Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le cancer du sein (BCa) est une maladie complexe, avec des taux de survie qui diminuent à mesure que la maladie progresse. Dans le BCa, la rigidité tissulaire et la densité de la matrice extracellulaire sont des caractéristiques tumorales utilisées pour la détection et l'évaluation des risques. Ces changements dans le microenvironnement tumoral déclenchent une réponse cellulaire, entraînant une augmentation de la prolifération, de la survie et du potentiel invasif des cellules tumorales, réduisant ainsi l'efficacité du traitement. Alors que les cellules tumorales tentent de s'adapter à leur nouvel environnement plus rigide, elles deviennent plus contractiles, ce qui peut potentiellement entraîner un stress mécanique intracellulaire. Le co-chaperon moléculaire BAG3 et ses protéines partenaires sont des composantes clés de la réponse cellulaire adaptative au stress, notamment dans les cellules musculaires hautement contractiles qui sont soumises à un stress mécanique médié par l'actine. Notre laboratoire a récemment montré que BAG3 joue un rôle critique dans la régulation de la dynamique de l'actine pendant la division cellulaire dans les cellules tumorales. Cependant, son rôle dans l'adaptation des cellules aux changements de rigidité du microenvironnement tumoral et à leur résistance au stress mécanique demeure méconnu. Dans ce contexte, cette étude vise à définir le rôle de BAG3 dans la régulation de la réponse des cellules BCa à l'augmentation de la rigidité de la matrice extracellulaire. Nous émettons l'hypothèse que BAG3 régule la réponse mécanique des cellules tumorales à une augmentation de rigidité du microenvironnement tumoral. Pour analyser cette hypothèse, la présente étude comporte deux objectifs spécifiques : 1. Analyser l'impact de BAG3 sur la régulation de la contractilité cellulaire des cellules invasives du cancer du sein ; 2. Analyser la régulation de BAG3 par la rigidité de la matrice extracellulaire. En utilisant la microscopie de force de traction et les essais de compaction du collagène, nos résultats expérimentaux montrent que des substrats de matrice extracellulaire plus rigides augmentent les niveaux de contractilité cellulaire des deux lignées cellulaires de cancer du sein triple négatif (TNBC) étudiées, soit les cellules triple négatif MDA-MB-231 et MDA-MB-468. Notamment, la réduction des niveaux de BAG3 à l'aide d'ARN interférents a diminué les niveaux de contractilité cellulaire dans les cellules MDA-MB-231 qui présentent un phénotype mésenchymal. Dans ces cellules, la déplétion de BAG3 a également réduit la localisation nucléaire du facteur co-transcriptionnel YAP, un régulateur clé de la réponse mécanique cellulaire. Cependant, la déplétion de BAG3 n'a pas affecté la contractilité cellulaire et la localisation de YAP dans les cellules MDA-MB-468 présentant un phénotype épithélial. De manière consistante, nous avons observé que la rigidité de la matrice extracellulaire régule les niveaux de BAG3 dans les cellules MDA-MB-231, mais pas dans les cellules MDA-MB-468. Ces résultats suggèrent que BAG3 est mécaniquement régulée et contrôle la réponse cellulaire adaptative à la rigidité du substrat, d'une manière qui dépend du contexte cellulaire. Les résultats obtenus dans cette étude révèlent une interaction entre la fonction du co-chaperon BAG3 et les propriétés mécaniques du microenvironnement tumoral qui pourrait influencer le potentiel invasif des TNBC. / Breast cancer (BCa) is a multifaceted disease, with survival rates decreasing as the disease progresses. In BCa, changes in tissue stiffness and extracellular matrix density are characteristics used for detection and risk assessment. Changes in tumor mechanics trigger a cellular adaptive response, resulting in increased proliferation, survival, and invasiveness which may reduce therapy efficiency. As tumor cells try to adapt to their new stiffer environment, they become more contractile, potentially resulting in intracellular mechanical stress. The BAG3 cochaperone and its partner proteins are key components of the adaptive stress response, notably in highly contractile muscle cells subjected to actin-mediated mechanical stress. Our lab recently showed that BAG3 is critical in regulating actin dynamics during cell division in tumor cells. However, the role of BAG3 in the adaptation of cells to changes in the rigidity of the tumor microenvironment and their resistance to mechanical stress remains to be determined. In this context, this project aims to investigate the role of BAG3 in regulating BCa cell response to increasing substrate stiffness. We hypothesize that BAG3 regulates the mechanical response of tumor cells to increased stiffness of the tumor microenvironment. To analyze this hypothesis, the present study has two specific objectives: 1. Analyze the impact of BAG3 on cell contractility regulation in invasive breast cancer cells; 2. Analyze the regulation of BAG3 by the stiffness of the extracellular matrix. Using traction force microscopy and collagen compaction assays, our experimental results show that stiffer extracellular matrix substrates increase cellular contractility levels in two triple-negative BCa (TNBC) cell lines, namely MDA-MB-231 and MDA-MB-468 cells. Notably, the downregulation of BAG3 using small interfering RNAs resulted in decreased cell contractility only in the MDA-MB-231 cells showing a mesenchymal phenotype. In these cells, BAG3 depletion also reduced the nuclear localization of the co-transcriptional regulator YAP, a key regulator of the mechanical cell response. However, the depletion of BAG3 did not affect cell contractility and YAP localization in MDA-MB-468 cells, which exhibit an epithelial phenotype. Consistently, we observed that the stiffness of the extracellular matrix regulates BAG3 levels in MDA-MB-231 cells, but not in MDA-MB-468 cells. These results suggest that BAG3 is mechanically regulated and controls the adaptive cellular response to substrate stiffness in a manner that depends on the cellular context. Our results have unraveled an interplay between the function of the cochaperone BAG3 and the mechanical properties of the tumor microenvironment that may be significant for TNBC cell invasiveness.

L’Ataxie de Friedreich est une maladie génétique rare et grave, associant une neurodégénérescence, une cardiomyopathie et un diabète. Elle est causée par une réduction drastique d’une protéine mitochondriale appelée frataxine. L’approche de notre laboratoire sera donc de développer sur des cellules en culture et dans un modèle animal une thérapie moléculaire qui aura pour but de fournir aux cellules une protéine frataxine recombinante et réduire si possible les symptômes de la maladie. Afin de permettre la transduction de la frataxine, nous l'avons fusionné à un domaine de transduction protéique (Cell Penetrating Peptides, CPP) comme Tat ou Pep-1. Ces peptides sont bien connus pour leur capacité d’acheminer, dans les cellules, les protéines auxquelles ils sont fusionnés par des vésicules d’endocytose, mais également d’être libérées de ces derniers pour participer au métabolisme de la cellule. Des observations préliminaires obtenues, nous concluons que les protéines Tat-Frataxine et Pep-1-Frataxine assurent in vitro et in vivo la viabilité des cellules déficientes en frataxine endogène. / Friedreich Ataxia is a rare and serious genetic disease involving neurodegeneration, cardiomyopathy and diabetes. It is caused by a drastic reduction of a mitochondrial protein called frataxin. The approach of the laboratory will be to develop on in vitro cells and in vivo mice models, a molecular therapy that will aim to provide the cells with a recombinant protein frataxin and if possible reduce the symptoms of the disease. To enable transduction of frataxin, we fused it to a protein transduction domain (Cell Penetrating Peptides, CPP), Tat or Pep-1. These peptides are well known for their ability to allow the penetration into the cells of the proteins to which they are fused through endocytosis vesicles, but also to be released from these vesicles to take part in the cell metabolism. Preliminary observations led us to conclude that the Tat-Frataxin and Pep-1-Frataxin protein enhance in vitro and in vivo the viability of cells deficient in endogenous frataxin.

L'anémie de Fanconi (FA) est une maladie multigénique récessive rare qui atteint les enfants en bas âge. Plusieurs protéines FA forment un complexe nucléaire essentiel à l'activité de la voie de l'anémie de Fanconi au cours des mécanismes de réparation de l'ADN et d'apoptose ainsi qu'au cours du cycle cellulaire et du développement. Les patients FA présentent tous une pancytopénie qui résulte du non renouvellement des cellules souches de la moelle osseuse et sont souvent atteints de malformations congénitales. Malgré les récentes avancées sur la compréhension de la dynamique et de la régulation de la voie Fanconi, la fonction de la plupart des protéines FA demeure toujours inconnue. L'objectif principal du projet de recherche était donc d'identifier d'éventuels partenaires biochimiques de la protéine FANCC par un criblage de banque d'ADNc afin de mieux comprendre la fonction des protéines FA dans les divers mécanismes cellulaires. Deux interacteurs potentiels retenus, soit CtBPl et UNC5A, ont été analysés pour leur capacité à interagir ou colocaliser avec d'autres protéines Fanconi par double hybride dans la levure, par coimmunoprécipitation et par immunofluorescence. Il a été montré que CtBPl interagit avec le complexe Fanconi et que UNC5A interagit avec la protéine FANCC. Aussi, l'activation de la voie Wnt induit une translocation nucléaire et une colocalisation des protéines F ANC A, FANCC et CtBPl. L'interaction directe entre le corépresseur CtBPl et le complexe FA suggère un rôle de la voie Fanconi dans les mécanismes de développement par le biais de la voie de développement Wnt. D'autres analyses sont nécessaires pour postuler sur l'implication de la protéine UNC5A dans l'anémie de Fanconi.

Les protéines activatrices de la guanylate cyclase (GCAPs) font partie de la famille des neuroprotéines sensibles au Ca²⁺ (NCS) et celle des protéines à EF-Hand. Il a été proposé que le mécanisme de Ca²⁺-myristoyl switch avait lieu chez toutes les protéines de la famille des NCS. Les travaux présentés dans ce mémoire permettent de déterminer si ce mécanisme est observé chez la GCAP1. En effet, des travaux de liaison membranaire à des monocouches de Langmuir effectués avec la GCAP1 ont permis d’observer ce mécanisme. De plus, l’utilisation d’un analogue du myristoyle, le 13-oxa-myristoyle, a aussi permis d’observer un Ca²⁺-myristoyl switch chez la GCAP1. Effectivement, des mesures en résonance magnétique nucléaire (RMN) ont démontré que la présence de cet analogue favorise l’extrusion du myristoyle. Finalement, différentes analyses par RMN ont été effectuées afin de déterminer si cette méthode pourrait permettre de déterminer la structure de la forme active de la GCAP1.

Les insectes comestibles tels que le ver de farine (Tenebrio molitor) constituent une source protéique émergente en Occident en prévision des défis de sécurité alimentaire reliés à l’augmentation de la population. Le défi majeur étant l’acceptabilité, un des leviers pour contrer cette problématique est d’incorporer les insectes, matrice riche en protéines, sous forme d’ingrédients (concentrés ou isolats protéiques) à des matrices alimentaires complexes faisant déjà partie intégrante des habitudes de consommation. Toutefois, les connaissances sur ce type de protéines non conventionnelles restent à développer. À titre d’exemple, bien que la production de concentrés protéiques d’insectes comestibles comporte certaines étapes clés telles que la délipidation, il n’existe toujours aucune méthode d’extraction officielle. Malgré que diverses méthodes de délipidation aient été étudiées, l’extraction des lipides de la matrice d’insectes par l’hexane est à ce jour la méthode la plus utilisée. Toutefois, son effet sur la modification du profil des protéines et de leurs propriétés fonctionnelles est actuellement inconnu. Par conséquent, l’objectif du mémoire de maîtrise vise à évaluer l’effet d’une délipidation à l’hexane sur le profil protéique du ver de farine, sa solubilité et son pouvoir moussant. Les résultats ont montré que l’étape de délipidation permettait d’augmenter la teneur protéique des ingrédients d’insectes. Ils ont aussi montré que les profils protéiques des ingrédients bruts (non délipidés) et délipidés étaient similaires, peu importe le traitement appliqué. Cependant, certaines différences spécifiques (e.x. hexamerine 2) entre les protéines majeures des différents extraits ont été identifiées. De plus, il a été observé que l’étape d’extraction des lipides diminuait la solubilité des protéines des extraits près du point isoélectrique et augmentait drastiquement le pouvoir moussant des ingrédients. Par conséquent, la délipidation à l’hexane intégrée dans le processus de production d’ingrédients de T. molitor semble essentielle afin d’augmenter leur teneur protéique et d’améliorer certaines de leurs fonctionnalités. / There is a growing interest in the use of insects such as mealworms (Tenebrio molitor) as an alternative protein source in many Western countries in anticipation of the food security challenges related to the worldwide population growth. Nevertheless, food neophobia represents the major challenge which negatively affects the social acceptability of this alternative food resource. It was suggested that the integration of edible insects as food ingredients (protein concentrate or isolate) in different food formulations could enhance the consumer acceptability. However, the knowledge surrounding this unconventional protein source is scarce. For instance, while the defatting process of edible insects represents the first step to produce protein ingredients, there is still no official defatting method. Multiple defatting methods have been explored in the literature. The most efficient method for lipid removal from the solid insect matrix remains conventional solvent extraction with hexane. However, its impact on protein profiles and techno-functionality is still unclear. Consequently, the aims of this work were to compare the protein profile of hexane-defatted and non-hexane-defatted T. molitor meals and protein extracts and to evaluate hexane’s impact on protein solubility and foaming properties. Results showed that hexane-defatting of T. molitor meal increased the total protein content of the insect ingredients. Profiles for major proteins were similar between hexane-defatted and non-defatted samples. However, some specific differences (e.g. hexamerin 2) were observed and characterized by proteomic tools. The defatting step reduced the solubility of T. molitor protein extracts near the isoelectric point, and drastically increased the foaming capacity of the hexane-defatted fractions. Consequently, we conclude that the hexane-defatting step is essential to produce high-value added T. molitor ingredients with increased protein content and improved functionality.

En raison de préoccupations environnementales, économiques et sociales, de nombreux efforts ont été déployés au cours des dernières années afin de développer de nouvelles voies de valorisation des co-produits issus de l'industrie de transformation du poisson. À cet effet, il a été constaté que la transformation de ces co-produits en hydrolysats représentait une avenue d'intérêt puisque celle-ci permettait de produire des ressources ayant des activités biologiques. Toutefois, malgré ces aspects prometteurs, les hydrolysats de poisson présentent également l'inconvénient majeur d'être associés à des odeurs déplaisantes ce qui limite leur utilisation. Ainsi, le développement d'une méthode de désodorisation efficace revêt, dans ce contexte, un caractère crucial. L'objectif principal de cette thèse était de développer une méthode de désodorisation appliquée à un hydrolysat de laitance de hareng en évaluant, pour ce faire, la performance des procédés d'électrodialyse (ED) et de désaération à réduire le contenu odorant de cet hydrolysat. Dans un premier temps, le contenu odorant de l'hydrolysat de laitance de hareng a été caractérisé. Il a alors été démontré que le contenu odorant de cet hydrolysat comprenait 15 composés considérés comme principaux contributeurs à son odeur ainsi que les molécules de diméthylamine (DMA), triméthylamine (TMA) et d'oxyde de triméthylamine (TMAO). Ensuite, la performance des procédés d'ED et de désaération à réduire ce contenu odorant a été évaluée. L'ED ne s'est pas avérée performante à des fins de désodorisation et ce, indépendamment des conditions de pH et de courant testées. En revanche, le procédé de désaération a permis de réduire le contenu des composés considérés comme ayant une contribution significative à l'odeur de l'hydrolysat lorsque le traitement a été conduit à pH 7. Également, il a été constaté que la simple basification de l'hydrolysat à pH 10 permettait de conduire à une diminution significative du contenu des principaux contributeurs à l'odeur de ce dernier. Dans un second temps, puisque le traitement de désaération à pH 7 ainsi que la simple basification ont été identifiés comme des avenues d'intérêt afin de réduire le contenu odorant de l'hydrolysat de laitance de hareng, un intérêt particulier a été porté à ces deux conditions. Plus précisément, comme les solutions d'hydrolysat correspondant à ces conditions avaient subi en premier lieu un ajustement de pH puis un brassage d'une nuit sous inertie avant que d'être finalement traitées ou non par désaérateur, il demeurait indispensable de venir préciser le rôle respectif de chacune de ces étapes sur le contenu odorant ciblé. Il a alors été démontré que le brassage sous inertie n'avait aucun impact sur le contenu odorant ciblé contrairement au pH et au désaérateur. En effet, à pH 7, le désaérateur s'est avéré performant pour réduire le contenu des principaux contributeurs à l'odeur de l'hydrolysat du fait de leur meilleure disponibilité. A contrario, le traitement de désaération à pH 10 s'est accompagné d'une diminution dans le contenu en TMA et en DMA du fait de leur meilleure disponibilité sous de telles conditions. Finalement, lorsque la combinaison d'un traitement de désaération à pH 7 et d'une basification subséquente a été évaluée, une baisse significative du contenu des principaux contributeurs à l'odeur de l'hydrolysat a également été observée. Les analyses sensorielles ont confirmé que la combinaison d'un traitement de désaération à pH 7 et d'une basification subséquente ainsi que le simple traitement de désaération à pH 10 étaient les conditions les plus optimales pour désodoriser l'hydrolysat de laitance de hareng. Finalement, la méthode de désodorisation a été optimisée. À cet effet, la combinaison de traitements de désaération en conditions neutre et basique peut être considérée comme l'avenue la plus optimale afin de désodoriser l'hydrolysat de laitance de hareng. La performance de ces résultats a également été démontrée d'un point de vue sensoriel. De plus, un tel traitement n'a pas affecté la capacité antioxydante de l'hydrolysat de laitance de hareng. Ainsi, les travaux entrepris dans le cadre de cette thèse ont permis de développer une méthode de désodorisation efficace et simple d'utilisation d'un hydrolysat de laitance de hareng. Ceci offre donc l'opportunité d'accroître le potentiel d'utilisation de cette ressource d'intérêt. / Due to environmental, economic and social concerns, many efforts have been made over the past few years to develop new valorization ways of by-products originating from the fish processing industry. For this purpose, the transformation of these by-products into hydrolysates was perceived as a promising avenue since it could result in the production of resources evidencing biological activities. Nevertheless, in spite of these promising aspects, fish hydrolysates present as well the major drawback to be associated with off-flavors limiting their use. Therefore, the development of an effective deodorization method appears to be, in this context, of significant importance. The main objective of this thesis was to develop a deodorization method applied to herring milt hydrolysate by assessing, to do so, the performance of electrodialysis (ED) and deaeration processes to reduce the odorous content of this hydrolysate. Firstly, the odorous content of herring milt hydrolysate was characterized. It was demonstrated that the odorous content of this hydrolysate included 15 compounds considered as being the main contributors to its odor as well as the molecules of dimethylamine (DMA), trimethylamine (TMA) and trimethylamine oxide (TMAO). Then, the performance of ED and deaeration processes to reduce this odorous content was assessed. At that stage, it was noticed that ED was not effective for deodorization purposes, independently of the pH and current conditions. On the contrary, the deaerator was efficient to reduce the content of the compounds considered as being the most potent odor-active ones of the hydrolysate while the treatment was conducted at pH 7. Also, it was found that the simple basification of the hydrolysate at pH 10 led to a significant decrease in the content of the most potent odor-active compounds. Secondly, since the deaerator treatment at pH 7 and the simple basification were identified as avenues of interest to reduce the odorous content of herring milt hydrolysate, a particular attention was paid regarding these two conditions. More precisely, since such results were obtained on herring milt hydrolysate solutions whose pH was first adjusted either to 7 or 10 before being stirred overnight with nitrogen and then treated or not by deaerator, in order to develop an optimal deodorization method, it remained essential to clarify the respective role of each of these steps. It was demonstrated that the overnight stirring had no impact on the targeted odorous content on the contrary to pH and deaeration step. In fact, at pH 7, the deaerator was shown to be effective to reduce the content of the most potent odor-active compounds of herring milt hydrolysate due to their better availability. On the contrary, the deaerator treatment at pH 10 was shown to be effective to reduce the DMA and TMA contents due to their better availability under such conditions. Finally, while the combination of the deaerator treatment at pH 7 and the subsequent basification was assessed, a significant decrease in the content of the most potent odor-active compounds was observed as well. Sensory analyses confirmed that the combination of deaerator treatment at pH 7 and subsequent basification as well as a simple deaerator treatment at pH 10 were the most optimal conditions for the deodorization of herring milt hydrolysate. Finally, the deodorization method by deaerator was optimized. Deaerator treatments under neutral and basic conditions could be considered as the most optimal avenue for the deodorization of herring milt hydrolysate. The performance of these results was demonstrated from a sensorial point of view as well. Also, such treatment had no impact on the antioxidant capacity of herring milt hydrolysate. This thesis work allowed to develop an effective and easy-to-use deodorization method of herring milt hydrolysate. Therefore, this represents the opportunity to increase the potential for the use of this valuable resource.

L'anémie de Fanconi (FA) est caractérisée par une aplasie médullaire, un risque accru de développer des cancers, ainsi que plusieurs types de malformations congénitales. La voie de NOTCH1 est impliquée dans l'embryogenèse et le maintien des cellules souches hématopoïétiques (HSC), qui sont déréglés chez les patients FA. Puisque les voies signalétiques de l'anémie de Fanconi et de NOTCH1 jouent un rôle essentiel dans l'hématopoïèse et le développement, nous avons étudié les liens qui existent entre les protéines FA et Hairy Enhancer of Split 1 (HES1), un effecteur de la voie de NOTCH1. Nous avons montré une interaction entre l'effecteur HES1 et le complexe FA, nécessaire à l'intégrité de la voie de l'anémie de Fanconi. Nos résultats indiquent également que la protéine HES1, en plus d'être un partenaire du complexe FA, est une cible de son activité E3 ubiquitine ligase. De plus, nous avons montré que le complexe FA est un co-régulateur de l'expression génique des cibles de l'effecteur HES1, en bloquant la formation du complexe de répression transcriptionnelle HESl-TLE/Gro. Finalement, l'étude fonctionnelle de l'interaction du complexe FA avec HES1 nous a permis de comprendre l'inter-relation qui existe entre les voies signalétiques de l'anémie de Fanconi et de NOTCH1, par le biais de l'effecteur HES1.

La maladie d’Alzheimer (MA) représente aujourd’hui la forme de démence la plus commune pour laquelle il n’existe toujours pas de traitement curatif. Dans le cerveau, elle se caractérise par la présence de deux agrégats protéiques majeurs : les plaques amyloïdes qui résultent de l’accumulation extracellulaire d’un peptide nommé peptide amyloïde, et les enchevêtrements neurofibrillaires correspondant à l’agrégation intra-neuronale d’une protéine nommée Tau qui se trouve dans un état anormalement hyperphosphorylé. La pathologie Tau est importante puisque son étendue corrèle avec le degré du déficit cognitif retrouvé dans la MA. Seule une petite proportion des cas de la MA est causée par des mutations génétiques. En revanche, l’étiologie de la majorité des cas (~99%), qui est d’origine sporadique et à apparition tardive, semble être multifactorielle, avec des facteurs externes pouvant interagir avec des susceptibilités biologiques ou génétiques afin d’accélérer la manifestation de la maladie. Au cours de la dernière décennie, des données cliniques et précliniques émergentes suggèrent que le diabète sucré et la dysfonction de l’insuline qui l’accompagne pourrait représenter l’un de ces facteurs. En plus de son rôle métabolique, l’insuline a été rapportée pour avoir un rôle neurotrophique et régulateur dans le cerveau humain. Plus particulièrement, des études in vitro ont montré que l’insuline est capable de moduler la phosphorylation de Tau dans les cellules neuronales. Cette hypothèse a été par la suite renforcée par les observations d’hyperphosphorylation de Tau dans les cerveaux de souris montrant des anomalies au niveau de la signalisation de l’insuline. Malgré toutes ces données, on connaît très peu concernant l’impact du diabète sur la pathologie Tau in vivo. Le but global de ce projet de doctorat a été donc de clarifier l’impact du diabète sur la pathogenèse de la protéine Tau, dans deux modèles génétiques de diabète de type 1 (DT1) et diabète de type 2 (DT2), qui sont les souris NOD (non-obese-diabetic) et les souris ob/ob, respectivement. Nos résultats montrent que le DT1 entraine une hyperphosphorylation progressive de Tau qui commence à être détectée même en absence de toute dérégulation dans le métabolisme du glucose. De plus, cette hyperphosphorylation est plus prononcée en présence des caractéristiques du DT1 (hyperglycémie et glycosurie) et encore plus amplifiée en présence de l’hypothermie. D’une manière intéressante, nos résultats suggèrent que l’hyperphosphorylation de Tau chez ces souris corrèle avec une dérégulation de PP2A (protein phosphatase 2A), l’une des phosphatases les plus importantes de Tau in vivo. Quant au DT2, nos résultats montrent une hyperphosphorylation de Tau chez les souris ob/ob à 4 et 26 semaines, au niveau de plusieurs sites spécifiques. De plus, ces souris développent une hypothermie modérée, mais le rétablissement de la normothermie ne restaure pas les niveaux de phosphorylation de Tau, ce qui suggère que cette hyperphosphorylation serait plutôt la conséquence des composantes du DT2, et non pas de l’hypothermie qui en résulte. D’une manière intéressante, nos résultats ne montrent pas de dérégulation au niveau des protéines impliquées dans la voie de signalisation de l’insuline, suggérant par conséquent que, d’autres facteurs, probablement associés à l’obésité, pourraient contribuer à l’hyperphosphorylation de Tau dans le DT2. La compréhension des mécanismes qui sous-tendent la corrélation entre la dysfonction de l’insuline et la pathologie Tau aidera par la suite à trouver de nouvelles cibles thérapeutiques visant à contrôler la progression de la maladie. / Alzheimer’s disease (AD) is the leading form of dementia. There is actually no cure for AD, but even a treatment that would slow down the progression of the disease by 5 or 10 years will have a tremendous socio-economic impact for Canada. The neuropathological hallmarks of Alzheimer's disease include senile plaques of -amyloid (A) peptides (a cleavage product of the amyloid precursor protein, or APP), and neurofibrillary tangles (NFT) of hyperphosphorylated Tau protein assembled in paired helical filaments (PHF). NFT pathology is important since it correlates with the degree of cognitive impairment in AD. Only a small proportion of AD is due to genetic variants, the large majority of cases (~99%) is late onset and sporadic in origin. The cause of sporadic AD is likely to be multifactorial, with external factors interacting with biological or genetic susceptibilities to accelerate the manifestation of the disease. Diabetes mellitus (DM) might be such factor, as there is extensive data from epidemiological studies suggesting that DM is associated with an increased relative risk for AD. Type 1 diabetes (T1DM) and type 2 diabetes (T2DM) are known to affect multiple cognitive functions in patients. However, the consequences of both type of diabetes on AD pathology are not well understood. The challenge is therefore to better understand the mechanisms of AD pathology and how they are affected by factors such as diabetes. The overall goal of this project is therefore to clarify the impacts that diabetes have on Tau protein pathogenesis, in two well-characterized mouse models of T1DM and T2DM: NOD (non-obese diabetic) and ob/ob mice, respectively. Our data suggest that spontaneous T1DM provokes a progressive Tau hyperphosphorylation that begin to be detectable in adult mice even during the non-diabetic stage, where there is no apparent deregulation of glucose metabolism. We further show that Tau phosphorylation is greatly exacerbated in the presence of principal T1DM features, notably hyperglycemia and glycosuria, and further amplified by hypothermia. Finally, we demonstrate that Tau hyperphosphorylation during T1DM is likely attributable to a deregulation in PP2A (protein phosphatase 2A), the major Tau phosphatase in vivo. Furthermore, we show that ob/ob male mice aged 4 and 26 weeks present Tau hyperphosphorylation at specific sites, but also have mild hypothermia. However, restoring normothermia did not rescue Tau hyperphosphorylation to control levels. These data indicate that Tau hyperphosphorylation accompanies major features of T2DM. Interestingly, we did not observe any deregulation in the proteins implicated in the insulin-signaling pathway, suggesting that other obesity-associated factors, contribute to Tau phosphorylation in ob/ob mice. In turn, this understanding will help the development of treatments or life-style strategies destined to check the advance of the disease.

La thérapie génique sans transfert de gène utilisant les endonucléases de restriction spécifiques est une des approches thérapeutiques qui visent à la mise au point d’un traitement curatif de la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Afin de corriger le gène de la dystrophine avec les nucléases à doigt de zinc (ZFNs) en ciblant l’exon 50, nous avons produit les protéines ZFNs dans les bactéries et les avons purifiées. Les résultats obtenus après les essais in vitro montrent que les ZFNs produites reconnaissent d’une manière spécifique la séquence cible située au niveau de l’exon 50 du gène DYS et peuvent y générer d’une manière précise les coupures double-brin. Ils montrent également que les protéines ZFNs produites peuvent être transfectées, avec ou sans agent de transfection, dans les myoblastes des patients dystrophiques Duchenne en culture. / Gene therapy without gene transfer using specific restriction endonucleases is a therapeutic approaches aimed at the development of a cure for Duchenne muscular dystrophy (DMD). To correct the dystrophin gene with zinc finger nucleases (ZFNs) targeting exon 50of DYS gene, we produced ZFNs proteins in bacteria and purified them. The results obtained after in vitro assays show that ZFNs produced specifically recognize a target sequence located in exon 50 of the gene DYS and can be generated in a precise manner the double strand breaks. They also show that ZFNs produced proteins can be transduced with or without agent transduction, in cultured myoblasts of patients’ Duchenne dystrophy.