Actuellement, on constate dans le domaine de la navigation, un besoin croissant de localisation par satellites. Apres une course a l'amelioration de la precision (maintenant proche de quelques centimetres grace a des techniques de lever d'ambiguite sur des mesures de phase), la releve du nouveau defi de l'amelioration de l'integrite du GNSS (GPS, Galileo) est a present engagee. L'integrite represente le degre de confiance que l'on peut placer dans l'exactitude des informations fournies par le systeme, ainsi que la capacite a avertir l'utilisateur d'un dysfonctionnement du GNSS dans un delai raisonnable. Le concept d'integrite du GNSS multi-constellation necessite une coordination au niveau de l'architecture des futurs recepteurs combines (GPS-Galileo). Le fonctionnement d'un tel recepteur dans le cas de passage du systeme multi-constellation en mode degrade est un probleme tres important pour l'integrite de navigation. Cette these se focalise sur les problemes lies a la navigation aeronautique multiconstellation et multi-systeme GNSS. En particulier, les conditions de fourniture de solution de navigation integre sont evaluees durant la phase d'approche APV I (avec guidage vertical). En disposant du GPS existant, du systeme Galileo et d'un systeme complementaire geostationnaire (SBAS), dont les satellites emettent sur des frequences aeronautiques en bande ARNS, la question fondamentale est comment tirer tous les benefices d'un tel systeme multi-constellation pour un recepteur embarque a bord d'un avion civil. En particulier, la question du maintien du niveau de performance durant cette phase de vol APV, en termes de precision, continuite, integrite et disponibilite, lorsque l'une des composantes du systeme est degradee ou perdu, doit etre resolue. L'objectif de ce travail de these est donc d'etudier la capacite d'un recepteur combine avionique d'effectuer la tache de reconfiguration de l'algorithme de traitement apres l'apparition de pannes ou d'interferences dans une partie du systeme GNSS multiconstellation et d'emettre un signal d'alarme dans le cas ou les performances de la partie du systeme non contaminee ne sont pas suffisantes pour continuer l'operation en cours en respectant les exigences de l'aviation civile. Egalement, l'objectif de ce travail est d'etudier les methodes associees a l'execution de cette reconfiguration pour garantir l'utilisation de la partie du systeme GNSS multi-constellation non contaminee dans les meilleures conditions. Cette etude a donc un interet pour les constructeurs des futurs recepteurs avioniques multiconstellation. / The International Civil Aviation Organization (ICAO) has defined the concept of Global Navigation Satellite System (GNSS), which corresponds to the set of systems allowing to perform satellite-based navigation while fulfilling ICAO requirements. The US Global Positioning Sysem (GPS) is a satellite-based navigation system which constitutes one of the components of the GNSS. Currently, this system broadcasts a civil signal, called L1 C/A, within an Aeronautical Radio Navigation Services (ARNS) band. The GPS is being modernized and will broadcast two new civil signals: L2C (not in an ARNS band) and L5 in another ARNS band. Galileo is the European counterpart of GPS. It will broadcast three signals in an ARNS band: Galileo E1 OS (Open Service) will be transmitted in the GPS L1 frequency band and Galileo E5a and E5b will be broadcasted in the same 960-1215 MHz ARNS band than that of GPS L5. GPS L5 and Galileo E1, E5a, E5b components are expected to provide operational benefits for civil aviation use. However, civil aviation requirements are very stringent and up to now, the bare systems alone cannot be used as a means of navigation. For instance, the GPS standalone does not implement sufficient integrity monitoring. Therefore, in order to ensure the levels of performance required by civil aviation in terms of accuracy, integrity, continuity of service and availability, ICAO standards define different systems/algorithms to augment the basic constellations. GPS, Galileo and the augmentation systems could be combined to comply with the ICAO requirements and complete the lack of GPS or Galileo standalone performance. In order to take benefits of new GNSS signals, and to provide the service level required by the ICAO, the architecture of future combined GNSS receivers must be standardized. The European Organization for Civil Aviation Equipment (EUROCAE) Working Group 62, which is in charge of Galileo standardization for civil aviation in Europe, proposes new combined receivers architectures, in coordination with the Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA). The main objective of this thesis is to contribute to the efforts made by the WG 62 by providing inputs necessary to build future receivers architecture to take benefits of GPS, Galileo and augmentation systems. In this report, we propose some key elements of the combined receivers' architecture to comply with approach phases of flight requirements. In case of perturbation preventing one of the needed GNSS components to meet a phase of flight required performance, it is necessary to be able to switch to another available component in order to try to maintain if possible the level of performance in terms of continuity, integrity, availability and accuracy. That is why future combined receivers must be capable of detecting the impact of perturbations that may lead to the loss of one GNSS component, in order to be able to initiate a switch. These perturbations are mainly atmospheric disturbances, interferences and multipath. In this thesis we focus on the particular cases of interferences and ionosphere perturbations. The interferences are among the most feared events in civil aviation use of GNSS. Detection, estimation and removal of the effect of interference on GNSS signals remain open issues and may affect pseudorange measurements accuracy, as well as integrity, continuity and availability of these measurements. In literature, many different interference detection algorithms have been proposed, at the receiver antenna level, at the front-end level. Detection within tracking loops is not widely studied to our knowledge. That is why, in this thesis, we address the problem of interference detection at the correlators outputs. The particular case of CW interferences detection on the GPS L1 C/A and Galileo E1 OS signals processing is proposed. Nominal dual frequency measurements provide a good estimation of ionospheric delay. In addition, the combination of GPS or GALILEO navigation signals processing at the receiver level is expected to provide important improvements for civil aviation. It could, potentially with augmentations, provide better accuracy and availability of ionospheric correction measurements. Indeed, GPS users will be able to combine GPS L1 and L5 frequencies, and future GALILEO E1 and E5 signals will bring their contribution. However, if affected by a Radio Frequency Interference, a receiver can lose one or more frequencies leading to the use of only one frequency to estimate the ionospheric code delay. Therefore, it is felt by the authors as an important task to investigate techniques aimed at sustaining multi-frequency performance when a multi constellation receiver installed in an aircraft is suddenly affected by radiofrequency interference, during critical phases of flight. This problem is identified for instance in [NATS, 2003]. Consequently, in this thesis, we investigate techniques to maintain dual frequency performances when a frequency is lost (L1 C/A or E1 OS for instance) after an interference occurrence.

Les hormones thyroïdiennes jouent un rôle dans de nombreux processus métabolique tels que le développement, la croissance et le contrôle du métabolisme. Les HT se fixent sur leurs récepteurs nucléaires, les TR (TRalpha et beta). Ces TR sont des facteurs de transcription dont l’activité est contrôlée par la fixation de leur ligand, ils appartiennent à la super famille des récepteurs nucléaires d’hormone. Au cours de ma thèse je me suis intéressée aux rôles des TR dans deux contextes particuliers. Dans un premier temps, j’ai pu mettre en évidence le rôle de TRbeta dans la régulation du métabolisme hépatique via l’activation d’un gène clé ChREBP permettant la détection du glucose. Par l’utilisation d’animaux transgéniques et des systèmes in vitro, j’ai pu montrer que TRbeta régule positivement l’expression de ChREBP via le fixation sur son élément de réponse présent de le promoteur. Nous avons pu montrer que cette activation est isoforme spécifique, indépendante d’un autre récepteur nucléaire LXR. Dans un deuxième temps, j’ai montré que l’autre isoforme de TR, TRalpha est impliqué dans le développement de l’athérosclérose, une maladie cardiovasculaire. Par l’utilisation d’un modèle de souris transgénique, j’ai pu mettre en évidence que TRalpha possède à la fois un rôle anti-inflammatoire et également il est capable de stimuler l’élimination du cholestérol par les macrophages. L’absence de ce récepteur induit une augmentation du développement de la maladie ainsi que des cytokines circulantes chez la souris. Par l’utilisation d’un système in vitro, j’ai pu mettre en évidence que l’absence de TRalpha diminue l’efflux de cholestérol dans les macrophages de souris. Ces données suggèrent un nouveau rôle des HT/TR dans le développement de pathologies humaines, notamment un effet anti-inflammatoire longtemps supposer mais mis en évidence que très récemment. / Thyroid hormones (TH) play a role in many processes such as development, growth and metabolic control. HT bind to their nuclear receptors, the TR (TRalpha and beta). TRs belong to the superfamily of nuclear hormone receptors. These TRs are transcription factors whose activity is controlled by the binding of their ligand. During my PhD thesis I focused on the roles of TR in two contexts. Initially, I highlighted the role of TRbeta in the regulation of the hepatic metabolism via the activation of the key gene ChREBP, a glucose-responsive transcription factor. Using transgenic animal models and in vitro systems, I showed that TRbeta up regulates the expression of ChREBP via binding to its response element present in the promoter. I have shown that this activation is isoform specific and independent of another nuclear receptor LXR. In a second part, I demonstrated that the TRalpha isoform is involved in the development of atherosclerosis, a cardiovascular disease. Using a transgenic mice model, I observed that TRalpha has an anti-inflammatory effect and it is also able to stimulate the reverse cholesterol transport by macrophages. The absence of this receptor induces an increase in the development of the disease as well as in the level of circulating cytokines in mice. The deletion of TRalpha decreases the cholesterol efflux in bone marrow derived macrophages in vitro and it is correlated with a decrease of ABCA1 expression. All these data suggest a novel role of HT / TR in the development of human pathologies, including an anti-inflammatory role assumed, but recently demonstrated.

Le système kallicréine-kinines (SKK) est un système peptidique vasodilatateur. Les métabolites actifs du système, les kinines, sont produites par la kallicréine tissulaire (TK), et agissent via leurs deux récepteurs, B2 et B1. Le SKK a été impliqué dans les processus physiopathologiques conduisant au diabète de type 2. Son rôle est bien établi dans la protection des complications cardiovasculaires et rénales du diabète. Nous avons étudié le rôle du SKK dans le développement des anomalies métaboliques liées à l'obésité en utilisant des souris déficientes en TK dans deux modèles d'obésité (mutation ob/ob et régime gras). Nous n'avons pas mis en évidence d'effet de la déficience en TK sur les anomalies glucidiques dans ces deux modèles. Chez l'homme, nous avons étudié l'effet d'un polymorphisme génétique de la TK dans une cohorte de 4843 sujets de la population générale suivi pendant 9 ans. Nous n'avons pas observé d'effet d'un déficit partiel en activité TK sur l'apparition des troubles glucidiques.Ensuite, nous avons étudié l'effet de la stimulation du SKK par des agonistes spécifiques de chaque récepteur lors d'une ischémie reperfusion cardiaque. Chez les souris non diabétiques, l'agoniste B2 réduit la taille de l'infarctus. L'agoniste B1 n'a pas d'effet. Chez les souris diabétiques, l'agoniste B2 n'a pas d'effet. En revanche, l'agoniste B1 diminue la taille de l'infarctus. On observe une induction de la synthèse du B1R dans le c¿ur diabétique.Nos travaux clarifient le rôle du SKK dans le développement du diabète et de ses complications cardiaques. L'effet des agonistes ouvre une nouvelle piste thérapeutique dans la prise en charge des du syndrome coronarien aigu. / Kallikrein-kinin system (KKS) is a vasodilator peptide system. Kinins, the active peptides, are produced by tissue kallikrein (TK), and act via their two receptors, B1 and B2. KKS was involved in the pathophysiological process leading to type 2 diabetes. Its role is well established in the protection of cardiovascular and renal complications of diabetes. We studied the role of SKK in the development of metabolic abnormalities associated with obesity using TK deficient mice in two models of obesity (Ob/Ob and high fat diet). We did not observed any effect of TK deficiency on metabolic parameters in these two models. In humans, we studied the effect of a polymorphism of TK in a population-based cohort of 4843 subjects followed for 9 years. We did not observe any effect of a partial deficiency in TK on the occurrence of metabolic disorders. Next, we studied the effect of specific agonists of B1 and B2 receptors in cardiac ischemia reperfusion injury. In non-diabetic mice, the B2 agonist reduces infarct size. Agonist B1 has no effect. In diabetic mice, B2 agonist had no effect. In contrast, B1 agonist reduces infarct size. Overexpression of B1R is observed in the diabetic heart. Our work clarifies the role of SKK in the development of diabetes and its cardiac complications. Agonists of kinins receptors could be a new therapeutic approach in the management of acute coronary syndrome.

L'adénosine est un nucléoside ubiquitaire issu de la déphosphorylation de l'ATP qui est libéré par les cellules endothéliales et les myocytes lors de l'hypoxie, de l'ischémie ou du stress oxydatif. Elle exerce un contrôle puissant sur les systèmes nerveux, immunitaire et cardiovasculaire par l'intermédiaire de quatre récepteurs membranaires : A1R, A2AR, A2BR et A3R. La compréhension de l'implication du système adénosinergique dans le système cardiovasculaire implique la possibilité technique d'un dosage de l'adénosine endogène et la quantification de l'expression de ses récepteurs. L'adénosine ayant globalement une action hypotensive (via les récepteurs A2AR) et chronotrope négative (via les récepteurs A1R), nous nous sommes intéressés à son implication chez les patients présentant des syncopes neurocardiogéniques, la bradycardie et l'hypotension étant 2 signes cardinaux dans ce syndrome. Les manifestations cliniques de cette affection peuvent être reproduites par le test d'inclinaison (HUT) et/ou le test à l'ATP. Dans un premier temps nous avons réalisé des dosages d'adénosine plasmatiques chez ces patients au moment d'un test d'inclinaison. Les concentrations en adénosine étaient élevées chez les patients présentant un test positif. Par la suite, nous avons comparé les concentrations en adénosine plasmatiques et l'expression des récepteurs A2A en fonction du résultat du test d'inclinaison et du test à l'ATP. / Adenosine is a ubiquitous nucleoside that comes from the dephosphorylation of ATP and which is released during hypoxia or oxidative stress, by endothelial cells and myocytes. Adenosine interacts on its cell surface receptors, namely A1R, A2AR, A2BR and A3R, to exert physiological effects on target tissues. Our knowledge about the adenosinergic system was improved because of our ability to measure adenosine plasma levels and to quantify its receptors expression. Because adenosine, via A1 or A2A receptor activation leads to bradycardia and hypotension, we first tried to understand the implication of the adenosinergic system in patients with neurocardiogenic syncope (NMS for neutrally mediated syncope). Indeed, this syndrome is characterized by relative or absolute bradycardia associated with a drop in blood pressure and a loss of consciousness. The symptomatology can be reproduced by the tilt test (HUT) or by the intravenous administration of ATP (ATP test). First, we measured adenosine plasma levels in patients with NMS just before and during HUT. We found that adenosine plasma levels were higher in patients with a positive HUT. Then, we compared adenosine plasma levels and the expression of A2A receptors in patients with NMS depending on the result of HUT and ATP-test. We found that elevated adenosine plasma levels and A2A receptors overexpression were associated with positive HUT. On the opposite, low adenosine plasma levels and normal expression of A2A receptor were associated with positive ATP test.

Les noyaux supraoptiques (NSO) de l’hypothalamus sont composés de neurones magnocellulaires (NMCs) synthétisant et sécrétant l’ocytocine (OT) ou la vasopressine (VP). L’OT est impliquée dans des fonctions de reproduction comme la parturition et la lactation, la VP quant à elle participe à l’homéostasie hydrominérale et vasculaire. La libération de VP et d’OT dans la neurohypophyse est contrôlée par l’activité électrique des NMCs, elle-même régulée par les principales afférences glutamatergiques et GABAergiques qu’ils reçoivent. Les récepteurs kaïnate (rKA) pré-synaptiques exercent une action modulatrice sur la libération de neurotransmetteur dans le système nerveux central (SNC). Cet effet peut basculer de facilitateur à inhibiteur en augmentant la concentration d’agonistes des rKA. Ils peuvent également être présents sur le compartiment post-synaptique et participer à la réponse synaptique. Nous avons démontré, pour la première fois que des rKA fonctionnels sont présents dans le NSO, à la fois sur les afférences GABAergiques et glutamatergiques mais également sur les NMCs eux-mêmes. Les rKA contenant la sous-unité GluR5 régulent différemment la transmission glutamatergique sur les neurones à OT et à VP. En effet, l’application d’agonistes exogènes pour ces récepteurs induit un effet diamétralement opposé sur ces neurones, un effet facilitateur sur les neurones à OT et inhibiteur sur les neurones à VP, dû à la présence de GluR5 uniquement sur ces derniers. En effet, l’activation de ce récepteur post-synaptique induit la libération d’un messager rétrograde, vraisemblablement la dynorphine, responsable de l’inhibition de la transmission glutamatergique. En ce qui concerne la régulation de la transmission GABAergique, nous avons pu démontrer que l’augmentation de glutamate ambiant générée par la rétraction des processus gliaux se produisant dans le NSO de rate allaitante était suffisante pour inverser l’effet des rKA de facilitateur à inhibiteur sur la libération de GABA. Cette inversion de l’effet des rKA est causée par une modification du mode d’action de ces récepteurs du type ionotropique au type métabotropique. Les résultats obtenus au cours de mes travaux de thèse montrent donc que les récepteurs kaïnate sont présents sur l’ensemble des sites de la synapse dans le NSO de l’hypothalamus de rats adultes. De plus, ces rKA régulent différemment les neurones à OT et les neurones à VP, ce qui suggère qu’ils pourraient jouer des rôles importants dans la régulation de leur activité et des processus physiologiques les impliquant. / Magnocellular neuroendocrine cells (MNCs) from the supraoptic nucleus (SON) of the hypothalamus synthesize and release the hormones oxytocin (OT) and vasopressin (VP). OT is involved principally in reproductive functions such as parturition and lactation, whereas VP plays a key role in body fluid and cardiovascular homeostasis. The release of OT and VP from the neurohypophysis is controlled by the electrical activity of hypothalamic MNCs, which is itself regulated by GABAergic and glutamatergic synaptic inputs. Presynaptic kainate receptors (KARs) exert a modulatory action on transmitter release in different structures of the central nervous system. This effect can be switched from facilitation to inhibition by an increased concentration of KAR agonists. KAR can also be present postsynaptically where they were shown to participate to the synaptic response in some brain regions. We have demonstrated for the first time that functional KARs were present on GABAergic and glutamatergic inputs as well as on SON neurons. GluR5-containing KARs differentially regulate glutamatergic transmission on OT and VP neurons. Indeed, applications of exogenous agonists of GluR5 induced opposite effects, a facilitatory effect on OT neurons and an inhibitory effect on VP neurons, the latter resulting from an indirect action mediated by postsynaptic GluR5-containing KARs on VP neurons. Thus, activation of these receptors induced the release of a retrograde messenger, probably dynorphin, which in turn act presynaptically to inhibit glutamate release. Regarding the modulation of GABAergic transmission in the SON, we here showed that the increased levels of ambient glutamate associated with the physiological withdrawal of astrocytic processes occuring during lactation could modify the activity of presynaptic KARs. We demonstrated for the first time that a physiological astrocytic plasticity modifies the mode of action of presynaptic KARs from ionotropic to metabotropic, thereby inversing their coupling with GABA release from facilitation into inhibition. The results obtained during my PhD have thus showed that KARs are present both pre-and post-synaptically on adult MNCs. Moreover, KARs differentially regulate OT and VP neurons, which suggest that KARs could play key roles in the regulation of their activity and in physiological processes in which MNCs are involved

La vaccination est un moyen de prévention très efficace contre les infections. La majorité des vaccins sont administrés par voie sous-cutanée ou intra-musculaire avec des adjuvants et stimulent ainsi des réponses immunitaires adaptatives systémiques. Les muqueuses représentent une porte d’entrée majeure pour de nombreux pathogènes ayant un impact en Santé Publique. Cependant, peu de vaccins sont délivrés par les muqueuses en raison du manque d’adjuvants adaptés à ces voies. Ainsi le développement d'adjuvants muqueux permettrait la stimulation de réponses immunitaires locales et une protection efficace avant la dissémination des pathogènes. Les agonistes des Toll-Like-Receptors (TLR) sont développés comme adjuvants vaccinaux car ils stimulent l’immunité innée et adaptative. Au laboratoire, la flagelline de Salmonella enterica qui est un puissant agoniste de TLR5 est utilisée comme modèle afin de disséquer les mécanismes d’action des adjuvants muqueux. En effet, l'administration intranasale de vaccins adjuvantés par la flagelline se caractérise par une réponse T CD4+ de type Th1/Th2, une réponse en anticorps sécrétoires dans le compartiment respiratoire et une réponse systémique contre les antigènes vaccinaux. Seule l’activation de TLR5 dans le compartiment épithélial est nécessaire à l’activité adjuvante.Dans un premier temps, l'analyse transcriptionnelle du tissu pulmonaire a permis d'identifier une signature épithéliale spécifique du recrutement de cellules immunitaires, en particulier de monocytes et de neutrophiles ainsi que de l'activation fonctionnelle des cellules dendritiques. L'analyse de la dynamique cellulaire au niveau du tractus respiratoire et des ganglions drainants a ensuite été réalisée en réponse à l’administration intranasale de vaccin adjuvanté. Bien que les monocytes inflammatoires et les neutrophiles infiltrent massivement les poumons et capturent les antigènes, ils ne jouent pas de rôle majeur dans l’activation de la réponse immunitaire. Au contraire les cellules dendritiques conventionnelles CD11b+ capturent, migrent et présentent efficacement l’antigène aux lymphocytes T CD4+. A l'instar de l’effet adjuvant, l’activation de ces cellules dendritiques par la flagelline n'est pas directe mais requiert une expression de TLR5 dans les cellules structurales incluant les cellules épithéliales de la muqueuse. De plus, nos travaux suggèrent que les interleukines de la famille IL-1 ne sont pas à l'origine de la transactivation des cellules dendritiques.En conclusion, ce travail de thèse ouvre des perspectives intéressantes quant au développement d’adjuvants muqueux. / Many pathogens of public health concern (including the influenza and respiratory syncytial viruses, and bacteria such as Streptococcus pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa) enter the body via the respiratory tract in general and the lung mucosa in particular. Mucosal vaccines induce a local adaptive immune response (i.e. secretory antibodies and specific T cells) and constitute a unique means of directly preventing these infections. Most vaccines are delivered systemically and use systemic adjuvants. Although the few commercially available mucosal vaccines are generally effective, mucosal adjuvant candidates have not demonstrated sufficient levels of potency and safety. TLR signaling is instrumental for the induction of innate immunity and the concomitant ignition of adaptive immune responses. Thus TLR agonists are largely used as vaccine adjuvants. In the lab we use flagellin from Salmonella enterica (a potent TLR5 agonist) as a model to better understand the mode of action of mucosal adjuvants. The intranasal adjuvant effect of flagellin is characterized by an antigen-specific Th1/Th2 cell response, and a strong mucosal and systemic antibody response. However this adaptive immune response mainly depends on TLR5-mediated epithelial signaling.We used molecular profiling to show that cytokine/chemokine and dendritic cell maturation pathways are surrogate signatures for flagellin activation in the lung. Neutrophils and inflammatory monocytes were massively recruited to the lungs but were not essential for the adjuvant activity. In contrast, flagellin signaling did not induce a significant recruitment of conventional dendritic cells but enhanced their maturation and migration to the lymph nodes. In particular, CD11b+ migratory dendritic cells were essential for induction of a CD4+ T-cell response. Importantly, the functional activation of dendritic cells was independent of direct signaling via TLR5, suggesting the role of inflammatory cytokines produced by the activated epithelium. However or data suggest that IL-1 and IL-36 interleukins are not responsible for transactivation of dendritic cell. In conclusion, this thesis project opens up new perspectives for the development of mucosal adjuvants.

Les récepteurs NMDA (rNMDAs) sont des récepteurs-canaux membranaires activés par le glutamate, neurotransmetteur excitateur, et impliqués dans diverses formes de plasticité synaptique et pathologies. Ces hétérotétramères obligatoires opèrent en dimère-de-dimères, associant généralement deux sous-unités GluN1 et deux GluN2A-D. Déterminer l'arrangement spatial des sous-unités d'un rNMDA est essentiel à la compréhension des mécanismes régissant son fonctionnement et du rôle joué par les interfaces entre sous-unités et entre domaines, notamment N-terminal (NTD) et de liaison des agonistes (ABD). En combinant modélisation moléculaire, mutagenèse dirigée, biochimie sur cystéines et électrophysiologie, nous montrons que ces sous-unités s'arrangent selon un ordre alterné, avec les sous-unités identiques diamétralement opposées, et révélons l'existence d'une interface inter-dimère entre les ABDs GluN1. Nous avons aussi implémenté dans les ovocytes de Xénope une technique innovante consistant à incorporer un acide-aminé non-naturel photo-réactif (UAA) dans un rNMDA. Cette approche, basée sur l'expansion du code génétique, a permis de créer un rNMDA sensible à la lumière. L'introduction d'UAAs aux interfaces entre sous-unités GluN1 et GluN2, révèle le rôle joué par deux de ces interfaces: (1) entre les lobes supérieurs des NTDs, dans le contrôle "sous-unité spécifique" de l'activité et (2) entre les lobes inférieurs des ABDs, dans l'inhibition allostérique par le zinc. Ces travaux apportent des informations sur l'architecture moléculaire des rNMDAs et révèlent l'importance des réarrangements structuraux aux interfaces entre sous-unités voisines dans les fonctions du récepteur. / NMDA receptors (NMDARs) are excitatory neurotransmitter receptors that form glutamate-gated ion channels and are essential mediator of synaptic plasticity and brain disorders. NMDARs are obligatory heterotetramers usually composed of two GluN1 and two GluN2 (A-D) subunits. Whereas it's well established that NMDARs operate as dimers of dimers, subunit arrangement around the central pore is still debated. This issue is fundamental to understand the mechanisms which govern NMDAR functions and the role of the interfaces between subunits and between domains, including the N-terminal domain (NTD) and the agonist-binding domain (ABD). By combining computational modeling, site-directed mutagenesis, electrophysiology, and cysteine cross-linking, we show that, in a full-length heterotetrameric NMDAR, the subunit arrangement is alternated, with identical subunits facing each other, and identify a new interdimer interface between the two GluN1 ABDs. We have also used a new technique, for which we demonstrated the feasibility in Xenopus oocytes, which consists in incorporating photoreactive unnatural amino-acids (UAAs) at different positions in NMDAR subunits. This genetic code expansion enabled us to create photosensitive NMDARs and probe new interfaces between GluN1 and GluN2 and their role in (1) subunit-specific channel activity (interface between GluN1 and GluN2A-B NTDs upper lobes) and (2) zinc allosteric inhibition (interface between GluN1 and GluN2A ABDs lower lobes). Our studies provide new information about molecular architecture of NMDARs and demonstrate the importance of some structural rearrangements between subunit interfaces for the receptor functions.

Les protéines receptor-interacting protein kinase 1 (RIP1) et RIP3 ont été identifiées comme intervenant dans la régulation de la mort cellulaire apoptotique ou nécroptotique mais également dans la survie cellulaire. Ces deux protéines possèdent un domaine sérine/thréonine kinase, un domaine d’interaction spécifique RHIM (RIP homotypic interacting motif) et diffèrent dans leur domaine C-terminal car seule RIP1 possède un domaine de mort. Ces protéines font partie d’un ensemble de protéines régulatrices nommé ripoptosome. Des études ont montré une altération du ripoptosome dans les leucémies lymphoïdes chroniques (LLC) et les leucémies aigües lymphoïdes (LAL). Nous nous sommes intéressés aux leucémies aigües myéloïdes (LAM). L’analyse de l’expression des protéines RIP1 et RIP3 a été réalisée dans des blastes triées CD34+ de patients atteints de LAM ou dans des cellules CD34+ de donneurs sains en Q-RT-PCR. Les premières analyses montrent que RIP3 est significativement sous-exprimée chez les patients atteints de LAM en comparaison avec les cellules CD34+ issues de donneurs sains. Aucune différence n’a été mise en évidence pour l’expression de RIP1 dans les deux types de cellules CD34+. Afin de comprendre l’implication de l'extinction de RIP3 dans les LAM, nous avons étudié sa réexpression dans une lignée cellulaire leucémique murine (DA1-3b) où RIP3 n’est pas exprimée par métylation de son promoteur, au moyen d'un système d’expression conditionnelle (LacSwith II, IPTG). Après 10h d’induction de l’expression, on constate que la protéine RIP3 sauvage (RIP3-WT) induit une apoptose dans les cellules DA1-3b. Afin de déterminer l’implication des domaines de RIP3, nous avons utilisé une protéine mutante kinase Dead (RIP3-KD, activité kinase abolie) et une protéine mutante dans la séquence d’interaction spécifique avec RIP1 (RIP3-RHIM). L’analyse de la mortalité cellulaire en cytométrie en flux et en microscopie électronique montre que les protéines RIP3-WT et -KD induisent toutes les deux la mort apoptotique des cellules DA1-3b respectivement de 15% et de 50% après 10h d’expression. On constate donc que la protéine RIP3-KD induit une mort plus importante et plus précoce que la protéine sauvage. La protéine RIP3 mutée dans son domaine RHIM ne peut plus induire de mort cellulaire. Il semble donc que le domaine kinase de RIP3 jouerait un rôle régulateur dans la mort cellulaire induite par RIP3. L’utilisation du modèle de leucémie murine DA1-3b a permis de réaliser un étude in vivo de l’expression conditionnelle de RIP3-WT et -KD. Seule l'expression de RIP3-KD est capable de prolonger significativement la survie des souris.De plus, il a été démontré que RIP3 pouvait également induire la nécroptose dans les cellules lorsque l’apoptose ne peut aboutir, notament lorsque les caspases sont inhibées à l’aide d’un inhibiteur de pan-caspases le Z-VAD-FMK. Le traitement des cellules exprimant RIP3-WT par 50µM de Z-VAD-FMK induit une plus forte mortalité (45%) des cellules tandis que dans les cellules exprimant RIP3-KD, l’inhibiteur des caspases inhibe complètement le processus apoptotique et permet la survie des cellules (10%). Une étude en microscopie électronique a permis de déterminer que la présence de Z-VAD-FMK induit un switch de l’apoptose vers la nécroptose. Il semble donc que le domaine de kinase possède un rôle important dans la signalisation de la nécroptose car la protéine RIP3-KD n’est plus capable d’initier le switch entre l’apoptose et la nécroptose. Quelques données préliminaires semblent indiquer que les calpaïnes ainsi que la caspase 12 pourraient également être impliquées dans la balance apoptose/nécroptose. [...] / The receptor-interacting protein kinase 1 (RIP1) and 3 (RIP3) are key signaling molecules in the regulation of apoptotic cell death or in the execution of a specific instance of regulated necrosis, named necroptosis, as well as in cell survival processes. These proteins have in common a serine/threonine kinase domain and a specific interacting motif RHIM (RIP homotypic interacting motif), while they differ in their C-terminal domain, as only RIP1 is characterized by a death domain. They belong to a family of regulatory proteins forming a cell death-inducing platform, referred to as Ripoptosome. Previous studies showed that the ripoptosome was altered in chronic lymphoid leukemia (CLL) and acute lymphoid leukemia (ALL). We decided to focus our studies on acute myeloid leukemia (AML).Expression profile of RIP1 and RIP3 was established by Q-RT PCR on CD34+ sorted cells of AML patients or healthy donors. Our first results show that if RIP3 is significantly under expressed in CD34+ cells of AML patients compared to healthy donors, there was no difference in RIP1 expression pattern in both cell types.To further understand the functional relevance of RIP3 down-regulation in the leukemia, we used a murine leukemic cell line (DA1-3b) in which RIP3 promoter is methylated, inhibiting its expression.A conditional expression system in DA1-3b cells has been realized (LacSwith II). IPTG (Isopropyl-beta-D-thiogalactoside) treatment (1mM) allows expression of the proteins of interest in these cell lines. We noticed that, 10 hours after expression’s induction, the wild-type RIP3 protein (RIP3-WT) induces apotptosis in DA1-3b cells. In order to decipher the role of each RIP3 domains in this cell-death-induced phenomenon, several mutants were employed. We used a mutant protein with a non functional kinase domain, RIP3 Kinase Dead (KD) and a mutant unable to interact with RIP1, RIP1-RHIM. Cell death analysis, performed by flow cytometry and by electron microscopy, shows that both RIP3-WT and RIP3-KD induce apoptosis in DA1-3b cells (respectively 15% and 50%) after 10 hrs of expression. However, these results show that RIP3-KD induces a stronger and more rapid cell-death than the wild-type protein. In agrement with previous findings, we found that the protein mutated in the RHIM domain cannot engage a cell-death process. Our results thereby suggest that the RIP3 kinase domain palys a major regulatory role in cell-death.Taking advantage of a mouse model of leukemia, we also performed an in vivo study of conditional expression RIP3-WT and –KD. As a matter of fact, DA1-3b cells, obtained from C3H mice are able to induce a leukemia in these mice after transplantation. We have shown that the inducible expression of RIP3-KD in DA1-3b cells can increase significatively mice survival. Moreover, we have shown that, in certain conditions, RIP3 could also induce necroptosis when apoptosis is prevented by a pan-caspase inhibitor, Z-VAD-FMK. Treating RIP3-WT expressing cells with 50µM of Z-VAD-FMK induces a strong mortality (45%) while it inhibits totally the apoptotic process in RIP3-KD expressing cells, allowing cell survival (10%).Using electronic microscopy, we were able to demonstrate that the use of Z-VAD-FMK leads to a switch from apoptosis to necroptosis. Thus, as the kinase dead protein is not able to induce this switch, the kinase domain could play an important role in necroptotic signaling. Preliminary results suggest that calpains, as well as caspase 12, could also be involved in apoptosis/necroptosis balance. It has been shown that RIP1 and RIP3 could play a role in Nf-kB pathway regulation. Studying the effects of RIP3-KD expression on Nf-kB pathway, we were able to demonstrate that it led to a specific cleavage of Nf-kB p65 protein, forming two fragments of about 25 kDa and 40 kDa. [...]

Le récepteur à neurotrophine TrkC a été identifié comme étant un récepteur à dépendance : en l'absence de son ligand NT-3, il déclenche l'apoptose. En effet, la survie des cellules qui expriment ces récepteurs dépend de la disponibilité en ligand, un mécanisme qui inhibe la prolifération incontrôlée et la migration des cellules tumorales. TrkC, en tant que récepteur à tyrosine kinase, est généralement considéré comme un proto-oncogène. Or nous montrons que l'expression TrkC est diminuée dans une grande fraction des cancers colorectaux humains, principalement par méthylation du promoteur de TrkC. En outre, ce mécanisme confère un avantage sélectif aux lignées cellulaires colorectales pour inhiber la mort des cellules tumorales. De plus, la réexpression de TrkC dans les lignées tumorales colorectales est associée à la mort des cellules tumorales et à l'inhibition in vitro des caractéristiques de transformation cellulaire, et in vivo de la croissance tumorale. Ensemble, ces données permettent de conclure que TrkC est un gène suppresseur de tumeur dans le cancer colorectal. Le mécanisme moléculaire par lequel TrkC déclenche l'apoptose implique le clivage de son domaine intracellulaire, ce qui libère un fragment pro-apoptotique (TrkC KF). Nous montrons que TrkC KF interagit avec Cobra1, un cofacteur de BRCA1, et que Cobra1 est nécessaire à l'apoptose induite par TrkC. Cobra1 conduit TrkC KF à la mitochondrie, où il favorise l'apoptose apoptosome-dépendante. Ainsi, nous proposons qu'en l'absence de NT-3, le clivage protéolytique de TrkC conduit à la libération d'un fragment tueur qui déclenche l'apoptose mitochondriale, via le recrutement de Cobra1 / The neurotrophin receptor TrkC was recently identified as a dependence receptor, and, as such, it triggers apoptosis in the absence of its ligand, NT-3. Indeed cells that express these receptors are thought to be dependent on ligand availability for their survival, a mechanism that inhibits uncontrolled tumor cell proliferation and migration. TrkC, as a classic tyrosine kinase receptor, is generally considered to be a proto-oncogene. We show that TrkC expression is down-regulated in a large fraction of human colorectal cancers, mainly through promoter methylation. Moreover, we show that TrkC silencing by promoter methylation is a selective advantage for colorectal cell lines to limit tumor cell death. Furthermore, reestablished TrkC expression in colorectal cancer cell lines is associated with tumor cell death and inhibition of in vitro characteristics of cell transformation, as well as in vivo tumor growth. Together, these data support the conclusion that TrkC is a colorectal cancer tumor suppressor. TrkC triggers apoptosis in the absence of its ligand NT-3 : the molecular mechanism for apoptotic engagement involves the double cleavage of the receptor's intracellular domain, leading to the formation of a proapoptotic fragment (TrkC KF). We show that TrkC KF interfacts with Cobra1, a putative cofactor of BRCA1, and that Cobra1 is required for TrkC-induced apoptosis. Cobra1 shuttles TrkC KF to the mitochondria, where it promotes apoptosome-dependent apoptosis. Thus, we propose that, in the absence of NT-3, the proteolytic cleavage of TrkC leads to the release of a killer fragment that triggers mitochondria-dependent apoptosis via the recruitment of Cobra1

Le récepteur à activité tyrosine kinase TrkC est un récepteur aux neurotrophines qui contrôle la mise en place des neurones proprioceptifs au cours du développement du système nerveux. En présence de son ligand, la neurotrophine‐3 (NT‐3), TrkC transmet un signal de survie, tandis qu’en absence des facteurs trophiques les neurones vont mourir via l’apoptose. Cependant, les mécanismes moléculaires de ce programme de mort ne sont pas connus. D'autre part, TrkC peut également accomplir un rôle proapoptotique dans le cancer. En effet, son expression est un facteur de bon pronostic pour le neuroblastome, la tumeur solide extra crânienne la plus courante chez l'enfant. Ce paradoxe apparent pourrait s’expliquer par la notion de récepteur à dépendance : ces récepteurs induisent la mort cellulaire en situation d’absence de ligand, alors que la présence de leur ligandinhibe leur activité proapoptotique. Nous avons fourni la preuve que parmi les récepteurs aux neurotrophines, seul TrkC est un récepteur à dépendance. Son activité nécessite un clivage par des caspases, générant un fragment proapoptotique. Par ailleurs, nous avons mis en évidence la surproduction autocrine de NT‐3 dans une fraction de neuroblastomes à haut risque, permettant aux cellules malignes de contourner le mécanisme de contrôle antitumoral de TrkC. De plus, nous avons démontré que la perturbation de l'interaction TrkC/NT‐3 induit la mort des cellules de neuroblastomein vitro et empêche la croissance tumorale et les métastases dans des modèles aviaires et murins. Ces travaux établissent les bases d’une potentielle stratégie thérapeutique s'appuyant sur la restauration d'une voie d’apoptose fonctionnelle induite par TrkC dépourvu du ligand / The tyrosine kinase receptor TrkC is a neurotrophin receptor that assures an adequate establishment of proprioceptive neurons during nervous system development. Upon neurotrophin‐3 (NT‐3) binding TrkC transduces a classic survival signal, while in absence of trophic support a program of apoptotic cell death will take place. However the molecular mechanisms leading to neuron cell death are not understood. On the other hand, although TrkC was first identified as an oncogene, it may also accomplish a proapoptotic role in cancer. Indeed its expression has been correlated with a good prognosis of Neuroblastoma, the most common extracranial solid tumor of early childhood. Thisapparent paradox could be explained by the dependence receptor notion: these receptors induce apoptotic cell death in settings of absence of ligand, whereas the presence of their ligand inhibits this proapoptotic activity. We provide evidence here that among neurotrophin receptors, only TrkC is a dependence receptor and its activity relies on the caspase‐mediated cleavage of its intracellular domain, which allows the release of a proapoptotic fragment. Moreover, we show that an autocrine production of NT‐3 concerns a large fraction of aggressive neuroblastoma and provides a selective advantage by allowing malignant cells to overcome with TrkC antitumoral control. We demonstrate that the disruption of the TrkC/NT‐3 interaction triggers neuroblastoma cell death in vitro andprevents tumor growth and metastasis in avian and murine models. This work set the basis for analternative anticancer therapeutic strategy relying on the reengagement of a cell death program mediated by unbound TrkC