Chez les vertébrés, le processus de la spermatogénèse est directement contrôlé par deux hormones gonadotropes hypophysaires, Fsh et Lh. Chez les salmonidés, les profils de sécrétion des 2 hormones diffèrent et présentent des variations significatives au cours du cycle de développement spermatogénétique, suggérant que Fsh et Lh interviennent à des étapes différentes du processus. A la différence des mammifères, chez les poissons les 2 gonadotropines exercent une forte activité stéroïdogène, et par ailleurs il a été rapporté par plusieurs auteurs que leurs récepteurs seraient moins sélectifs vis-à-vis des 2 ligands. Ainsi, le périmètre des actions respectives de Fsh et de Lh n'est pas défini chez les poissons. D'autre part, les mécanismes de l'action de Fsh qui ne seraient pas relayés par les stéroïdes sont très mal connus. Chez la truite, nous avons déterminé que chaque gonadotropine agit essentiellement par l'intermédiaire de son récepteur respectif. L'analyse des variations du transcriptome testiculaire après un traitement in vitro par les hormones de la reproduction (Fsh, Lh, androgènes) a permis 1- de révéler des actions distinctes de Fsh et de Lh sur l'expression des gènes, 2- de mettre en évidence deux mécanismes d'action de la Fsh, l'un dépendant et l'autre indépendant de la production de stéroïdes et 3- d'identifier plusieurs acteurs d'interaction cellulaire régulés par Fsh, et probablement impliqués dans les étapes précoces de prolifération ou de différenciation des cellules germinales, tels que l'hormone antimüllérienne, la midkine, l'insulin-like growth factor1b, la follistatine-like 3 et l'activine, 4-de proposer une implication de Fsh dans les évènements tardifs de maturation et d'excrétion du sperme. Au-delà des acquis concernant les régulations endocriniennes et moléculaires chez la truite, ces travaux constituent un apport de connaissances qui peut être étendu à d'autres téléostéens pour décrypter l'action propre à Fsh dans le déclenchement de la maturation pubertaire. Enfin, nous montrons qu'une vaccination contre les récepteurs des gonadotropines constitue une voie potentielle de contrôle des maturations précoces en élevage. / In vertebrates, spermatogenesis is under the direct control of two pituitary gonadotropic hormones named Fsh and Lh. In salmonids, the 2 hormones are differentially secreted in the plasma through the reproductive cycle, suggesting that Fsh and Lh are involved in the regulation of different steps of the process. Unlike in mammals, both fish gonadotropins exert a strong steroidogenic activity and, besides, some authors reported for their receptors a much lower selectivity towards the two ligands. Yet, their respective roles are not established in fish. Furthermore, the mechanisms of Fsh action that would not be mediated by steroids are poorly investigated. In trout, we showed that each gonadotropin mainly acts through its cognate receptor. The analysis of the variations of testicular transcriptome following an in vitro treatment with reproductive hormones (Fsh, Lh and androgens) permitted 1- to reveal that Fsh and Lh have distinct effects on gene expression, 2- to highlight two mechanisms of Fsh action, one dependent on the steroid production and the second one independent of that production, 3- to identify several Fsh regulated factors involved in cellular interactions and particularly in the control of germ cell proliferation / differentiation (anti mullerian hormone, midkine, insulin-like growth factor 1b, follistatin-like 3 and activin), 4- to propose an involvement of Fsh in late events of sperm maturation and release. In addition to knowledge on endocrine and molecular regulations in trout, this work provides a fund of knowledge useful in other teleosts to decipher the action of Fsh in triggering puberty onset. Finally, we showed that an immunization against the gonadotropin receptors is a potential method to delay sexual maturation in farmed fish.

L’implication des récepteurs 5-HT1A dans la physiopathologie de la schizophrénie a été suggérée par de nombreuses études post mortem et pharmacologiques. Le développement d’études exploratoires du système sérotoninergique 5-HT1A chez des patients schizophrènes permet de préciser le rôle des récepteurs 5-HT1A dans la physiopathologie de la maladie et d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques. L'existence du p-[18F]MPPF, radioligand ayant une affinité spécifique pour les récepteurs 5-HT1A, nous a permis de réaliser une exploration du système sérotoninergique 5-HT1A in vivo en tomographie par émission de positons (TEP) chez 19 patients schizophrènes et de comparer les résultats obtenus aux images de 19 témoins issus de la banque de données du CERMEP (Lyon). Notre premier objectif a été de mettre en évidence d’éventuelles différences de répartition de potentiel de liaison (BP) entre les patients et les témoins. Une diminution significative du [18F]MPPF BPND au niveau des régions frontales et orbitofrontales a été retrouvée chez les patients schizophrènes par rapport aux témoins. Dans un second temps, la comparaison des images TEP obtenues chez les patients selon que le traitement antipsychotique reçu a une action agoniste 5-HT1A (aripiprazole) ou en soit dépourvu (olanzapine, rispéridone) a montré une diminution plus importante du [18F]MPPF BPND chez les patients traités par aripiprazole que chez les patients traités par d’autres antipsychotiques, soulignant ainsi l’impact in vivo de ce traitement sur le système sérotoninergique 5-HT1A. Notre étude est la première, à notre connaissance, à utiliser le p-[18F]MPPF chez des patients schizophrènes / Backgrounds: Multiple post-mortem and pharmacological studies suggest a key role of the serotonergic 1A (5-HT1A) system in the pathophysiology of schizophrenia. Materials and methods: The aim of our work was to assess the 5-HT1A receptors availability In patients suffering from schizophrenia treated with different antipsychotic drugs, compared to controls, using a new ligand antagonist of 5-HT1A receptors, the [18F]MPPF. The 5-HT1A binding potential of 19 schizophrenic patients (treated with either aripiprazole (a 5-HT1A partial agonist) or Second Generation Antipsychotic (olanzapine or risperidone) was compared with that of 19 age-matched healthy controls. This is the first report of a [18F]MPPF PET study in treated patients with schizophrenia. Results: A significant reduction of [18F]MPPF BPND was found in treated patients with schizophrenia compared to age- and gender-matched healthy subjects. These modifications were mainly localized in the frontal and orbitofrontal cortex and may reflect either the pathophysiology of schizophrenia or medication effects. In comparison to matched healthy subjects, the reduction of 5-HT1A receptor availability was more extensive in schizophrenic patients with aripiprazole treatment than in schizophrenic patients with SGA treatment. Conclusion: These results suggest that aripiprazole has a major impact on [18F]MPPF BPND, likely due to its partial agonist activity at 5-HT1A receptors. In order to distinguish the relative contributions of the disease itself versus medication effects, future [18F]MPPF studies should be performed in APD-naïve patients with schizophrenia

La conversion de la protéine prion cellulaire PrPC en une isoforme pathologique, la protéine prion scrapie PrPSc, est à l'origine d'un groupe de maladies neurodégénératives, les Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles (EST). De nombreux travaux indiquent que la toxicité de la PrPSc implique une déviation de la fonction normale de la PrPC, cependant le rôle physiologique de la protéine prion n’est que partiellement compris. Dans ce travail, nous nous sommes attachés à identifier des voies de signalisation mobilisées par la PrPC qui pourraient à la fois rendre compte du rôle de cette protéine dans le développement du système nerveux et être impliquées dans la pathogénèse des EST. Nous montrons que la protéine prion contrôle l’activité de la voie Notch, une voie de signalisation qui joue un rôle majeur dans le développement mais également dans l’homéostasie du système nerveux central et la plasticité synaptique. Dans des modèles ex vivo et in vivo d’EST, nous mettons en évidence une diminution de l’activité de la voie Notch, ainsi que de l’expression des récepteurs de la famille Eph - connus pour leur implication dans l’activité synaptique. Cette diminution des Eph est retrouvée dans des cellules dépourvues de PrPC. Ainsi, l’observation d’un profil similaire entre la perte d’expression de la PrPC et l’infection par les prions renforce l’idée d’une déviation de la fonction normale de la PrPC par la PrPSc. Des inhibiteurs de l’activité histone désacétylase (HDAC) permettent de rétablir l’expression des acteurs de la voie Notch et des récepteurs Eph aussi bien dans les cellules déplétées en PrPC que dans celles infectées par les prions, suggérant que des mécanismes épigénétiques sont impliqués dans le contrôle transcriptionnel de ces gènes par la protéine prion. Ce travail fournit les bases pour évaluer un effet bénéfique des inhibiteurs de HDAC dans un modèle de souris infectées par les prions et ainsi déterminer si les HDAC pourraient constituer de nouvelles cibles thérapeutiques pour combattre les EST. / The conversion of the cellular prion protein PrPC into a pathogenic isoform, the scrapie prion protein PrPSc, lies at the root of a group of neurodegenerative disorders known as Transmissible Spongiform Encephalopathies (TSEs). Several lines of evidence indicate that PrPSc-mediated toxicity involves a subversion of PrPC normal function, however, our knowledge of PrPC physiological role is still far from complete. In this work, we sought to identify signalling pathways mobilized by PrPC that could accommodate both its role in central nervous system development and its implication in TSE pathogenesis. We show that the prion protein controls the activity of the Notch pathway, which plays an overriding role during embryonic development as well as central nervous system homeostasis and synaptic plasticity. In both ex vivo and in vivo models of TSE, we monitored a decrease in Notch activity, together with reduced expression of Eph receptors, which are key players in synaptic activity. The reduction in Eph is also found in PrPC-depleted cells. Hence, our observation of a similar signature of PrPC depletion and prion infection strengthens the view that PrPSc diverts PrPC function. We found a restoration of Notch and Eph effectors expression in response to histone deacetylase (HDAC) inhibitors, both in PrPC-depleted and prion-infected cells, suggesting that epigenetic mechanisms are involved in the PrP-dependent transcriptional control of these genes. This work provides a foundation for assessing a beneficial effect of HDAC inhibition in prion-infected mice and thereby defining whether HDAC could represent novel therapeutic targets to combat TSEs.

Résumé: Les récepteurs du glutamate de type NMDA (NMDAR) sont des canaux ioniques impliqués dans les phénomènes de plasticité de la transmission synaptique dans le système nerveux central, des mécanismes supposés être à la base du développement neuronal, de l’apprentissage et de la formation de la mémoire. Les NMDAR forment des tétramères à la membrane plasmique, constitués de deux sous-unités obligatoires GluN1 et deux sous-unités variables GluN2 (GluN2A-D) ou GluN3. Dans le prosencéphale, les récepteurs comportant les sous-unités GluN2A (GluN2A-NMDAR) et GluN2B (GluN2B-NMDAR) sont les plus abondants et présentent des profils d’expression différents au cours du développement, les GluN2B-NMDAR étant fortement exprimés aux stades précoces tandis que l’expression des GluN2A-NMDAR augmente progressivement au cours du développement postnatal. Des contributions relatives de ces deux sous-types majoritaires de NMDAR aux propriétés de signalisation distinctes dépendent directement les phénomènes de plasticité neuronale, tels que l’adaptation des synapses glutamatergiques et des circuits neuronaux excitateurs. Bien que la régulation moléculaire des NMDAR ait fait l’objet d’intenses recherches ces dernières décennies, la localisation précise de ces deux sous-types de récepteurs dans la membrane postsynaptique demeurait méconnue. Pour répondre à cette question, nous avons étudié la distribution des NMDAR à la surface de neurones d’hippocampe de rats en combinant deux techniques de microscopie de super-résolution - la microscopie de reconstruction optique stochastique directe (dSTORM) et la déplétion d’émission stimulée (STED) - permettant de dépasser la limite de résolution inhérente à la diffraction de la lumière. Ces techniques nous ont permis de mettre en évidence que les sous-types de récepteurs GluN2A- et GluN2B-NMDAR présentent une nano-organisation différente à la surface neuronale. En effet, ils sont organisés en structures nanoscopiques (nanodomaines) qui diffèrent en nombre, en surface et en morphologie, notamment au niveau des synapses. Au cours du développement, l’organisation membranaire des deux sous-types de NMDAR évolue, avec en particulier de profonds changements de distribution des GluN2A-NMDAR. De plus, cette organisation nanoscopique est impactée différemment par des modulations de l’interaction avec les protéines d’échafaudage à domaine PDZ ou de l’activité de la kinase CaMKII suivant le sous-type de NMDAR considéré. En effet, la réorganisation des GluN2A-NMDAR implique principalement des changements de nombre de récepteurs dans les nanodomaines sans modification de leur localisation, tandis que la réorganisation des GluN2B-NMDAR passe essentiellement par des modifications de localisation des nanodomaines sans changements du nombre de récepteurs qu’ils contiennent. Ainsi, les GluN2A- et GluN2B-NMDAR présentent des nano-organisations différentes dans la membrane postsynaptique, reposant vraisemblablement sur des voies de régulation et des complexes de signalisation distincts. / NMDA-type glutamate receptors (NMDARs) are a type of ion permeable channels playing critical roles in excitatory neurotransmission in the central nervous system by mediating different forms of synaptic plasticity, a mechanism thought to be the molecular basis of neuronal development, learning and memory formation. NMDARs form tetramers in the postsynaptic membrane, most generally associating two obligatory GluN1 subunits and two modulatory GluN2 (GluN2A-D) or GluN3 (GluN3A-B) subunits. In the hippocampus, the dominant GluN2 subunits are GluN2A and GluN2B, displaying different expression patterns, with GluN2B being highly expressed in early development while GluN2A levels increase gradually during postnatal development. In the forebrain, the plastic processes mediated by NMDARs, such as the adaptation of glutamate synapses and excitatory neuronal networks, mostly rely on the relative implication of GluN2A- and GluN2B-containing NMDARs that have different signaling properties. Although the molecular regulation of synaptic NMDARs has been under intense investigation over the last decades, the exact topology of these two subtypes within the postsynaptic membrane has remained elusive. Here we used a combination of super-resolution microscopy techniques such as direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) and stimulated emission depletion (STED) microscopy to characterize the surface distribution of GluN2A- or GluN2B-containing NMDARs. Both dSTORM and STED microscopy, based on different principles, enable to overcome the resolution barrier due to the diffraction limit of light. Using these techniques, we here unveil a differential nanoscale organization of native GluN2A- and GluN2B-NMDARs in rat hippocampal neurons. Both NMDAR subtypes are organized in nanoscale structures (termed nanodomains) that differ in their number, area, and shape. These observed differences are also maintained in synaptic structures. During development of hippocampal cultures, the membrane organization of both NMDAR subtypes evolves, with marked changes for the topology of GluN2A-NMDARs. Furthermore, GluN2A- and GluN2B-NMDAR nanoscale organizations are differentially affected by alterations of either interactions with PDZ scaffold proteins or CaMKII activity. The regulation of GluN2A-NMDARs mostly implicates changes in the number of receptors in fixed nanodomains, whereas the regulation of GluN2B-NMDARs mostly implicates changes in the nanodomain topography with fixed numbers of receptors. Thus, GluN2A- and GluN2B-NMDARs have distinct organizations in the postsynaptic membrane, likely implicating different regulatory pathways and signaling complexes.

La voie β-adrénergique (β-AR)/AMPc est cruciale pour l’adaptation de la fonction cardiaque. Dans l’insuffisance cardiaque (IC), cette signalisation est perturbée et une part importante des patients meurt de troubles du rythme. Classiquement, les effets inotrope et lusitrope positifs de l’AMPc sont attribués à la phosphorylation par la protéine kinase AMPc dépendante (PKA) des protéines clés du couplage excitation–contraction (CEC). L’AMPc active aussi le facteur d’échange Epac, impliqué dans l’hypertrophie cardiaque et le contrôle de l’homéostasie calcique. Une cible d’Epac est la CaMKII, une kinase modulée par le Ca2+ et la calmoduline qui phosphoryle aussi les protéines clés du CEC, et dont l’activation est pro-arythmique.Les phosphodiestérases (PDEs) de type 3 et 4 sont majeures pour dégrader l’AMPc et contrôler l’homéostasie calcique et le CEC. Les inhibiteurs de PDE3 sont de puissants cardiotoniques mais leur utilisation est limitée par leurs effets pro-arythmiques. De plus, l’invalidation de gènes codant pour PDE4 conduit à des arythmies ventriculaires. Mon travail a permis d’identifier les perturbations de l’homéostasie calcique responsables de la survenue d’arythmies lorsque l’activité des PDE3 et des PDE4 est diminuée. Mes résultats montrent que les inhibiteurs de PDEs exercent des effets inotropes via PKA, mais suscitent des vagues de Ca2+ pro-arythmiques impliquant la PKA et la CaMKII activée en partie via Epac. Ceci suggère l'utilisation potentielle d'inhibiteurs de CaMKII comme compléments aux inhibiteurs de PDEs pour limiter leurs effets délétères, une hypothèse que j’ai pu vérifier dans un modèle porcin plus proche du patient. / The β-adrenergic pathway (β-AR)/cAMP is crucial for the adaptation of the cardiac function upon stress. In heart failure (HF), this signaling pathway is disrupted and a significant proportion of patients dies of cardiac arrhythmias. Classically, the inotropic and lusitropic effects of cAMP are attributed to the phosphorylation by the cAMP-dependent protein kinase (PKA) of the key proteins of the excitation-contraction coupling (ECC). cAMP also activates the exchange factor Epac, which is involved in cardiac hypertrophy and controls intracellular Ca2+ homeostasis. Epac activates CaMKII, another kinase modulated by Ca2+ and calmodulin which phosphorylates the same key proteins of the ECC, and is involved in arrhythmogenesis.Phosphodiesterases (PDEs) type 3 and 4 are crucial enzyme to degrade cAMP and to control Ca2+ homeostasis, thus ECC. PDE3 inhibitors are potent cardiotonic drugs but their use is limited by their pro-arrhythmic effects. Furthermore, the invalidation of genes encoding PDE4 results in ventricular arrhythmias. My work allowed characterizing the perturbations of Ca2+ homeostasis which lead to arrhythmias when PDE3 and PDE4 activities are decreased. My results show that PDE inhibitors exert inotropic effects via PKA, but evoke pro-arrhythmic Ca2+ waves via both PKA and CaMKII, the latter being activated in part via Epac. Altogether, these results suggest the potential use of CaMKII inhibitors as adjuncts to PDEs inhibitors to limit their deleterious effects, a hypothesis I also tested in a porcine model closer to the patient.

La relative immunité des femmes vis-à-vis du risque cardiovasculaire a longtemps été attribuée aux hormones sexuelles. Néanmoins, le rôle protecteur des estrogènes dans le développement de l’athérosclérose et de ses complications a été récemment remis en cause chez les femmes ménopausées. A partir de la cohorte française des Trois Cités incluant environ 10.000 sujets de plus de 65 ans, j’ai évalué l’association entre les estrogènes endogènes et le risque de maladies cardiovasculaires chez des femmes n’utilisant pas de traitement hormonal. J’ai montré pour la première fois que des taux élevés d’estradiol plasmatique étaient associés à une augmentation du risque artériel ischémique à 4 ans, indépendamment des facteurs de risque cardiovasculaire traditionnels, notamment l’obésité ou le diabète. Dans une deuxième partie, j’ai étudié le rôle modulateur des polymorphismes génétiques des récepteurs des estrogènes α (ESR1) et β (ESR2). J’ai montré que le risque cardiovasculaire augmentait avec les taux élevés d’estradiol chez les femmes porteuses du génotype rs9340799-AA mais pas chez celles avec le génotype rs9340799-AG/GG. Des analyses complémentaires m’ont également permis de suggérer que l’effet des estrogènes était lié en partie à une hypercoagulabilité et un état inflammatoire. Dans une dernière étape, j’ai évalué le rôle prédicteur à long terme des estrogènes endogènes. J’ai confirmé la relation indépendante entre les taux élevés d’estrogènes et la survenue d’un évènement cardiovasculaire après 10 ans de suivi. Globalement, ces résultats suggèrent un effet délétère des estrogènes dans le développement des maladies artérielles ischémiques chez les femmes ménopausées après 65 ans . Si ces résultats étaient confirmés, une meilleure stratification du risque artériel pourrait être proposée chez les femmes ménopausées avec des implications potentielles dans la prévention des maladies cardiovasculaires. / The low incidence of coronary heart disease among women has often been attributed to sex hormones. However, adverse effects of estrogens on arterial disease have been recently reported in older postmenopausal women. In the French Three-City prospective cohort study of subjects over 65 years of age, I investigated the association of endogenous estradiol with cardiovascular risk among postmenopausal women who did not use any hormone therapy. In a first part, I showed that high levels of plasma estradiol were related to the 4-year incidence of ischemic arterial disease (IAD), independently of traditional cardiovascular risk factors such as obesity or diabetes. Then, I reported that the relation between estrogens and IAD risk could be modulated by estrogen receptor-α (ESR1) polymorphisms. Indeed, endogenous estrogens were positively associated with IAD risk in women carrying the ESR1 rs9340799-AA genotype but not in those carrying the ESR1 rs9340799-AG/GG genotype. Further analyses revealed that both hypercoagulability and inflammatory state might act as mediators. Finally, I assessed the long-term predictor role of endogenous estrogens in arterial disease. I showed a positive and independent association of estrogens levels with the 10-year incidence of cardiovascular disease. Overall, high plasma levels of endogenous estradiol emerge as a new significant predictor of cardiovascular disease in older postmenopausal women. If confirmed, these findings could have the potential to improve the stratification of IAD risk in postmenopausal women.

Dans le cadre de la production de nouvelles espèces aquacoles, le sandre, Sander lucioperca, est devenu, depuis plusieurs années, une espèce d’intérêt piscicole en raison de sa valeur économique potentielle. Pour développer et pérenniser sa production aquacole, il est nécessaire de comprendre et maîtriser son cycle de reproduction ainsi que les mécanismes physiologiques mis en jeu afin d’obtenir des œufs et des juvéniles viables tout au long de l’année. Dans cet optique d’optimisation du contrôle du cycle, la dopamine apparaît, chez de nombreux téléostéens dont certains perciformes, comme un inhibiteur de l’axe gonadotrope, via les récepteurs de la famille D2, en bloquant le pulse ovulatoire de LH et l’ovulation. Chez le sandre, le rôle de la dopamine et de ses récepteurs, notamment les récepteurs de la famille D1, est inconnu. L’objet de cette thèse est de déterminer le rôle du système dopaminergique lors des phases finales de l’ovogénèse chez le sandre à travers trois axes principaux : (1) déterminer l’effet du blocage des récepteurs de la dopamine, D1 ou D2, sur la régulation de l’axe gonadotrope et l’induction de l’ovulation en absence et en présence d’une molécule de sGnRHa, (2) définir le répertoire et le profil d’expression des récepteurs dopaminergiques par l’étude du transcriptome cérébral du sandre en période pré-ovulatoire et (3) établir le rôle de la dopamine et de ses différents récepteurs (familles D1 et D2) dans la régulation directe et locale de l’axe gonadotrope aux niveaux cérébral et ovarien. La première partie de ce travail a permis pour la première fois, par l’utilisation d’antagonistes spécifiques des familles de récepteurs D1 et D2, de mettre en évidence un rôle potentiel de la dopamine sur la sécrétion de certains stéroïdes sexuels en période pré-ovulatoire chez le sandre par l’intermédiaire des récepteurs de la famille D1. L’identification de l’ensemble des récepteurs de la dopamine existant chez le sandre nous a permis de confirmer leur expression à tous les niveaux de l’axe gonadotrope (cerveau, hypophyse et ovaires) étayant l’hypothèse d’un rôle de la dopamine dans la reproduction du sandre. Enfin, la dernière partie de ce projet a permis de montrer un rôle régulateur du système dopaminergique, directement au niveau ovarien, sur la production de testostérone par l’intermédiaire des deux familles de récepteurs de la dopamine. L’implication des deux familles de récepteurs a également été mise en évidence dans la production ovarienne de la 17β-estradiol. Au niveau cérébral, seule la famille des récepteurs D2 a été montrée impliquée dans la régulation de l’expression du gène de la GnRH-3. De façon générale, cette étude a permis de mettre en évidence l’implication des récepteurs de la dopamine dans la régulation de l’axe gonadotrope lors des phases finales de l’ovogenèse. Toutefois, des travaux ultérieurs devront être menés pour approfondir les mécanismes physiologiques mis en jeu. D’un point de vue aquacole, les traitements hormonaux à base d’antagonistes des récepteurs de la dopamine ont été inefficaces pour améliorer les performances de reproduction du sandre ce qui n’est pas en faveur de leur utilisation future pour induire l’ovulation chez cette espèce. Ainsi, la mise au point d’autres méthodes d’optimisation sera nécessaire pour continuer à développer la production aquacole du sandre / Pikeperch, Sander lucioperca, is a potential valuable economic fish, making it a species of interest for aquaculture diversification. In the domestication process, controlling and understanding the reproductive cycle is a crucial step in order to produce viable offspring in a synchronous and predictable way. In many teleosts including some perciforms, dopamine inhibits the ovulatory pulse of LH and the ovulation step through D2 dopamine receptors family. In pikeperch, the roles of dopamine and its receptors, especially those belonging to the D1 receptors family, are unknown. For the purpose of the optimization of pikeperch reproduction, we investigated the role of the dopaminergic system during the final stages of oogenesis in this species: (1) by determining the effects of D1 or D2 receptor antagonists alone or in association with sGnRHa on the regulation of the reproductive axis and on the induction of ovulation, (2) by determining the repertoire and the expression profile of the dopamine receptors using a brain transcriptome analysis during the pre-ovulatory period and (3) by evaluating the role of dopamine and its receptors (D1 and D2 families) in the direct and local regulation of the gonadotropic axis at the brain and ovarian levels. For the first time, we showed that the dopamine/D1 receptors complex regulates the sex-steroids release during the pre-ovulatory period, suggesting that dopamine is involved in pikeperch reproduction. Also, we support its involvement thanks to the identification of the dopamine receptors gene expression at the brain, pituitary and ovarian levels. Finally, we showed that the dopaminergic system directly regulates the ovarian testosterone production, through both D1 and D2 receptor families. The involvement of both dopamine receptor families was also highlighted on ovarian 17β-estradiol production. Only the D2 receptor family was shown to be involved on the brain GnRH-3 gene expression. In conclusion, we point out a dopamine receptors implication on the gonadotropic axis regulation during the final stages of oogenesis in pikeperch. However, further studies should be performed to pinpoint the physiological mechanisms behind this phenomenon. From an aquaculture point of view, hormonal treatments with dopamine receptor antagonists appear to be ineffective to improve pikeperch reproductive performances. Therefore, their use to induce pikeperch ovulation should be put into question and the development of alternative methods is necessary to further promote pikeperch production

Le récepteur cation-indépendant du mannose-6-phosphate (CI-RM6P) est une glycoprotéine transmembranaire impliquée dans de nombreux processus biologiques comme le transport des enzymes lysosomales vers les lysosomes et aussi dans le phénomène connu comme l’angiogenèse. Les analogues du M6P se sont avérés être des effecteurs de l’angiogenèse tumorale. La synthèse des nouveaux dérives bidentés, fonctionnalisés avec des analogues du M6P, ouvre la voie à une nouvelle méthode pour isoler le CI-RM6P.Ces “antennes biologiques” seront ainsi utilisées pour étudier leurs affinités vis-à-vis du CI-RM6P. En perspective, une nouvelle classe de dérivés de Sepharose, fonctionnalisée par nos ligands bidentés, vont être générée pour leurs emplois dans les traditionnels techniques de purifications des protéines. / The cation-indipendent mannose-6-phosphate receptor (CI-MPR) is a trans membrane glycoprotein implicated in numerous biological processes such as the transporting of the lysosomal enzymes to the lysosomes and in the phenomenon known as angiogenesis.The analogues of M6P have proven themselves to be effectors of tumour angiogenesis.The synthesis new bidentates derivatives, functionalised with analogues derivatives of M6P, opens the way to a new method to isolate the CI-MPR.These “biological antennae” will be used to study binding affinity with the receptor CI-MPR. In prospective, a new class of Sepharose derivatives, functionalised with ours bidentates ligands, will be generated to be used in the traditional technique of purifying proteins.

Le récepteur à neurotrophine TRKC a initialement été montré comme induisant la mortcellulaire par apoptose en l’absence de son ligand, NT-3. Cette mort cellulaire a tout d’abordété décrite comme étant importante dans la régulation de la survie neuronale, pendant laformation du système nerveux sympathique. Plus tard, elle a été montrée comme étantimpliquée dans différents types de cancer.Au cours de ma thèse, je me suis concentré sur la caractérisation moléculaire de la cascade designalisation conduisant à l’induction de l’apoptose par TRKC. Afin d’induire l’apoptose, ledomaine intracellulaire de TRKC est clivé par les caspases en deux sites, ce qui entraine lagénération d’un fragment pro-apoptotique, TRKC KF (Killer Fragment). Plusieurs partenairespotentiels de TRKC KF ont été identifiés lors d’un crible double-hybride. Initialement, je mesuis focalisé sur l’un d’eux, COBRA1, un cofacteur de BRCA1.Je montre ici que COBRA1 est requis pour la mort cellulaire induite par TRKC, à la fois invitro et in vivo, dans des neurones primaires. COBRA1 semble stabiliser et accumuler TRKCKF à la mitochondrie, où TRKC KF entraine l’activation de BAX et ensuite le relargage ducytochrome c. En conclusion, il semblerait que la mort cellulaire induite par TRKC estdépendante de la voie apoptotique intrinsèque. J’ai aussi pris part à deux autres projets décrivant le rôle de TRKC comme un suppresseur de tumeur potentiel dans le neuroblastome et le cancer colorectal. Nous avons montré dans leneuroblastome que la fonction pro-apoptotique de TRKC est invalidée par une boucleautocrine de production de NT3, qui peut être ciblée lors d’une approche thérapeutique. Dansle cancer colorectal, nous avons décrit un second mécanisme par lequel les cellules tumoraleséchappent à l’apoptose induite par TrkC. Il s’agit d’une perte de l’expression de TrkC due àune hypermethylation du promoteur. / The neurotrophin receptor TRKC was initially shown to induce apoptosis in settings of lackof its ligand, NT-3. This cell death was described to be important in the regulation of neuronalsurvival during sympathetic nervous system formation and finally it was linked with severaltypes of cancer. During my thesis I focused on the molecular characterization of the signaling cascade leadingto TRKC-induced apoptosis. Importantly, in order to kill, TRKC is double-cleaved bycaspases in its intracellular domain releasing a pro-apoptotic fragment, named TRKC KF(Killer Fragment). Using a yeast two-hybrid screen we identified several potential interactingpartners for TRKC KF. Initially, i focused on COBRA1, a cofactor of BRCA1.I show here that COBRA1 is requisite for TRKC-induced cell death both in vitro and in vivo,on primary neurons. COBRA1 seems to stabilize and accumulate TRKC KF at themitochondria, where TRKC KF induces the activation of BAX and therefore cytochrome crelease. Therefore, it looks that TRKC-induced cell death is dependent on the intrinsicpathway of apoptosis. During my thesis, I also took part in two projects characterizing the role of TRKC as aconditional tumor suppressor in neuroblastoma and colon cancer. We showed that inneuroblastoma tumors the pro-apoptotic function of TRKC is impaired due to an autocrineproduction loop of NT-3, which can be targeted as a therapeutic strategy. In colon cancer, wedescribed another mechanism by which tumor cells evade TRKC-induced apoptosis, morespecifically a loss of TRKC expression due to promoter hypermethylation

Les récepteurs métabotropes au glutamate (mGluR) sont des RCPG de classe C. Ils sont exprimés dans le système nerveux central où, suite à l'activation par le glutamate, ils participent à la modulation de la transmission nerveuse. En raison de leur rôle essentiel dans la régulation de l'activité synaptique, ils représentent des cibles potentielles pour le développement de médicaments contre les troubles neurologiques et psychiatriques telles que la schizophrénie, l'épilepsie, l'anxiété et la douleur. Mon projet de recherche de doctorat a porté sur l'étude du mécanisme d'activation du domaine extracellulaire de liaison au ligand du mGluR (ECD), avec un accent particulier sur ce qui différencie au niveau moléculaire un agoniste partiel d'un agoniste total. A cette fin, j'ai utilisé une méthode innovante à l'échelle de la molécule unique appelée Transfert d'Energie par Résonance de Forster, développé pour l'étude de la dynamique conformationnelle des molécules individuelles à l'échelle de la nanoseconde. J'ai réussi à montrer que le dimère d'ECD oscille entre une conformation active et une conformation de repos sur une échelle de temps de ~100μsec et que les ligands influencent les vitesses de transition entre ces états avec des vitesses intermédiaires pour les agonistes partiels. Ces résultats sont validés par l'utilisation de mutants spécifiques et indiquent clairement que le rôle des ligands n'est pas de stabiliser une conformation donnée mais de modifier le comportement dynamique du récepteur. L'ensemble de ces résultats contribuent à une meilleure description du mécanisme d'activation des mGluRs, et ouvrent potentiellement la voie à la compréhension des RCPG en général. / Metabotropic Glutamate Receptors (mGluRs) are class C GPCRs, expressed throughout the central nervous system. They participate in the long term modulation of neural transmission following activation by the excitatory neurotransmitter glutamate. This critical role in the regulation of synaptic activity makes them promising targets in the development of drugs for the treatment of various neurologic and psychiatric disorders such as schizophrenia, epilepsy, anxiety and pain relief. My Ph.D. research project has focused on the study of the activation mechanism of the mGluR extracellular ligand binding Venus-Flytrap domain (VFT), with particular emphasis on the differences between partial and full agonists on a molecular level. To this aim, I have used a state-of-the-art single molecule Förster Resonance Energy Transfer (smFRET) approach, developed for the study of conformational dynamics of single molecules on the nanosecond to millisecond timescale. I have managed to show that the VFT-dimer constantly oscillates between an active and a resting conformation on a ~100µsec timescale. I also discovered that the role of ligands is to influence the transition rate between these boundary states, and that partial agonists display intermediate transition rates. My results, supported by the use of specific mutants, clearly indicate that the role of ligands is not to stabilize a given conformation but to modify the overall dynamic of the receptor, which favors a conformational selection mechanism. Altogether, these results represent a most-valuable contribution to the better understanding of the activation mechanism of mGluRs, and potentially GPCRs in general.