un dernier cas porteur d’une délétion complète de SACS découverte par CGH-array pangénomique. Des cultures primaires de fibroblastes ont été obtenues chez 11 patients pour l’analyse fonctionnelle. Une altération de la morphologie des mitochondries a été observée chez tous les patients sauf un. Ces anomalies du réseau mitochondrial semblent très utiles pour cheminer vers le diagnostic d’ARSACS qui peut s’avérer complexe dans les situations non exceptionnelles où les résultats moléculaires sont délicats à interpréter (mutations faux-sens). Nous proposons une définition graduelle d’ARSACS reposant sur des critères cliniques, génétiques et cellulaires intégrant ces anomalies du réseau. Enfin, nous avons débuté l’exploration des mécanismes impliqués dans cette altération de la dynamique du réseau mitochondrial. Nos résultats préliminaires font évoquer une action potentielle de la sacsine au niveau du renouvellement des mitochondries. / ARSACS is a recessive autosomal neurodegenerative condition characterized by cerebellar ataxia, spastic paraplegia and demyelinating sensitivo-motor polyneuropathy. ARSACS is caused by mutations in the SACS gene identified in 2000. Since then, cases have been reported worldwide. SACS encodes sacsin, a protein of still unknown function in spite of the description of numerous protein domains and of a recent focus on a potential implication in the regulation of mitochondrial physiology. Aims of this thesis were to identify new mutations in a large population of ataxic patients and then to functionally analyze their cellular effects in the mitochondrial compartment. We identified 2 variants in SACS in 10% of analyzed cases collected through the international SPATAX network. We also confirmed mutations in SACS in 5 patients identified using next-generation sequencing in the ATXAIC project, and studied a last case harbouring a large deletion encompassing the entire SACS gene identified by pangenomic CGH-array. For functional analyses, primary cultures of fibroblasts were obtained in 11 patients. A drastic and recurrent alteration of the mitochondrial network was observed in all patients except one. These anomalies seem very useful for the diagnosis of ARSACS when molecular results are difficult to interpret (missense variants). We therefore propose a grading diagnostic definition using clinical, genetic and cellular criteria for ARSACS. Finally, we started to study the mechanistic of the mitochondrial function of sacsin. Our preliminary data may suggest a potential role at the mitochondrial turn over level.

Le stress thermique résulte d'une exposition à une température située au-delà de la plage optimale pour un organisme. L’impact du stress thermique est variable selon son intensité, allant d’un effet bénéfique à la mort de l’organisme. Mon travail de thèse a établi un modèle de stress thermique aigu (aHS pour acute Heat Stress) chez C. elegans et a étudié ses effets sur l'homéostasie cellulaire, le développement des vers et la réponse autophagique. Un aHS au cours du 4ème stade larvaire induit un retard de développement, mais aucune létalité ni stérilité. Ce stress de développement entraîne la fragmentation massive mais transitoire des mitochondries, la formation d'agrégats dans la matrice et la diminution de la respiration mitochondriale. En outre, l’aHS déclenche un flux autophagique associé à des événements de mitophagie dans de nombreux tissus et en particulier dans l'épiderme. Nous avons montré que la réponse autophagique à l’aHS était protectrice pour les animaux. De plus, nous avons découvert que dans l’épiderme, les mitochondries sont les principaux sites de biogenèse des autophagosomes, en conditions physiologique et en aHS. Nous avons également constaté que la protéine DRP-1 (dynamin related protein 1) est impliquée dans le processus de mitophagie induite par l'aHS. Chez les animaux mutants drp-1 soumis au aHS, la fission mitochondriale est impossible, l’autophagie est induite mais les autophagosomes sont anormaux et agrégés sur la mitochondrie. À partir de ces données, nous proposons que DRP-1 participe au contrôle de la qualité des mitochondries stressées en coordonnant la fission mitochondriale et la biogenèse des autophagosomes. J'ai également étudié plusieurs protéines pouvant être impliquées dans les zones de contact entre le réticulum endoplasmique et les mitochondries, ainsi que leurs rôles sur la morphologie mitochondriale et l'autophagie, dans des conditions physiologiques ou d’aHS. De plus, nous avons développé de nouveaux outils pour analyser les sites de contact ER-mitochondries. / Heat stress results from an exposure to a temperature beyond the optimum range of an organism. The impact of heat stress can range from beneficial to lethal due to the severity of stress. My thesis work established an acute heat stress (aHS) model in C. elegans and studied its effects on cell homeostasis, worm development and autophagy response. aHS during the 4th larval stage induces a developmental delay but no lethality or sterility. This developmental stress results in the massive but transitory fragmentation of mitochondria, the formation of aggregates in the matrix and the decrease of mitochondrial respiration. In addition, aHS triggers an active autophagy flux associated to mitophagy events in many tissues and particularly in epidermis. We showed that the autophagy response upon aHS is protective for the animals. Moreover, we discovered that in the epidermis, the mitochondria are the major sites for autophagosome biogenesis in both standard and aHS. We also found that the dynamin related protein DRP-1 is involved in aHS-induced mitophagy process. In drp-1 animals submitted to aHS, mitochondrial fission is unable to achieve, and despite autophagy induction the autophagosomes cluster and elongate abnormally on mitochondria. From these data, we propose that DRP-1 is involved in the quality control of stressed mitochondria by coordinating mitochondrial fission and autophagosomes biogenesis. I also studied several proteins which may be involved in contact zones between endoplasmic reticulum and mitochondria, and their roles on mitochondrial morphology and autophagy, in physiological or aHS conditions. Furthermore, we have developed new tools for further studying the ER-mitochondria contact sites.

La mitochondrie est restée longtemps cantonnée au rôle de centrale énergétique cellulaire. On sait désormais qu'elle est aussi la principale source d'espèces réactives oxygénées, impliquées dans le stress oxydant et la signalisation inter- cellulaire. Le dérèglement de l'activité mitochondriale est ainsi susceptible d'être la cause de l'apparition et de la progression de maladies associées au vieillissement, comme le cancer et les maladies neurodégénératives. Dans le cadre de la leucémie aiguë myéloïde, des études menées par l'équipe dirigée par Jean-Emmanuel Sarry du Centre de Recherche en Cancérologie de Toulouse, ont montré qu'il est possible de sensibiliser les cellules jusqu'alors résistantes à la chimiothérapie, en ciblant préalablement la fonction mitochondriale. C'est dans ce contexte que s'inscrit le sujet de cette de thèse, portant sur la conception et la réalisation de micro-capteurs électrochimiques dédiées à l'analyse du métabolisme mitochondrial, à l'échelle de la mitochondrie isolée. La fabrication des microsystèmes s'est déroulée dans la salle blanche du Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes de Toulouse, sous l'encadrement des chercheurs Jérôme Launay et Pierre Temple-Boyer, spécialisés dans la conception de capteurs pour la détection d'espèces en phase liquide. Finalement, un système complet assurant le couplage à la microscopie et à la gestion des fluides a été fabriqué, validé, et breveté. Les résultats obtenus nous permettent d'envisager l'analyse à l'échelle de la mitochondrie unique par une approche parallélisée, ce qui n'a encore jamais été réalisé. / The role of mitochondria have been restricted to oxidative phosphorylation for a long time. Now it is clear that they are also the main sources of reactive oxygen species, implied in oxidative stress and cell-to-cell signaling. Thus, mitochondrial malfunction is potentially the cause of the appearance and the progression of diseases linked to ageing like cancers and neurodegenerative troubles. In the frame of acute myeloid leukemia, studies governed by Jean-Emmanuel Sarry of the Cancer Research Center of Toulouse, showed that it is possible to improve the efficacy of current chemotherapies by targeting mitochondria's function. In this context, the objective of the thesis presented here consist in the design and the manufacturing of electrochemical micro-sensors, dedicated to the analysis of the metabolic activity of isolated mitochondria. The manufacturing occurred in the clean room facilities of the Laboratory for Analysis and Architecture of Systems of Toulouse under the supervision of Jérôme Launay and Pierre Temple-Boyer, researchers specialized in the development of solutions aiming the detection of species diluted in solution. Finally, a complete system ensuring the coupling with microscopy and fluidics have been realized, validated, and patented. The results obtained allow us to consider the analysis at the scale of the single mitochondrion with a parallelized approach, thing that have never been made.

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Introduction : Les patients atteints de la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) ont une dysfonction importante au niveau des muscles locomoteurs caractérisés, entre autres, par de la faiblesse, de l’atrophie et des dommages oxydatifs. Certains auteurs ont également suggéré que la fonction mitochondriale soit altérée dans la MPOC, possiblement en lien avec le tabagisme. Objectifs : Évaluer la fonction et le nombre de mitochondries, ainsi que les dommages à l’ADN chez les sujets atteints de la MPOC et déterminer les effets du tabagisme sur les mitochondries et la qualité du muscle, indépendamment de la maladie. Méthodes/Résultats : Nous avons recruté 22 patients atteints de la MPOC et 23 sujets témoins. Tous sont ex-fumeurs et sédentaires. Une biopsie du quadriceps a été effectuée. Nous avons démontré que les sujets atteints de la MPOC ont une plus grande proportion de fibres dont le complexe IV de la chaine de transport des électrons ne fonctionne pas comparativement aux sujets témoins (p=0,032). Ils ont également une diminution de l’expression de la protéine SDHB (succinate dehydrogenase complexe iron sulfur subunit B) (complexe II) comparativement aux sujets témoins (p=0,002), mais celle de la protéine COX4 (cytochrome c oxidase subunit 4) (complexe IV) est similaire entre les deux groupes (p=0,076). Il n’y a pas de différence entre les deux groupes pour la présence de la délétion commune, la quantité de mitochondries, l’expression protéique de MFN1 (mitofusin-1), MFN2 (mitofusin-2), TFAM (mitochondrial transcription factor A) et Mn-SOD (manganese-dependent superoxide dismutase) et la quantité de 8-OHdG (8-hydroxy-2’- deoxyguanosine) présente dans l’ADN. Il y a une corrélation entre l’exposition cumulative au tabac (nombre de paquets-année) et la quantité de 8-OHdG (p=0,026), la proportion de fibres déficientes en COX (p=0,002), l’atténuation musculaire moyenne (p=0,041) et l’atténuation du muscle normal (p=0,020) lorsque tous les sujets (témoins et MPOC) sont regroupés. Conclusion : Nous avons démontré qu’il y a des anomalies de la fonction mitochondriale dans la MPOC. Il est intéressant de noter que le tabac affecte la fonction des mitochondries et la qualité du muscle de façon indépendante à la MPOC. / Rationale : Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) demonstrate a locomotor muscle dysfunction characterized by weakness, atrophy and poor oxidative capacity. Some authors also suggested that the mitochondrial function might be altered in this disease, possibly linked with smoking. Objectives : To evaluate the function and the number of mitochondria, and DNA damage in patients with COPD and to determine the effects of smoking on the mitochondria and the quality of the muscle, independently of the disease. Methods/Results : We recruited 22 patients with COPD and 23 healthy subjects. All were exsmokers and sedentary. A biopsy of the quadriceps was performed. We demonstrated that patients with COPD had a larger proportion of COX (cytochrome c oxidase)-deficient fibers than healthy subjects (p=0.032). They also had a decreased expression of the protein SDHB (succinate dehydrogenase complex iron sulfur subunit B) (complex II) compared to controls (p=0.002), but no change in the expression of the protein COX4 (cytochrome c oxidase subunit 4) (complex IV) (p=0.076). There was also no difference between the two groups for the common deletion, the quantity of mitochondria, the protein expression of MFN1 (mitofusin-1), MFN2 (mitofusin-2), TFAM (mitochondrial transcription factor A) and Mn-SOD (manganese-dependent superoxide dismutase) and the quantity of 8-OHdG (8- hydroxy-2’-deoxyguanosine) in the DNA. There was a correlation between the cumulative smoking exposure (pack-year) and the quantity of 8-OHdG (p=0.026), proportion of COX-deficient fibers (p=0.002), mean muscle attenuation (p=0.041) and attenuation of the normal muscle (p=0.020) when all subjects (healthy and COPD) were regrouped. Conclusion : We demonstrated evidences of mitochondrial dysfunction in COPD. Interestingly, there was an effect of smoking on the mitochondria and the quality of the muscle, independently of COPD.

Deux groupes de poissons ont été nourris avec des diètes différent uniquement par leur teneur en acide gras. Trois acides gras principaux divergeaient dans leur concentration (18:ln-9, 18:2n-6, 22:6n-3). La composition en acide gras des principales classes de phospholipides des membranes mitochondriales a été modifiée par la diète, mais la somme des AG saturés, mono-insaturés et polyinsaturés est demeurée constante. Les proportions de phosphatidylcholine et phosphatidylethanolamine ont aussi été modifiées par la diète. À l'opposé, les propriétés fonctionnelles de la chaîne oxydative, à part les taux non-phosphorylants, étaient inchangées. Ces résultats suggèrent que les truites contrôlent la composition des AG dans les classes de phospholipides afin de maintenir les activités fonctionnelles. La diète semble avoir peu d'effet sur les propriétés fonctionnelles de la chaîne oxydative lesquelles conservent leur grande dépendance sur la taille des individus.