Les analgésiques tel que le paracétamol, ou acétaminophène (ACE), et les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) comme l’aspirine et l’ibuprofène, sont largement utilisés dans le monde pour soulager douleur, fièvre ou inflammation. Ces médicaments, vendus sans ordonnance et souvent pris en automédication, sont de plus en plus utilisés par les femmes enceintes depuis les années 1990, notamment aux États-Unis et en Europe. De nombreuses études de cohorte ont mis en avant l’association entre la prise de ces molécules par les femmes durant le premier et deuxième trimestre de grossesse, et l’apparition de malformations congénitales des organes reproducteurs des garçons nouveau-nés, comme la cryptorchidie ou l’hypospadias. Ces analgésiques inhibent l’activité enzymatique des cyclooxygénases (Cox), qui catalysent l’étape clef de la voie de biosynthèse des prostaglandines (PGs), dont la prostaglandine D2 (PGD2), impliquée dans la détermination sexuelle des lignées somatique et germinale de la gonade mâle chez la souris. Afin d’étudier si la gonade embryonnaire peut constituer une cible de ces molécules, l’objectif principal de cette thèse a été d’analyser l’impact de l’exposition in utero à l’ACE, l’aspirine et l’ibuprofène seuls ou en combinaison, pendant la période de détermination sexuelle (de 10,5 à 13,5 jours post coitum (jpc) chez la souris). Des doses « thérapeutiques » similaires à celles utilisées chez l’Homme ont été administrées par voie orale. Mon travail a permis de démontrer que l’exposition in utero à la combinaison des deux drogues ACE et ibuprofène induisait, dans le testicule embryonnaire, une accélération de la différenciation de la lignée germinale du testicule embryonnaire, précurseurs des gamètes à l’âge adulte, par le biais d’une reprogrammation épigénétique avancée, ainsi qu’une augmentation du stockage du glycogène dans les cordons testiculaires, via l’activation de l’expression des gènes de la matrice extracellulaire. De plus, ce projet a permis d’identifier pour la première fois le profil d’expression des prostaglandines dans le testicule embryonnaire de souris. Dans un deuxième temps, l’impact de l’exposition in utero à ces drogues sur la stéroïdogenèse a été étudié, en parallèle avec l’étude sur le rôle de la PGD2 dans les cellules stéroïdogènes (cellules de Leydig) dans le testicule fœtal de souris à 17,5 jpc. Ces résultats pourraient conduire à modifier l’utilisation de ces médicaments chez la femme, au cours des deux premiers trimestres de grossesse. / Mild analgesics such as paracetamol, or acetaminophen (ACE), and nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) such as aspirin and ibuprofen, are widely used worldwide for relieving pain, fever or inflammation. These over-the-counter drugs are often taken as self-medication, and are increasingly used by pregnant women since the 1990s, particularly in the United States and Europe. Many cohort studies have highlighted the association between intake of these molecules by women during the first and second trimester of pregnancy, and the occurrence of birth defects of the reproductive organs of newborn boys, such as cryptorchidism or hypospadias. These analgesics inhibit the enzymatic activity of cyclooxygenases (Cox), which catalyze key step in the biosynthetic pathway of prostaglandins (PGs), whose prostaglandin D2 (PGD2), involved in the male sex determination of both somatic and germinal lineages in mice. To investigate whether the embryonic gonad can be a target of these molecules, the main objective of this thesis was to analyze the impact of in utero exposure to ACE, aspirin and ibuprofen alone or in combination, during the period of sex determination (10.5 to 13.5 days post coitum (dpc) in mice). "Therapeutic" doses similar to those used in humans were orally administered. My work has shown that in utero exposure to the combination of both ACE and ibuprofen drugs induced acceleration of the differentiation of the embryonic testis germline, the precursors of gametes in adulthood, through an advanced epigenetic reprogramming, and an increase of glycogen storage in the testicular cords, via activation of extracellular matrix gene expression. In addition, this project has identified for the first time the profile of prostaglandins expression in mouse embryonic testis. Secondly, the impact of in utero exposure to these drugs on steroidogenesis was evaluated, in parallel with the study on the role of PGD2 in steroidogenic cells (Leydig cells) in mouse fetal 17.5 dpc testis. These results could lead to change the use of these drugs in women, during the first two trimesters of pregnancy.

La détermination du sexe et la différenciation des cellules germinales est un processus très organisé qui commence au stade embryonnaire et se termine à la vie adulte. Dans les gonades embryonnaires l'expression de Sry suivie par l'expression de Sox9 initie le développement testiculaire tandis que, en l'absence de l'expression de Sry, les gènes associés au sexe féminin initient le développement des ovaires. Les cellules germinales qui ont migré vers les gonades nouvellement formées continuent leur prolifération intense jusqu'à ce qu'ils s'engagent dans la voie le mâle ou femelle. La décision de devenir des cellules germinales mâle ou femelle ne dépend pas seulement du chromosome sexuel des cellules germinales, mais aussi du microenvironnement des gonades. Si les cellules germinales entrent dans la gonade femelle, ils doivent arrêter la prolifération, dépasser l'arrêt mitotique et entrer en méiose et alors s'arrêter en prophase I. Alors que si les cellules germinales entrent dans la gonade mâle, ils doivent arrêter la prolifération et entrer en arrêt de la mitose. Ici, nous montrons que, lors de la détermination du sexe embryonnaire, la prostaglandine D2 (PGD2) produite par chacune des deux enzymes: la L-PGDS et H-PGDS dans les cellules somatiques et les cellules germinales du testicule mâle participe au programme de différenciation des cellules germinales. La voie de signalisation PGD2 entraine l'arrêt de la mitose par l'activation de l'expression et de la localisation nucléaire de l'inhibiteur du cycle cellulaire p21Cip1 et en réprimant les marqueurs de pluripotence et aussi Stra8. En outre, PGD2 est responsable de l'activation du gène spécifique au mâle Nanos2. Par conséquent, ces données suggèrent que la signalisation par le récepteur de PGD2 DP2 est requise pour la différenciation correcte de la cellule germinale mâle. / The sex determination and subsequent germ cell differentiation is highly ordered process that starts at embryonic stage and completes at adult life. In the embryonic gonads Sry expression followed by Sox9 expression initiates testis development while in the absence of Sry expression, genes associated to female fate initiate ovary development. The germ cells that migrated towards newly formed gonads continue extensive proliferation until they commit to the male or female pathway. The fate decision of germ cells as male or female does not depend only on germ cell chromosomal sex but also on gonadal micro-environment. If germ cells enter into female gonad, they have to stop proliferation, pass through mitotic arrest and enter into meiosis; then arrest into prophase I. While if germ cells enter into male gonad, they have to stop proliferation and enter into mitotic arrest. Here we show that during embryonic sex determination, Prostaglandin D2 (PGD2) produced by each of the two enzymes: L-Pgds and H-Pgds in somatic cells and germ cells of testis participates in male germ cell differentiation program. PGD2 signalling supports mitotic arrest by activating the expression and nuclear localization of cell cycle inhibitor P21cip1 and by repressing pluripotency markers and PGD2 has negative effects on Stra8 expression. In addition PGD2 supports activation of male specific gene Nanos2. Hence these data suggest that PGD2 signalling through DP2 receptor is required for proper male germ cell differentiation.

L'arthrose est une maladie multifactorielle complexe. Parmi les facteurs impliqués dans sa pathogénie, les certains prostaglandines exercent un rôle inflammatoire et d’autres un rôle protecteur. La prostaglandine D2 (PGD2) est bien connue comme une PG anti-inflammatoire, qui est régulée par l’enzyme «Lipocalin prostaglandine D-synthase». Avec l’inflammation de l'arthrose, les chondrocytes essaient de protéger le cartilage en activant certaines voies de récupération dont l'induction du gène L-PGDS. Dans cette étude, nous étudions la voie de signalisation impliquée dans la régulation de l'expression du (L-PGDS) sur les chondrocytes traités avec différents médiateurs inflammatoires. Le but de projet: Nous souhaitons étudier la régulation de la L-PGDS dans le but de concevoir des approches thérapeutiques qui peuvent activer la voie intrinsèque anti-inflammatoire. Méthode et conclusions: In vivo, l'arthrose a été suivie en fonction de l’âge chez la souris ou chirurgicalement suivant une intervention au niveau des genoux de souris. Nous avons confirmé les niveaux d’expression de L-PGDS histologiquement et par immunohistochimie. In vitro, dans les chondrocytes humains qui ont été traités avec différents médiateurs de l'inflammation, nous avons observé une augmentation de l’expression de la L-PGDS dose et temps dépendante. Nous avons montré, in vivo et in vitro que l’inflammation induit une sécrétion chondrocytaire de la L-PGDS dans le milieu extracellulaire. Enfin, nous avons observé la production de différentes isoformes de la L-PGDS en réponse à l'inflammation. / Osteoarthritis is a complex multifactorial disease; many factors are involved in its pathogenesis, among those factors prostaglandins. Some prostaglandins have inflammatory role and some have anti-inflammatory role. Prostaglandin D2 (PGD2) is a well-established anti-inflammatory PG which is synthesized by the Lipocalin prostaglandin-D synthase (L-PGDS) enzyme. Upon the initiation of the inflammatory process in osteoarthritis, chondrocytes try to save themselves by activating salvage pathways, among these pathways is the induction of L-PGDS gene. In this study we are addressing the signaling pathways involved in the regulation of (L-PGDS) gene expression, in chondrocytes treated with different inflammatory mediator. Rationale: understanding the regulation of L-PGDS will allow us to design therapeutic targets that can switch on the intrinsic anti-inflammatory pathway. Method and findings: In vivo, osteoarthritis was induced in mice knees surgically or naturally following aging, the development of osteoarthritis was then confirmed histologically. The expression levels of L-PGDS were detected by Immunohistochemistry. In vitro, human chondrocytes were treated with different inflammatory mediators (interleukin-1 beta, interleukin-17, hydrogen peroxide and tert-Butyl hydroperoxide). Interestingly, in most cases chondrocytes increased expression of L-PGDS in a dose and time dependent manner. We discovered that chondrocytes release L-PGDS into the extracellular space in response to inflammation, in vivo and in vitro. Lastly we observed different isoforms of L-PGDS generated in response to inflammation.