Les composants cellulaires sont constamment exposés à un stress oxydatif, lié à l’environnement et au métabolisme cellulaire. Les espèces réactives de l’oxygène produites par ce stress induisent de nombreuses lésions dans l’ADN, telles que l’oxydation des bases, la formation de sites abasiques ou la cassure de brins d’ADN. Ces dommages sont corrigés par un panel de systèmes de réparation, qui jouent un rôle critique dans la survie cellulaire et dans la prévention de pathologies telles que les maladies neurodégénératives ou le cancer. La modification de bases est le type de dommage le plus abondant, généré spontanément ou par des agents exogènes. Notre laboratoire s’intéresse ainsi au système de réparation par excision de base (BER), qui élimine les bases nucléotidiques altérées. Des études antérieures ont montré la formation « d’usines de réparation du BER » suite à des traitements induisant l’oxydation des bases dont la forme la plus courante est la 8-oxoguanine (8-oxoG). Dans le cas de cette lésion mutagène, l’assemblage du complexe BER dépend du recrutement d’OGG1 à la chromatine, l’enzyme qui reconnaît et excise la 8-oxoG. Cependant, ce recrutement ne nécessite pas la reconnaissance de la 8-oxoG, indiquant que d’autres signaux interviennent pour initier la réparation de la 8-oxoG par OGG1. Un crible à haut débit a été réalisé dans des cellules humaines pour rechercher des protéines impliquées dans le recrutement d’OGG1. Deux complexes ont été identifiés, les cohésines et le médiateur de la transcription.Dans ce projet de recherche, nous avons exploré le rôle de ces protéines dans la relocalisation d’OGG1 suite à un stress oxydatif. Nos études ont tout d’abord permis d’identifier des protéines essentielles au recrutement d’OGG1 : les protéines formant l’anneau de cohésines (SMC1, SMC3 et RAD21), plusieurs sous-unités du médiateur dont MED14, ainsi que le module CDK (MED12, MED13, Cycline C et CDK8). De plus, ces protéines sont nécessaires pour le recrutement d’OGG1 tout au long du cycle cellulaire. Nos résultats montrent que la relocalisation d’OGG1 sur la chromatine est liée à sa fonction de réparation de la 8-oxoG. Nous avons d’autre part montré que deux sous-unités du médiateur (MED12 et CDK8) sont relocalisées dans l’euchromatine, comme OGG1, de façon dépendante du corps du médiateur et des cohésines. Enfin, l’association d’OGG1 avec ses partenaires a été validée par microscopie FLIM-FRET et co-immunoprécipitation dans des conditions de stress oxydatif.En conclusion, ces résultats montrent pour la première fois un lien entre la réparation des bases oxydées et les complexes du médiateur et des cohésines, tous deux connus pour leur participation à d’autres voies de réparation de l’ADN. L’identification des mécanismes moléculaires et de nouveaux facteurs impliqués dans la réparation des bases oxydées pourrait fournir à terme des éléments essentiels pour la prise en charge de maladies telles que le cancer ou les maladies neurodégénératives. / Our laboratory focuses on the base excision repair (BER) mechanism that is responsible for the removal of damaged bases in DNA. Oxidative DNA damage is generated spontaneously by the endogenous metabolism of the cells or induced exogenously by chemical or physical agents. Our aim is to understand how BER complexes are assembled in the context of the cell nucleus in response to genotoxic stress. We previously found that after treatments generating oxidized bases into cellular DNA BER complexes are assembled on the chromatin. In the case of the 8-oxoguanine (8-oxoG) mutagenic lesion, assembly of the BER complex depends on the recruitment to the chromatin of OGG1, the DNA glycosylase that recognizes and excises the lesion. Surprisingly, characterization of OGG1 mutants that are not able to recognize 8-oxoG showed that the recruitment of this initiator protein does not require the recognition of the damaged base. This suggests that there are other mechanisms that allow recruitment of the enzyme to chromatin and thus initiation of the repair of the 8-oxoG by the BER. We performed a high-throughput siRNA screen in human cells to identify proteins required for the recruitment of OGG1 to chromatin. Among the candidates issued from the screen, two groups of proteins were selected for further study: members of the mediator and cohesin complexes.In this project, we explored the role of these proteins in OGG1 relocalization after an oxidative stress. Our studies confirmed the requirement of essential proteins for OGG1 recruitment: cohesins subunits (SMC1, SMC3 and RAD21), mediator subunits including the central protein MED14, and CDK subunits (MED12, MED13, Cyclin C and CDK8). Requirement of all these proteins is independent of the cell cycle. Furthermore we show that recrutement of OGG1 is essential for its 8-oxoG repair function. Microscopy studies revealed recruitment and colocalization of two mediator subunits (MED12 and CDK8) with OGG1 on euchromatin domains after an oxidative stress. Finally, the association between OGG1 and its partners, specifically after an oxidative stress, was validated by FLIM-FRET microscopy and co-immunoprecipitation.To conclude, these results show for the first time a link between repair of oxidized bases and mediator and cohesin complexes, both of them being already involved in other DNA repair pathways. The identification of molecular mechanisms and new factors involved in the repair of oxidized bases may ultimately provide new elements for the management of diseases such as cancer and neurodegenerative diseases.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第23086号 / 医博第4713号 / 新制||医||1050(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 斎藤 通紀, 教授 藤田 恭之, 教授 近藤 玄 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

La maladie d'Alzheimer est une maladie neurodégénérative sénile, entrainant une perte progressive et irréversible des fonctions cognitives et comportementales. Les deux principales caractéristiques pathologiques observées chez les patients atteints d'Alzheimer sont la présence d'enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires (majoritairement constitués par la protéine Tau hyperphosphorylée) et l'agrégation extracellulaire de plaques séniles ou amyloïdes (majoritairement constituées du peptide Amyloïde-β (Aβ)).Si l'étiologie complexe de la maladie reste à établir, la participation du stress oxydant (en partie induit par le peptide Aβ) est largement admise. Il a ainsi été proposé que la mort neuronale puisse être due à l'accumulation de dommages oxydatifs au niveau de la molécule d'ADN, qui pourrait en outre être associée à un dysfonctionnement du système de réparation de ce dernier. Dans notre étude, nous avons cherché à préciser les effets spécifiques du peptide Aβ sur les systèmes de réparation de l'ADN d'une lignée de neuroblastome humain (APP751). Cette dernière sécrète le peptide Aβ à des concentrations très physiologiques. Nous avons observé dans ce modèle une augmentation des dommages oxydatifs à l'état basal et plus encore à l'issue d'un stress additionnel, métallique ou oxydant. De manière surprenante le système BER, associé à la réparation des lésions oxydatives, est apparu sous-exprimé en présence d'Aβ, et réduit d'avantage après l'application d'un stress. Ces observations suggèrent une incapacité de la lignée sécrétrice d'Aβ à répondre à une attaque extérieure, ce qui est vraisemblablement susceptible d'engendrer une accumulation de dommages au niveau de la molécule d'ADN. L'autre fait marquant de ce travail, est la surexpression de facteurs généralement associés au NER, en présence d'Aβ couplé à un stress oxydant. Ces facteurs présentent une multifonctionnalité au sein de la cellule et leur stimulation pourrait représenter la mise en place d'un processus apoptotique plutôt que l'initiation de la réparation de l'ADN. Ces travaux nous ont permis d'établir pour la première fois un lien entre la sécrétion du peptide Aβ et la perturbation des systèmes de réparation de l'ADN, phénomènes susceptibles d'entrainer la mort cellulaire observée en excès dans la maladie d'Alzheimer. / Alzheimer's disease (AD) is an age-related neurodegenerative disorder which leads to a progressive and irreversible loss of cognitive and behavioral functions. Two major pathological hallmarks are affecting patients with AD: intracellular neurofibrillary tangles (mostly constituted of the hyperphosphorylated Tau protein) and extracellular senile plaques deposits (mostly constituted of the amyloid- β peptide (Aβ)). If the complex etiology of AD remains to be defined, the role played by oxidative stress (partly generated by Aβ) is widely accepted. Thus, it has been proposed that the neuronal death in AD could be due to the accumulation of oxidative DNA damage over life that could be moreover associated to a deficient DNA repair capacity. In this study we focused on the Aβ peptide specific effects on DNA repair systems. We worked on a human neuroblastoma cell line which possesses the ability to secrete the Aβ to a very physiological level. In this model, we observed an increase in oxidative DNA damage, under basal conditions and even more following exposure to a metallic or oxidative stress. Surprinsingly, the oxidative lesions-associated BER system, appeared to be downregulated in the presence of Aβ, and to a greater extent diminished after stress. These observations suggest that the Aβ-secreting cell line is not able to respond to a harmful environment, which is likely to trigger the accumulation of oxidative DNA damage. The other highlight of this work is the over-expression of generally NER-associated proteins, in the presence of Aβ coupled to an oxidative stress. These proteins exhibit a multifunctionnality within cells and their stimulation could reveal the set up of an apoptotic pathway rather than the induction of a DNA repair process. Taken together, these results lead us to establish for the first time a strong link between Aβ secretion and the impairment of DNA repair capacities, which are inclined to cause the neuronal death that is observed in excess in AD.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JullianeTAM_TESE_Parcial.pdf: 7138229 bytes, checksum: a06700fccf67cc2db086f62bf86db506 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / studies using UV as a source of DNA damage. However, even though unrepaired UV-induced DNA damages are related to mutagenesis, cell death and tumorigenesis, they do not explain phenotypes such as neurodegeneration and internal tumors observed in patients with syndromes like Xeroderma Pigmentosum (XP) and Cockayne Syndrome (CS) that are associated with NER deficiency. Recent evidences point to a role of NER in the repair of 8-oxodG, a typical substrate of Base Excision Repair (BER). Since deficiencies in BER result in genomic instability, neurodegenerative diseases and cancer, it was investigated in this research the impact of XPC deficiency on BER functions in human cells. It was analyzed both the expression and the cellular localization of APE1, OGG1 e PARP-1, the mainly BER enzymes, in different NER-deficient human fibroblasts. The endogenous levels of these enzymes are reduced in XPC deficient cells. Surprisingly, XP-C fibroblasts were more resistant to oxidative agents than the other NER deficient fibroblasts, despite presenting the highest of 8-oxodG. Furthermore, subtle changes in the nuclear and mitochondrial localization of APE1 were detected in XP-C fibroblasts. To confirm the impact of XPC deficiency in the regulation of APE1 and OGG1 expression and activity, we constructed a XPC-complemented cell line. Although the XPC complementation was only partial, we found that XPC-complemented cells presented increased levels of OGG1 than XPC-deficient cells. The extracts from XPC-complemented cells also presented an elevated OGG1 enzimatic activity. However, it was not observed changes in APE1 expression and activity in the XPCcomplemented cells. In addition, we found that full-length APE1 (37 kDa) and OGG1- ? are in the mitochondria of XPC-deficient fibroblasts and XPC-complemented fibroblasts before and after induction of oxidative stress. On the other hand, the expression of APE1 and PARP-1 are not altered in brain and liver of XPC knockout mice. However, XPC deficiency changed the APE1 localization in hypoccampus and hypothalamus. We also observed a physical interaction between XPC and APE1 proteins in human cells. In conclusion, the data suggest that XPC protein has a role in the regulation of OGG1 expression and activity in human cells and is involved mainly in the regulation of APE1 localization in mice. Aditionally, the response of NER deficient cells under oxidative stress may not be only associated to the NER deficiency per se, but it may include the new functions of NER enzymes in regulation of expression and cell localization of BER proteins / A maior parte do nosso conhecimento sobre a via de Reparo de Excis?o Nucleot?deos (NER) vem de estudos usando a luz ultravioleta (UV) como fonte de danos no DNA. Contudo, embora os danos no DNA causados pela luz UV sejam relacionados ? ocorr?ncia de mutag?nese, morte celular e tumorig?nese, eles n?o justificam fen?tipos como neurodegenera??o e tumorig?nese observados em pacientes com s?ndromes como Xeroderma Pigmentosum (XP) e S?ndrome de Cockayne (CS), as quais s?o associadas ? defici?ncia na via NER. Adicionalmente, evid?ncias mais recentes indicam o envolvimento da via NER no reparo de 8-oxodG, um substrato t?pico da via de Reparo por Excis?o de Bases (BER). Uma vez que a defici?ncia na via BER resulta em instabilidade gen?mica, doen?as neurodegenerativas e c?ncer, foi investigado neste trabalho o impacto da defici?ncia em XPC nas fun??es da via BER em c?lulas humanas. Foram realizadas an?lises da express?o e da localiza??o celular de APE1, OGG1 e PARP-1, principais enzimas da via BER, em fibroblastos humanos deficientes na via NER. Os resultados demonstraram que os n?veis end?genos de APE1, PARP-1 e OGG1 s?o reduzidos nos fibroblastos deficientes em XPC, os quais foram mais resistentes a diferentes tipos de agentes oxidantes e apresentaram n?veis elevados de 8-oxodG quando comparados aos demais fibroblastos deficientes na via NER. Adicionalmente, altera??es sutis na localiza??o nuclear e mitocondrial de APE1 foram observadas nos fibroblastos deficientes em XPC. Para confirmar o impacto da defici?ncia de XPC na regula??o da express?o e atividade de APE1 e OGG1, foi constru?da uma linhagem complementada com XPC. Embora a complementa??o tenha sido parcial, foi poss?vel observar que os fibroblastos parcialmente complementados com XPC apresentaram n?veis maiores de express?o de OGG1 quando comparados aos fibroblastos deficientes em XPC. Os extratos dos fibroblastos parcialmente complementados com XPC tamb?m apresentaram uma elevada atividade enzim?tica de OGG1. Contudo, n?o foram observadas mudan?as na express?o e atividade de APE1 nos fibroblastos parcialmente complementados com XPC. Adicionalmente, foi poss?vel verificar a presen?a da forma completa de APE1 (37 kDa) e de OGG1-? na mitoc?ndria dos fibroblastos deficientes em XPC e parcialmente complementados com XPC. Por outro lado, observou-se que a express?o de APE1 e PARP-1 n?o ? alterada no c?rebro e f?gado de camundongos knockouts para XPC. Contudo, a defici?ncia em XPC resultou em mudan?as na localiza??o celular de APE1 no hipocampo e hipot?lamo. Ainda, foi observada a ocorr?ncia de uma intera??o f?sica entre as prote?nas XPC e APE1 em c?lulas humanas. Em conclus?o, os dados sugerem que a prote?na XPC possui um papel na regula??o da express?o e da atividade de OGG1 em c?lulas humanas e est? envolvida na regula??o da localiza??o celular de APE1 principalmente em camundongos. Adicionalmente, as respostas celulares dos fibroblastos deficientes na via NER ao estresse oxidativo podem n?o estar associadas ? defici?ncia na via NER per se, mas podem incluir novas fun??es das enzimas da via NER na regula??o da express?o e localiza??o celular das prote?nas da via BER / 2020-01-01

La maladie d'Alzheimer est une maladie neurodégénérative sénile, entrainant une perte progressive et irréversible des fonctions cognitives et comportementales. Les deux principales caractéristiques pathologiques observées chez les patients atteints d'Alzheimer sont la présence d'enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires (majoritairement constitués par la protéine Tau hyperphosphorylée) et l'agrégation extracellulaire de plaques séniles ou amyloïdes (majoritairement constituées du peptide Amyloïde-β (Aβ)).Si l'étiologie complexe de la maladie reste à établir, la participation du stress oxydant (en partie induit par le peptide Aβ) est largement admise. Il a ainsi été proposé que la mort neuronale puisse être due à l'accumulation de dommages oxydatifs au niveau de la molécule d'ADN, qui pourrait en outre être associée à un dysfonctionnement du système de réparation de ce dernier. Dans notre étude, nous avons cherché à préciser les effets spécifiques du peptide Aβ sur les systèmes de réparation de l'ADN d'une lignée de neuroblastome humain (APP751). Cette dernière sécrète le peptide Aβ à des concentrations très physiologiques. Nous avons observé dans ce modèle une augmentation des dommages oxydatifs à l'état basal et plus encore à l'issue d'un stress additionnel, métallique ou oxydant. De manière surprenante le système BER, associé à la réparation des lésions oxydatives, est apparu sous-exprimé en présence d'Aβ, et réduit d'avantage après l'application d'un stress. Ces observations suggèrent une incapacité de la lignée sécrétrice d'Aβ à répondre à une attaque extérieure, ce qui est vraisemblablement susceptible d'engendrer une accumulation de dommages au niveau de la molécule d'ADN. L'autre fait marquant de ce travail, est la surexpression de facteurs généralement associés au NER, en présence d'Aβ couplé à un stress oxydant. Ces facteurs présentent une multifonctionnalité au sein de la cellule et leur stimulation pourrait représenter la mise en place d'un processus apoptotique plutôt que l'initiation de la réparation de l'ADN. Ces travaux nous ont permis d'établir pour la première fois un lien entre la sécrétion du peptide Aβ et la perturbation des systèmes de réparation de l'ADN, phénomènes susceptibles d'entrainer la mort cellulaire observée en excès dans la maladie d'Alzheimer.

La pathologie athéromateuse avec ses complications cardio-vasculaires reste aujourd’hui une des principales causes de mortalité dans les pays développés. Dans ce contexte, l’élaboration de nouveaux bio-marqueurs de la maladie athéromateuse occupe une place importante. Les objectifs de ces bio-marqueurs sont : de définir les populations les plus à risque de développer une complication cardio-vasculaire, de stratifier les groupes de patients de manière à optimiser leur prise en charge clinique et thérapeutique , de dévoiler de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement de la pathologie. Dans ce contexte, nous avons ciblé trois bio-marqueurs d’intérêt à savoir la longueur des télomères leucocytaires (LTL) et le niveau d’expression leucocytaire des gènes c-Fos (impliqué dans les processus inflammatoires et oxydatifs) et OGG1 (nécessaire à la réparation des lésions oxydatives de l’ADN). Nous avons donc dans une première partie de ce travail voulu vérifier l’hypothèse selon laquelle la LTL pouvait être préservée par la prise régulière de statine, une thérapeutique ayant déjà démontré ses bienfaits en terme de prévention primaire et secondaire des maladies cardio-vasculaires. De plus, nous nous sommes intéressés aux possibles relations entre les niveaux d’expression des gènes c-Fos et OGG1 et la LTL. Nous nous sommes placés dans un contexte de patients à haut risque cardiovasculaire que représentent les patients en phase aigue de l’infarctus du myocarde (IDM). Ce travail a permis de montrer que la prise régulière de statine pouvait préserver la longueur des télomères leucocytaires et ce particulièrement chez les sujets les plus jeunes (moins de 64 ans), suggérant un nouvel effet « pléïotrope » des statines. Ce travail a également permis d’identifier les gènes c-Fos et OGG1 comme étant des acteurs potentiels du maintien de l’intégrité des télomères. La seconde partie de notre travail a porté sur une étude plus approfondie du niveau de transcription du gène c-Fos en relation avec l’un des principaux facteurs de risque de la maladie athéromateuse que représente le statut tabagique chez des patients présentant une maladie coronaire. Ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois une relation entre le niveau d’expression de c-Fos et le statut tabagique des sujets, suggérant que l’une des voies possibles de toxicité du tabac pourrait faire intervenir les voies de signalisations impliquant c-Fos. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence trois bio-marqueurs intéressants dans le domaine de la pathologie athéromateuse : 1- La longueur des télomères leucocytaires qui peut être une des voies d’action bénéfique des statines en prévention précoce des maladies cardio-vasculaires, 2- Le niveau d’expression du gène OGG1 comme étant un des acteurs potentiels du maintien de l’intégrité des télomères, 3- Le niveau d’expression du gène c-Fos comme marqueur cumulatif d’exposition tabagique et potentiel acteur des effets délétères du tabac. Restent à préciser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu et ainsi développer des stratégies thérapeutiques adéquates afin d’optimiser la prise en charge des patients souffrant de pathologies athéromateuses. / Atherosclerosis with cardiovascular complications remains today one of the leading causes of death in developed countries. In this context, development of new biomarkers of atherosclerosis has an important place. Objectives of these biomarkers are: • to identify populations most at risk of developing cardiovascular complications, • to stratify patient groups to optimize their clinical management and therapeutic, • to reveal new therapeutic targets in the treatment of the disease. In this context, we identified three biomarkers of interest, leukocyte telomere length (LTL) and level of expression of leukocyte genes c-Fos (involved in inflammatory processes and oxidative) and OGG1 (necessary repair of oxidative DNA damage). We therefore first part of this study wanted to test the hypothesis that LTL may be maintained by regular use of statin therapy which has already demonstrated its benefits in terms of primary and secondary prevention of cardiovascular disease. In addition, we examined the possible relationship between gene expression levels of c-Fos and OGG1 and LTL. We placed in the context of patients at high cardiovascular risk posed by patients in acute phase of myocardial infarction (MI). This work has shown that regular use of statins could preserve leukocyte telomere length and particularly among the younger subjects (under 64), suggesting a new effect "pleiotropic" statin. This work has also identified the genes c-Fos and OGG1 as potential actors for the maintenance of telomere integrity. The second part of our work focused on further study of the level of transcription of c-Fos in connection with one of the main risk factors for atherosclerosis posed by smoking status in patients with coronary artery disease. This work has to show for the first time a relationship between the expression level of c-Fos and smoking status of subjects, suggesting that one possible way of tobacco toxicity may involve the signaling pathways involving c-Fos. Thus, this thesis has highlighted three biomarkers of interest in the area of atherosclerotic disease: 1. Leukocyte telomere length may be one way of beneficial action of statins in early prevention of cardiovascular disease, 2. The level of OGG1 gene expression as a potential actor for maintained the integrity of telomeres, 3. The level of expression of the gene c-Fos as a marker of cumulative smoking exposure and potential actor of deleterious effects of tobacco. Remains to clarify the cellular and molecular mechanisms brought into play and thus develop appropriate therapeutic strategies to optimize the management of patients with atherosclerotic disease.

La pathologie athéromateuse avec ses complications cardio-vasculaires reste aujourd'hui une des principales causes de mortalité dans les pays développés. Dans ce contexte, l'élaboration de nouveaux bio-marqueurs de la maladie athéromateuse occupe une place importante. Les objectifs de ces bio-marqueurs sont : de définir les populations les plus à risque de développer une complication cardio-vasculaire, de stratifier les groupes de patients de manière à optimiser leur prise en charge clinique et thérapeutique , de dévoiler de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement de la pathologie. Dans ce contexte, nous avons ciblé trois bio-marqueurs d'intérêt à savoir la longueur des télomères leucocytaires (LTL) et le niveau d'expression leucocytaire des gènes c-Fos (impliqué dans les processus inflammatoires et oxydatifs) et OGG1 (nécessaire à la réparation des lésions oxydatives de l'ADN). Nous avons donc dans une première partie de ce travail voulu vérifier l'hypothèse selon laquelle la LTL pouvait être préservée par la prise régulière de statine, une thérapeutique ayant déjà démontré ses bienfaits en terme de prévention primaire et secondaire des maladies cardio-vasculaires. De plus, nous nous sommes intéressés aux possibles relations entre les niveaux d'expression des gènes c-Fos et OGG1 et la LTL. Nous nous sommes placés dans un contexte de patients à haut risque cardiovasculaire que représentent les patients en phase aigue de l'infarctus du myocarde (IDM). Ce travail a permis de montrer que la prise régulière de statine pouvait préserver la longueur des télomères leucocytaires et ce particulièrement chez les sujets les plus jeunes (moins de 64 ans), suggérant un nouvel effet " pléïotrope " des statines. Ce travail a également permis d'identifier les gènes c-Fos et OGG1 comme étant des acteurs potentiels du maintien de l'intégrité des télomères. La seconde partie de notre travail a porté sur une étude plus approfondie du niveau de transcription du gène c-Fos en relation avec l'un des principaux facteurs de risque de la maladie athéromateuse que représente le statut tabagique chez des patients présentant une maladie coronaire. Ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois une relation entre le niveau d'expression de c-Fos et le statut tabagique des sujets, suggérant que l'une des voies possibles de toxicité du tabac pourrait faire intervenir les voies de signalisations impliquant c-Fos. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence trois bio-marqueurs intéressants dans le domaine de la pathologie athéromateuse : 1- La longueur des télomères leucocytaires qui peut être une des voies d'action bénéfique des statines en prévention précoce des maladies cardio-vasculaires, 2- Le niveau d'expression du gène OGG1 comme étant un des acteurs potentiels du maintien de l'intégrité des télomères, 3- Le niveau d'expression du gène c-Fos comme marqueur cumulatif d'exposition tabagique et potentiel acteur des effets délétères du tabac. Restent à préciser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu et ainsi développer des stratégies thérapeutiques adéquates afin d'optimiser la prise en charge des patients souffrant de pathologies athéromateuses.

The expanding therapeutic use of thalidomide (TD) remains limited by its species-specific teratogenicity in humans and rabbits, but not rodents. The R and S isomers of TD may be selectively responsible for its respective therapeutic and teratogenic effects, but rapid in vivo racemization makes this impossible to confirm. Fluorothalidomide (FTD), a fluorinated TD analogue with stable, non-racemizing isomers, may serve as a model compound for determining stereoselective effects. In vivo, FTD was undetectable in plasma, suggesting rapid breakdown, as confirmed in vitro, where FTD hydrolyzed up to 22-fold faster than TD. Unlike TD, FTD in pregnant rabbits and mice was highly toxic and lethal to both dams and fetuses. In rabbit embryo culture, FTD initiated optic (eye) vesicle and hindbrain but not classic limb bud embryopathies. Chemical instability, potent general toxicity and absence of limb bud embryopathies make FTD an unsuitable stereoselective model for TD teratogenesis. TD teratogenesis may involve its bioactivation by embryonic prostaglandin H synthases (PHSs) to a free radical intermediate that increases embryopathic reactive oxygen species (ROS) formation. However, the teratogenic potential of rapidly formed TD hydrolysis products and the determinants of species-specific teratogenesis are unclear. For some teratogens, mouse strains that are resistant in vivo are susceptible in embryo culture, suggesting maternal and/or placental determinants of risk. However, TD and two hydrolysis products, 2-phthalimidoglutaramic acid (PGMA) and 2-phthalimidoglutaraic acid (PGA), were non-embryopathic in CD-1 mouse embryo culture. Also, mice deficient in oxoguanine glycosylase 1 (OGG1), which repairs oxidatively damaged DNA, were resistant to TD embryopathies in culture and in vivo. Therefore, murine resistance to TD teratogenesis is dependent on embryonic factors, rather than maternal/placental determinants or increased DNA repair. In contrast, rabbit embryos exposed in culture to TD, PGMA and PGA exhibited head/brain, otic (ear) vesicle and classic limb bud embryopathies, validating the first mammalian embryo culture model for TD teratogenesis and providing the first evidence of a teratogenic role for TD hydrolysis products. Pretreatment with eicosatetraynoic acid (ETYA), a dual PHS/lipoxygenase inhibitor, or phenylbutylnitrone (PBN), a free radical spin trapping agent, completely blocked TD, PGMA and PGA-initiated embryopathies, implicating a PHS-dependent, ROS-mediated embryopathic mechanism.

The expanding therapeutic use of thalidomide (TD) remains limited by its species-specific teratogenicity in humans and rabbits, but not rodents. The R and S isomers of TD may be selectively responsible for its respective therapeutic and teratogenic effects, but rapid in vivo racemization makes this impossible to confirm. Fluorothalidomide (FTD), a fluorinated TD analogue with stable, non-racemizing isomers, may serve as a model compound for determining stereoselective effects. In vivo, FTD was undetectable in plasma, suggesting rapid breakdown, as confirmed in vitro, where FTD hydrolyzed up to 22-fold faster than TD. Unlike TD, FTD in pregnant rabbits and mice was highly toxic and lethal to both dams and fetuses. In rabbit embryo culture, FTD initiated optic (eye) vesicle and hindbrain but not classic limb bud embryopathies. Chemical instability, potent general toxicity and absence of limb bud embryopathies make FTD an unsuitable stereoselective model for TD teratogenesis. TD teratogenesis may involve its bioactivation by embryonic prostaglandin H synthases (PHSs) to a free radical intermediate that increases embryopathic reactive oxygen species (ROS) formation. However, the teratogenic potential of rapidly formed TD hydrolysis products and the determinants of species-specific teratogenesis are unclear. For some teratogens, mouse strains that are resistant in vivo are susceptible in embryo culture, suggesting maternal and/or placental determinants of risk. However, TD and two hydrolysis products, 2-phthalimidoglutaramic acid (PGMA) and 2-phthalimidoglutaraic acid (PGA), were non-embryopathic in CD-1 mouse embryo culture. Also, mice deficient in oxoguanine glycosylase 1 (OGG1), which repairs oxidatively damaged DNA, were resistant to TD embryopathies in culture and in vivo. Therefore, murine resistance to TD teratogenesis is dependent on embryonic factors, rather than maternal/placental determinants or increased DNA repair. In contrast, rabbit embryos exposed in culture to TD, PGMA and PGA exhibited head/brain, otic (ear) vesicle and classic limb bud embryopathies, validating the first mammalian embryo culture model for TD teratogenesis and providing the first evidence of a teratogenic role for TD hydrolysis products. Pretreatment with eicosatetraynoic acid (ETYA), a dual PHS/lipoxygenase inhibitor, or phenylbutylnitrone (PBN), a free radical spin trapping agent, completely blocked TD, PGMA and PGA-initiated embryopathies, implicating a PHS-dependent, ROS-mediated embryopathic mechanism.