Ces dernières années, il est apparu que les espèces réactives de l'oxygène (ROS) ne sont pas seulement des substances délétères qui induisent des dommages de molécules biologiques, mais qu’elles sont également impliquées dans la signalisation cellulaire. Des niveaux contrôlés de H2O2 sont en particulier impliqués dans le processus de régénération chez différentes espèces. Nous avons donc étudié la régulation de la signalisation de H2O2 au cours de régénération de la nageoire caudale chez le poisson zèbre adulte. Nous avons montré que les nerfs contrôlent les niveaux de H2O2 à la fois dans les tissus normaux et après blessure; ce processus est médié par les cellules de Schwann qui expriment Shh. En plus, H2O2 stimule la croissance des nerfs, ce qui suggère la présence d'une boucle de rétrocontrôle positif.Les niveaux redox sont très dynamiques non seulement lors de la régénération, mais aussi au coursdu développement. Nous avons ensuite examiné le rôle de H2O2 pendant la morphogenèse et plusprécisément, son impact sur la croissance axonale et sa relation avec la signalisation Shh. Nous avons constaté que la réduction des niveaux de H2O2, normalement très élevé au cours de la morphogenèse, altère les projections axonales et que cet effet peut être sauvé par l'activation de la voie de signalisation de Shh.Les cibles de la signalisation redox comprennent des protéines dont l'activité est dépendante d'une cystéine, car l'état d'oxydation de cet acide aminé peut être modifié par les niveaux de H2O2. Le processus de S-acylation, qui est très important pour le processus de croissance des projections axonales et pour la voie de signalisation de Shh, consiste en la fixation covalente d'un acide gras, souvent le palmitate, au group sulfurique d’une cysteine et il est donc une cible potentielle de signalisation de ROS. Nous avons mis en évidence une corrélation entre le niveau de palmitoylationd’une protéine et les niveaux de H2O2 dans la cellule. La pertinence de cette observation estactuellement testée in vivo. / In the recent years it is becoming evident that reactive oxygen species (ROS) are not only deleterious compounds that induce damage of biological molecules, but are also important molecules that can mediate different signaling pathways. Controlled ROS, and in particular H2O2, levels have been found to be involved in the regenerative process of different species. We then focused on the regulation of H2O2 signaling during regeneration of the adult zebrafish caudal finand we showed that nerves control H2O2 levels both in normal tissue and after lesioning; this process is mediated by Schwann cells, through Shh signaling. In addition, there is also a reciprocal action of H2O2 on nerve growth, suggesting the presence of a positive feedback loop.Redox levels are highly dynamic not only during regeneration, but also during development. We then looked at the role of H2O2 during morphogenesis and more specifically, its impact on axonal growth and its relationship with Shh signaling. We found that reduction of H2O2 levels, normally very high during morphogenesis, impairs axon projections and that this effect can be rescued by the activation of Shh signaling. Moreover, we found that different redox levels modify the intracellulardistribution of Shh protein and also its extracellular availability. These results further strengthen the relationship between H2O2 and Shh signaling pathways.It is widely accepted that targets of redox signaling include proteins whose activity is dependent on an active cysteine because the oxidative status of this amino acid can be modified by H2O2 levels.The process of S-acylation, which is very important for both the processes of axonal projections growth and Shh signaling, consists in the covalent attachment of a fatty acid, often palmitate, to a cysteine sulphur and it is then a possible target of ROS signaling. We asked whether a relationship between H2O2 levels and protein S-palmitoylation could exist and we found that augmentation of H2O2 levels downregulates the S-palmitoylation process. The relevance of this observation iscurrently being tested in vivo.

Chez l’ascidie coloniale Botryllus schlosseri, en plus de l’embryogénèse existent deux voies de développement aboutissant à la production de la même structure : l’organisme adulte ou zooide. Ces développements alternatifs ont lieu lors de processus biologiques distincts : le bourgeonnement palléal (BP) et le bourgeonnement vasculaire (BV). Le BP est un processus de multiplication asexuée présentant une ontogénèse stéréotypée. En revanche, le BV est un phénomène régénératif, induit dans les vaisseaux sanguins de la colonie par l’ablation de tous les zooides et bourgeons palléaux. Mes travaux de recherche ont eu pour objectif de caractériser les bases moléculaires et cellulaires régissant le BP et le BV chez B. schlosseri. L’étude de gènes marqueurs des lignées méso-, endo- et ectodermiques a révélé l’existence de territoires présomptifs pour chacune de ces lignées, dès les premiers stades du BV et du BP, et suggéré l’existence d’un programme unique aux deux processus. Les lignées neurales et musculaires ont été étudiées plus en détail lors du BP, indiquant un double rôle potentiel, neuro- et myo-génétique, au tube dorsal, une structure jusqu’à présent uniquement associée au système nerveux. Une caractérisation morphologique poussée a mené à l’identification de stades précoces stéréotypés du BV lors de la régénération. Enfin, l’analyse de transcriptomes de différents stades du BP et de la régénération ont initié l’étude non biaisée des bases moléculaires du bourgeonnement chez Botryllus. L’objectif à long terme de ces travaux est de décrypter les bases moléculaires et génétiques facilitant, chez les métazoaires, l’évolution de voies de développement alternatives. / In addition to embryogenesis, the colonial ascidians Botryllus schlosseri evolved two alternative developmental pathways leading to the same final structure: the adult body, or zooid. These non-embryonic ontogenesis occur during distinct biological processes: palleal budding (PB) and vascular budding (VB). PB is a process of asexual propagation, with a very stereotyped morphogenesis. Conversely, VB is a purely regenerative phenomenon, induced in the vascular system of the colony by the ablation of all zooids and palleal buds. My research work followed the objective to characterize the molecular and cellular basis of both PB and VB in B. schlosseri. The study of meso-, endo- and ectodermal lineage marker genes revealed the existence of presumptive territories of these lineages in the early palleal and vascular buds and that a single developmental program was launched in both VB and PB. Neural and muscle fates were studied in more detail for PB, indicating a potential double function, both neuro- and myo-genic for the dorsal tube, a structure so far associated with the nervous system only. A detailed morphological description of VB allowed to identify stereotyped stages during early regeneration. Eventually, a transcriptomic characterization of early VB and PB processes initiated an unbiased study of the molecular basis underlying the budding phenomenon in Botryllus. The overall goal of these research works is to unravel the molecular and genetic basis that facilitated, in Botryllus and globally in metazoan, the evolution of alternative developmental pathways.

En s'employant par la plume au redressement de la France, Pierre Drieu la Rochelle s'inscrit dans la lignée des écrivains et des penseurs qui ont dénoncé la décadence – Paul Bourget et, surtout, Barrès et Nietzsche, les deux maîtres qu'il se reconnaît. "Je me suis trouvé comme tous les autres écrivains contemporains devant un fait écrasant : la décadence", écrit-il dans la préface de Gilles, citant volontiers Aragon, Céline, Malraux ou encore Montherlant, ces écrivains et intellectuels de l'entre-deux-guerres avec lesquels il partage une certaine fraternité prophétique. Si Drieu a vécu et envisagé les rapports de sa création littéraire avec l'idéologie et la politique à travers le prisme de la convulsion du temps provoquée par la crise de l'antimodernisme et de l'antiparlementarisme, il affronte ce qu'il considère être un «fait écrasant» en pratiquant une "observation systématique". Dans "son œuvre de satire", cette référence obsédante à la décadence, qu'il décèle plus particulièrement dans le corps individuel et social, fait l'objet de transfigurations littéraires qui visent toutes à la dénoncer. Pour essayer de cerner les enjeux d'une telle représentation, qui se situe à la jonction de l'idéologie et de la littérature, il est nécessaire d'analyser les fondements de l'imaginaire de la décadence inhérents à la période de l'entre-deux-guerres. À ce prix, il devient possible de distinguer l'unité et la cohérence de l'œuvre de Drieu, articulée autour de cette décadence que l'on doit considérer comme un "fait d’imagination" (Pierre Citti) et cristallisée autour d'un motif central : le corps / In reflecting on and reasoning about the decline of his country, Pierre Drieu la Rochelle appears as an heir to those writers and theoreticians who denounced its decadence, including Paul Bourget but principally Barrès and Nietzsche, the two masters with whom he identifies. "Je me suis trouvé comme tous les autres écrivains contemporains devant un fait écrasant : la décadence", writes the novelist, in the preface to Gilles. Thus he gladly cites Aragon, Céline, Malraux and Montherlant, who were all writers and intellectuals of the interwar years, and with whom Drieu shares some kind of prophetic fraternity. Drieu foresees the interaction of his literary creativity with ideology and politics through the lens of the convulsion of time, occasioned by the crises of antimodernism and antiparliamentarism. Consequently he faces what he considers to be a "crashing fact" in practising a "systematical observation". In his "satirical work", his insistent reference to decadence, which he detects in both the individual and collective body, is subjected to literary metamorphosis ; this imagery betrays his intimate obsession. In order to grasp what is at stake in such a mental representation, situated at the intersection of ideology and literature, it is necessary to understand first of all the foundations of the imagination of decadence, inherent in the troubled world of the interwar years. This is necessary in order to set apart the unity and the coherence of Drieu's work, focused on this decadence to be considered as an "fait d’imagination" (Pierre Citti) and made real through a central topic : the body

La persistance et la récurrence de la réponse inflammatoire dans le foie est la principale cause de développement des lésions hépatiques et de ses complications. Cette réponse immune est caractérisée par le recrutement de cellules inflammatoires, notamment de monocytes/macrophages et de lymphocytes. Elle est aussi impliquée d'une part dans le développement de la fibrose en activant les cellules fibrogéniques du foie, et d'autre part dans les mécanismes de régénération. Récemment, la présence d'une sous-population de lymphocytes T appelés Th17 a été identifiée dans de nombreuses pathologies hépatiques incluant la fibrose. Leur présence a également été observée lors de la régénération hépatique à partir de cellules progénitrices. Ces lymphocytes Th17 sont caractérisés principalement par la production de deux cytokines l'IL-17 et l'IL-22. Alors que le rôle de l'IL-22 a été récemment caractérisé dans la fibrose et la régénération hépatique, le rôle de l'IL-17 nécessitait d'être défini.Les objectifs de ma thèse ont donc été d'étudier le rôle et la régulation de l'IL-17 dans 1) les mécanismes de développement de la fibrose, et 2) son impact sur la régénération hépatique à partir de cellules progénitrices.1) L'équipe a démontré l'implication du système endocannabinoïde dans les maladies chroniques du foie. Ce système est composé de deux types de récepteurs, CB1 et CB2, couplés aux protéines G, et de ligands lipidiques endogènes. Alors que CB1 est majoritairement exprimé dans le cerveau et faiblement dans les tissus périphériques, CB2 est très fortement exprimé par les cellules immunitaires et présente en général des propriétés anti-inflammatoires. Notre hypothèse a donc été que l'activation du récepteur CB2, exprimé par les lymphocytes T régulerait négativement la réponse de type Th17 et le développement de la fibrose hépatique. Dans un modèle murin de fibrose induite par la ligature de la voie biliaire principale, nous avons montré que des souris CB2-/- développent une fibrose plus importante associée à une réponse inflammatoire de type Th17 augmentée par rapport à des souris sauvages. De plus, l'inhibition de la production de l'IL-17 chez ces souris CB2-/- à l'aide d'un inhibiteur de la différenciation Th17 (la digoxine), permet de réduire le développement de la fibrose. In vitro, l'activation du récepteur CB2 sur les lymphocytes Th17 par un agoniste sélectif, le JWH-133, diminue leur capacité à produire l'IL-17. Par ailleurs, nous avons montré par immunocyto-fluorescence, que l'activation de CB2 inhibe la production de l'IL-17 par une voie STAT5-dépendante. Ainsi, l'immuno-modulation de la réponse inflammatoire associée à la fibrose représente une stratégie anti-fibrosante prometteuse.2) L'infiltration de ces cellules Th17 a également été observée dans de nombreuses hépatopathies associées à une accumulation de cellules progénitrices intra-hépatiques (CPIH), appelées cellules ovales chez les rongeurs. La deuxième partie de ma thèse a donc consisté en l'étude du rôle de l'IL-17 dans la régénération du foie à partir de CPIH. Dans un modèle murin de régénération hépatique à partir de CPIH induit par un régime déficient en choline, et supplémenté en éthionine (CDE), nous avons montré que des souris invalidées pour l'IL-17 (IL-17-/-) présentent une diminution du nombre de CPIH CK19+, par rapport aux souris sauvages. L'invalidation de l'IL-17-/- a également été associée à une réduction du recrutement macrophagique et de la réponse pro-inflammatoire incluant l'IL-6, l'IL-1b et l'IL-27. Parmi ces cytokines, nous avons identifié l'IL-27 comme étant un facteur clé dans la différenciation des CPIH. In vitro, nous avons également montré que la production de l'IL-27 est induite par la stimulation des macrophages par l'IL-17. Ainsi, nos résultats révèlent que l'action combinée de l'IL-17 et de l'IL-27 orchestre la régénération du foie à partir de CPIH en favorisant leur prolifération et leur différenciation en hépatocytes, respectivement. / Persistence and recurrence of inflammatory response in the liver is the major cause of liver damage and its complications. This immune response is characterized by inflammatory cell recruitment, in particular monocytes / macrophages and lymphocytes. It has also been implicated in fibrosis development by activating liver fibrogenic cells, and also in regeneration mechanisms. Recently, a sub population of T lymphocytes called Th17 has been identified in numerous liver pathologies including fibrosis. These cells have also been observed in regenerating livers from progenitor cells. Th17 lymphocytes are mainly characterized by the production of two cytokines, namely IL-17 and IL-22. While the role of IL-22 has been recently described in liver fibrosis and regeneration, the role of IL-17 remained to be studied.The aims of my thesis were to study the role and the regulation of IL-17 in 1) fibrosis development, and 2) its impact on liver regeneration from progenitor cells.1) Our team has demonstrated the implication of the endocannabinoid system in chronic liver disease. This system is composed of two G-protein coupled receptors, CB1 and CB2, and their endogenous lipidic ligands. While CB1 is mainly expressed in the brain and slightly in peripheral tissues, CB2 is strongly expressed by immune cells and generally displays anti-inflammatory properties. Our hypothesis was that CB2 receptor activation, expressed by T lymphocytes, would negatively regulate Th17 response and liver fibrosis development. In a murine fibrosis model induced by bile duct ligation and section, we have showed that CB2-/- mice have an enhanced fibrosis associated with an increased Th17 inflammatory response as compared to wild-type animals. Additionally, IL-17 production inhibition in these CB2-/- mice with an inhibitor of Th17 differentiation (digoxin), reduced fibrosis development. In vitro, CB2 receptor activation on Th17 lymphocytes by a selective agonist, JWH-133, diminished their ability to produce IL-17. Moreover, we demonstrated by immunocyto-fluorescence, that CB2 activation inhibits IL-17 production in a STAT5-dependent manner. Thus, the modulation of the inflammatory response associated with fibrosis is a promising strategy against fibrosis.2) Th17 cell infiltration has also been observed in liver disease associated with liver progenitor cell (LPC) accumulation, called oval cells in rodents. The second part of my thesis was aimed to study IL-17 role in liver regeneration from LPC. In a murine model of liver regeneration from LPC induced by a choline deficient and éthionine supplemented diet (CDE), we have demonstrated that IL-17 deficient mice (IL-17-/-) have a reduced number of CK19+ LPC as compared to wild-type animals. IL-17 deficiency was also associated with a decrease in macrophage recruitment and reduced pro-inflammatory response including IL-6, IL-1b and IL-27. Among these cytokines, we identified IL-27 as a key factor in LPC differentiation. In vitro, we also showed that IL-27 production is induced after IL-17-induced macrophage activation. Thereby our results revealed that the combined action of IL-17 and IL-27 leads to LPC driven liver regeneration by enhancing their proliferation and their differentiation towards hepatocytes, respectively.

L'objectif de ce travail est d'améliorer l'activation de catalyseurs d'hydrotraitement CoMo/Al2O3 régénérés par l'emploi d'un nouvel additif organique, l'acide maléïque. En effet, le procédé de régénération permet la réutilisation d'un catalyseur d'hydrotraitement ayant subi une désactivation en éliminant les impuretés carbonées et en redispersant la phase active à la surface du catalyseur. Ce procédé ne permet cependant pas de retrouver l'activité initiale d'un catalyseur neuf. L'emploi d'additif organique lors de la préparation de catalyseurs régénérés permet alors d'améliorer l'activité catalytique. Au cours de ce travail, l'influence de l'acide maléïque a été étudiée à chaque étape du processus d'activation d'un catalyseur d'hydrotraitement régénéré. A l'état oxyde, l'acide maléïque n'influence pas la formation d'aluminate de cobalt tandis que cet additif consomme la phase CoMoO4 néfaste à l'activité finale dès maturation à 30°C. Cette consommation de la phase CoMoO4 s'accompagne de la formation de maléate de cobalt. Des études complémentaires menées par extraction des espèces oxydes suite à l'interaction du catalyseur régénéré avec l'acide maléïque en solution aqueuse montrent également une redispersion du molybdène sous forme d'un sel d'Anderson, AlMo6. Cette redispersion permet de sulfurer rapidement le molybdène dès 150°C tandis que le cobalt tend à se sulfurer progressivement avant décomposition du maléate. La décomposition complète du maléate de cobalt à 350°C permet alors de libérer le cobalt afin que celui-ci interagisse efficacement avec le sulfure de molybdène déjà formé conduisant à une proportion élevée en phase promue / The objective of this study is to improve the activation of regenerated CoMo/Al2O3 hydrotreating catalysts through the use of a novel organic additive, maleic acid. The regeneration process allows to re-use hydrotreating catalysts that have been deactivated leading to the removal of carbon impurities and to the redispersion of the active at the catalyst surface. However, using this process, the regenerated catalyst cannot recover completely the activity of a fresh catalyst. The use of organic additives during the preparation of regenerated catalysts can improve the final catalytic activity. In this work, the influence of maleic acid has been studied at each step of the activation procedure of a regenerated hydrotreating catalyst. At the oxide state, maleic acid does not influence the formation of cobalt aluminate while after maturation at 30°C, this additive can consume the CoMoO4 phase known to be detrimental to the activity. This disappearance of the CoMoO4 phase is accompanied by the formation of cobalt maleate. Complementary studies based on the extraction of oxide species through the interaction of the regenerated catalyst with maleic acid in aqueous solution also evidence the redispersion of molybdenum as AlMo6 Anderson salt species. This redispersion allows to rapidly sulphide molybdenum as soon as 150°C while cobalt is progressively sulphided before the maleate decomposition. The complete decomposition of cobalt maleate at 350°C makes cobalt available to interact efficiently with the already formed molybdenum sulphide leading to a high proportion of promoted phase

Le rein est un organe considéré comme statique, montrant une capacité régénérative très limitée. Les cellules épithéliales du glomérule, appelées podocytes, sont des cellules hautement différenciées qui possèdent des extensions cytoplasmiques indispensables à leur fonction de filtration du sang. Ces cellules sont particulièrement impactées dans les pathologies rénales chroniques, et il apparaît primordial de développer des stratégies thérapeutiques permettant de restaurer leur fonction. Une des approches thérapeutiques qui semble des plus prometteuses consiste en le remplacement des cellules lésées par des cellules fonctionnelles. Dans cette approche de médecine régénérative, les capacités endogènes de régénération des organes sont exploitées et stimulées afin de permettre un rétablissement des tissus constituant les organes. Bien que les podocytes montrent un potentiel de prolifération et de régénération limité, un moyen unique de stimuler ces cellules consiste en la surexpression de la sous-unité protéique TERT de la télomérase. En effet, la surexpression transitoire de TERT dans le rein adulte induit la dédifférenciation et la prolifération des podocytes, suivi par la régénération de ces cellules. L’objectif de mon travail de thèse était d’identifier les voies de signalisation moléculaires ciblées par TERT lors de la reprogrammation des podocytes en cellules dédifférenciées et prolifératives. Le travail réalisé a permis de mettre en évidence les facteurs moléculaires impliqués dans l’initiation de ce processus ainsi que les effecteurs de la reprogrammation ciblés par TERT. De plus, l’analyse des voies de signalisation dérégulées par TERT montre que l’interaction et le remodelage de la matrice extracellulaire représentent des événements très précoces lors de la reprogrammation. Un autre objectif de ma thèse consistait en l’élucidation des mécanismes cellulaires mis en œuvre lors de la régénération des podocytes suite à la surexpression transitoire de TERT. Aussi, les résultats obtenus grâce à l’emploie d’une approche non biaisée de traçage cellulaire a révélé la présence de cellules progénitrices dans le néphron du rein adulte capables de s’amplifier de manière clonale afin de régénérer les podocytes de manière efficace et rapide. Ces résultats présentent un mécanisme cellulaire encore jamais appréhendé, menant à la régénération efficace des podocytes dans le rein des mammifères adultes. Ces données représentent une véritable percée des connaissances au regard de l’existence et de la fonction des progénitures rénaux, ouvrant la voie à des stratégies thérapeutiques permettant d’améliorer la régénération cellulaire de patients souffrant de maladies rénales chroniques. / In mammals, the kidney is considered a static organ with a limited regenerative capacity. Glomerular epithelial cells, named podocytes, are highly differentiated cells harboring cytoplasmic extensions essential for their function of blood filtration. These cells appear to be the weak link in chronic kidney diseases, rising up the necessity to develop therapeutic strategies to restore their function. One promising therapeutic approach consist in the replacement of impaired cells with fully functional cells. The aim of this regenerative medicine approach is to stimulate the endogenous regenerative capacity to reestablish the functionality of tissues within the organ. Although podocytes display a limited regenerative capacity, transient overexpression of the telomerase protein component TERT appears to be an efficient way to stimulate this capacity in vivo. Indeed, TERT exhibits potent effects on kidney podocytes in steady state conditions resulting in acute cell cycle entry and loss of differentiation. Such reprogramming of kidney podocytes is followed by replenishment of those cells by functional podocytes upon TERT withdrawal. TERT effects on kidney podocytes are independent of its role in telomere synthesis, and rather rely on its ability to modulate signaling pathways. My thesis objective was to identify the molecular mechanisms targeted by TERT non-canonical activity upon initiation and progression of podocyte reprogramming. Analysis of the molecular signaling modulated by TERT show that interaction and remodeling of the extracellular matrix represent early events of the reprogramming process. Those results highlighting TERTtarget genes and pathways upon in vivo cellular change of fate provide precious knowledge for unprecedented therapeutic strategies that aim to target TERT non-canonical activity in kidney cancers and other epithelial cancers more broadly. The second objective of my thesis was to elucidate the cellular mechanisms that support podocytes regeneration upon transient overexpression of TERT. Using podocyte lineage tracing approaches, we found that renewed podocytes observed following a TERT pulse are not derived from initially present podocytes. Using an unbiased lineage tracing approach, we further found that clonal amplification of progenitor cells is the source of podocyte replenishment in this system. Those results unveil a cellular mechanism that have never been apprehended previously, which activation lead to efficient podocyte regeneration in the adult mammalian kidney. Those data represent a real breakthrough in knowledge regarding kidney progenitor cells existence and function, and have profound implications for the development of therapeutic strategies that aim to maintain/enhance regeneration in patients with kidney diseases and in the elderly.

L'insuffisance cardiaque (IC) est l'évolution terminale de nombreuses pathologies cardiaques, notamment de l'infarctus du myocarde (IDM). Elle se caractérise par la mort des cellules contractiles du cœur, les cardiomyocytes (CMs), et par l'incapacité des CMs survivants à régénérer le tissu lésé. Les thérapeutiques disponibles ralentissent sans toutefois stopper la progression de l'IC, expliquant l'émergence du concept de régénération tissulaire pour restaurer la fonction du cœur. Dans ce domaine, la thérapie cellulaire par injection de cellules exogènes (souches/progénitrices) dans le myocarde représente l'approche la plus conventionnelle. Malgré des résultats expérimentaux prometteurs, l'efficacité de cette stratégie reste encore mal établie en clinique. Ainsi, identifier de nouvelles voies thérapeutiques s'avère essentiel en médecine régénérative cardiaque. Jusqu'à récemment, les CMs survivant à l'IDM ont été ignorés en régénération cardiaque car considérés comme bloqués dans un état post-mitotique. Or, des études récentes ont montré que ces CMs adultes différenciés résidents sont dotés d'un potentiel naturel faible de prolifération qu'il est possible de stimuler afin de régénérer le tissu lésé. L'enjeu est maintenant d'identifier les mécanismes moléculaires naturels bloquant la prolifération du CM en vue d'une modulation en thérapeutique et a constitué le contexte de mon travail de thèse. Dans ce contexte, l'équipe a récemment identifié Ephrine-B1 comme nouvelle protéine spécifique de la membrane latérale (ML) du CM stabilisant la morphologie en brique du CM adulte et la cohésion du tissu cardiaque. De façon inattendue, au cours de mon travail de doctorat, nous avons montré, grâce à de multiples approches in vitro et in vivo, que la délétion d'Ephrine-B1 (souris KO ou thérapie génique avec interférence à l'ARN) confère au CM adulte un potentiel de prolifération important (~ 15%), mobilisé uniquement en situation de stress cardiaque (vieillissement, apectomie adulte ou IDM) et permettant la régénération cardiaque. Ephrine-B1 apparaît donc comme une cible prometteuse en médecine régénératrice cardiaque. [...] / Heart failure (HF) is the convergent evolution of many cardiac diseases, particularly myocardial infarction (MI). At the tissue level, HF is characterized by the death of cardiac contractile cells, the cardiomyocytes (CMs), and by the incapability of survivor CMs to regenerate the damaged tissue. Various pharmacological therapies have proven to slow HF progression but not to block it. Thus, major efforts have been developed in regenerative cardiac medicine to repair the scar tissue of failing heart to restore the function. In this context, cardiac cell therapy (injection of exogenous stem/progenitor cells) has been one of the more promising approaches. Besides its encouraging results in laboratories, its clinical benefit still remains elusive. Thus, there is an urgent need for identifying new therapeutic strategies for cardiac regenerative medicine. Until now, surviving resident CMs to MI have been ignored in cardiac regeneration since considered in a post-mitotic state, unable to proliferate. However, recent studies demonstrated that adult differentiated CMs can naturally proliferate but at low rate and that it is possible to stimulate this potential to regenerate the damaged tissue. The issue remains now to identify the natural molecular mechanisms involved in the post-mitotic blockage of adult CMs and has constituted my main thesis project. In this context, the team has recently identified Ephrin-B1 as a new specific protein of the CM lateral membrane (LM),stabilizing the adult CM rod-shape and the overall cardiac tissue cohesion. Surprisingly, during my thesis, we demonstrated, based on multiple in vitro and in vivo approaches, that Ephrin-B1 deletion (KO mice or RNA-interference based-gene therapy) confers an important proliferative potential to the adult CM. Interestingly, this potential is only mobilized under cardiac stress (aging, adult apectomy or MI). Thus, Ephrin-B1 deletion in CMs leads to substantial cardiac regeneration through their proliferation. Ephrin-B1 appears as a promising target for cardiac regenerative medicine. [...]

Le muscle strié squelettique possède de grandes capacités de régénération grâce à ses cellules souches, les cellules satellites. Après une lésion, le processus de régénération musculaire qui se met en place est finement régulé dans le temps et l’espace par le microenvironnement, constitué de cellules avoisinantes mais également par des éléments de la matrice extracellulaire (MEC). Cette dernière se compose de molécules structurales comme les collagènes et de composants possédant un rôle trophique comme les glycosaminoglycanes (GAGs). La MEC musculaire est peu étudiée à cause d’une organisation tridimensionnelle complexe rendant son exploration difficile. Lors d’une lésion avec perte de substance musculaire, la régénération est altérée, associée à une fibrose et une inflammation chronique. Ce type de lésion est fréquemment rencontré en traumatologie mais survient également chez le blessé de guerre. Malgré un traitement optimal, une invalidité fonctionnelle persiste chez ces patients. L’utilisation d’un biomatériau décellularisé, constitué de MEC pourrait fournir ce support physique et trophique faisant défaut dans ce type de lésion. Dans ce travail, nous avons entrepris l'établissement d'une MEC d’origine musculaire et nous avons établi un protocole de décellularisation permettant d’obtenir un biomatériau conservant l’architecture spécifique de la MEC musculaire avec une élimination de la majorité des antigènes cellulaires afin d'éviter une réponse immunitaire délétère après implantation. Néanmoins, le protocole retenu ne permet de conserver certaines molécules trophiques d’intérêt comme les GAGs. Les « ReGeneRaTing Agent®» (RGTA®) sont des mimétiques fonctionnels de ces GAGs, utilisés en clinique pour améliorer la cicatrisation cutanée et cornéenne. Ces mimétiques conservent une capacité de liaison aux facteurs de croissance avec une résistance aux dégradations enzymatiques. Nous avons évalué l’utilisation de ces molécules au cours de la réparation musculaire, dans un modèle in vivo chez le rongeur. Nous avons réalisé une analyse histologique précoce (8e jour de régénération) mettant en évidence une augmentation du nombre de noyaux par myofibre en faveur d’une augmentation de la fusion, validée également in vitro sur des progéniteurs musculaires. Nous avons également observé une augmentation du nombre de vaisseaux, suggérant une amélioration de l’angiogenèse. Le nombre de gouttelettes lipidiques, marqueur d’une mauvaise régénération, était en diminution. L’exploration histologique plus tardive (28e jour de régénération) n’a retrouvé que l’augmentation du nombre de vaisseaux en faveur d’un effet durable sur l’angiogenèse. Ces RGTA® peuvent être couplés aux biomatériaux et sont particulièrement résistants dans un environnement inflammatoire pouvant être rencontré dans les lésions avec perte de substance musculaire. Des chimiokines et des facteurs de croissance pourront également être ajoutés au biomatériau matriciel afin de favoriser la migration des différents progéniteurs nécessaires à une néoformation musculaire. L’efficacité thérapeutique de ces biomatériaux optimisés nécessitera d’être évaluée dans un modèle in vivo de perte de substance / Skeletal muscle exhibits high capacity for regeneration after an injury that relies on resident stem cells. Muscle regeneration is tightly regulated by both the immune response and other resident cells, as well as by cues from the local extracellular matrix (ECM), contributing to a coordinated repair process. Muscle ECM is a network of structural macromolecules with a large majority of collagens and trophic molecules such as glycosaminoglycans (GAGs). In the skeletal muscle tissue, ECM was overlooked due to its complex organization making investigations difficult. Muscle regenerative ability can be overtaken in large muscle wasting, such as in volumetric muscle loss (VML), leading to fibrosis formation and chronic inflammation. This type of injury predominantly occurs in traumatology and in war-wounded patients, with functional disability despite an optimal treatment. The use of biomaterials could provide the biochemical and physical cues that are missing in this pathologic repair. In this work we have focused on obtaining a biomaterial composed of skeletal muscle ECM. We have tested several decellularization protocols both to preserve the three-dimensional architecture of the muscle ECM and to completely remove cell components in order to avoid a deleterious immune response after implantation. However, the protocol did not allow the preservation of trophic molecules such as GAGs, in the scaffold.“ReGenerating Agents” (RGTA®) are functionally analogous of GAGs with a crucial property to resist enzymatic degradation. They function to restore a proper microenvironment for tissue healing with already a clinical application in skin and corneal repair. We have explored the effects of RGTA® in muscle regeneration using an in vivo model in mouse. At early time of regeneration (day 8), we performed histologic analysis. We showed that regenerating myofibers contained more nuclei in the treated animals, in favor of an increase of progenitor fusion, which has been validated in vitro in myogenic cultures. The number of capillaries was higher in favor of a better angiogenesis. Lipid droplets, a marker of impaired regeneration, were reduced by RGTA® administration. At later time of regeneration (day 28), capillary number was still improved in favor of a durable effect of RGTA® on angiogenesis. RGTA® could be incorporated into biomaterials and are particularly resistant in an inflammatory environment, such as that occurring after a VML injury. Chemokines and growth factors could also be added in ECM-based scaffolds to promote the migration of progenitors that are essential for myofiber neoformation. Therapeutic efficacy of these optimized biomaterials will require to be evaluated in an in vivo model of VML

Le foie a des capacités de régénérations importantes qui lui permettent de reconstituer progressivement sa masse cellulaire suite à une agression. L’induction d’une régénération hépatique est une approche qui a été utilisée dans de nombreux modèles animaux afin de favoriser la prise de greffe hépatocytaire pour le traitement des maladies métaboliques héréditaires hépatiques (MMHH). Par ailleurs, les capacités de régénération du foie sont utilisées en pratique clinique courante dans le cadre de la chirurgie hépatique afin de préparer le foie à une hépatectomie majeure. Les principaux objectifs de ce travail ont été d’étudier des moyens peu invasifs pour induire une importante régénération hépatique dans deux buts précis : i) favoriser la transplantation d’hépatocytes thérapeutiques pour le traitement des MMHH ; ii) élargir les possibilités de prise en charge des patients nécessitant une hépatectomie.Dans un premier temps, nous avons évalué l’effet d’une embolisation portale partielle (EPP) au cours de la transplantation d’hépatocytes dans un des modèles animaux de l’hypercholestérolémie familiale de type IIA, le lapin Watanabe. Dans un deuxième temps, nous avons mis au point chez le rat, une technique d’EPP résorbable répétée visant à entrainer un stimulus répété de régénération hépatocytaire afin d’envisager par la suite l’utilisation de cette technique avant transplantation d’hépatocytes. En parallèle de ces travaux fondamentaux, nous avons évalué en approche clinique l’intérêt de l’EPP résorbable avant hépatectomie majeure. Nos travaux dans le modèle du lapin Watanabe ont montré la faisabilité du protocole, une correction phénotypique in vitro, une amélioration de la prise de greffe hépatocytaire et une expression prolongée du transgène. Notre équipe a développé chez le rat un stimulus additionnel de prolifération hépatocytaire qui permet une augmentation du poids et du volume du foie non embolisé en comparaison à une seule EPP résorbable. Enfin, dans une série rétrospective préliminaire, la technique d’EPP résorbable a été utilisée avant hépatectomie majeure. L’approche a été bien tolérée chez tous les patients et a permis de systématiquement envisager la chirurgie.L’EPP résorbable est une technique peu invasive capable d’induire une régénérative hépatique efficace. Cette approche pourrait permettre notamment d’augmenter les capacités de proliférations hépatiques par la répétition du stimulus d’embolisation. A terme, l’EPP résorbable répétée pourrait permettre de modeler à la demande l’organisation du volume hépatique favorisant ainsi l’hypertrophie de tel ou tel secteur en fonction des besoins. / The liver has an important regenerative capacity allowing progressive reconstitution of the hepatic volume after an aggression. The induction of liver regeneration was used in different animal models in order to increase engraftment during hepatocyte transplantation for the treatment of inherited metabolic liver diseases (IMLD). Furthermore, liver regenerative capacities are used in routine clinical practice before liver surgery in order to prepare the liver for major hepatectomy.The main objective of this doctoral thesis was to evaluate minimally invasive approaches inducing substantial liver regeneration, focusing in two specific aims: i) increasing the engraftment of therapeutic cells for the treatment of IMLD; ii) expanding the therapeutic options for patients requiring an hepatectomy In a first study, we evaluated the impact of a partial portal vein embolization (PVE) during hepatocyte transplantation in the animal model of familial hypercholesterolemia type IIA, the Watanabe rabbit. In a second investigation, we developed an approach of repeated reversible PVE in a rat model to further boost liver hypertrophy, planning to apply this approach in hepatocyte transplantation. In parallel, we evaluated the clinical interest of reversible PVE before major hepatectomy.Our results of PVE during hepatocyte transplantation in the Watanabe rabbit model demonstrated the feasibility of the procedure, in vivo phenotypic correction, increase of liver cell engraftment and stable transgene expression. Our team developed in the rat an additional stimulus of hepatocyte proliferation allowing increase of non-embolized liver lobe weight and volume in comparison to a single reversible PVE. Finally, the reversible PVE approach was evaluated before major hepatectomy in a preliminary retrospective series of 20 patients. The procedure was well tolerated and allowed to plan surgery in all patients.Reversible PVE is a minimally invasive technique allowing to successfully induce liver regeneration. This approach could increase hepatocyte proliferation capacity by using an additional stimulus of repeated embolization. In the future, reversible PVE may allow on demand modeling of liver volumes organization by supporting the hypertrophy of a specific liver lobe when required.

Au cours des dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans la prévention des épisodes de démyélinisation qui surviennent au cours de la sclérose en plaques, mais beaucoup moins dans le domaine de la régénération de la myéline détruite. Notre équipe a précédemment démontré que la protéine Sonic Hedgehog (Shh) est un régulateur positif des progéniteurs oligodendrocytaires favorisant la réparation de la myéline dans un modèle de démyélinisation induite par injection focale de lysolécithine dans le corps calleux chez la souris. Cependant, les mécanismes moléculaires mis en jeu restent encore largement méconnus. Mon projet de thèse consiste à explorer le rôle d'un co-récepteur de Shh, Boc, une glycoprotéine reliée aux molécules d'adhésion cellulaire (CAM) et fortement induite à l’issue d’une démyélinisation. Dans un premier temps, nous avons focalisé nos investigations sur la caractérisation du mutant Boc knockout au cours de la myélinisation développementale. Nos résultats révèlent des activités région et temps spécifiques de Boc sur les mécanismes de prolifération et de maturation des progéniteurs oligodendrocytaires. De plus, les souris Boc knockout présentent un phénotype d’hypermyélinisation qui apparaît au cours des premières semaines post-natales et persiste à l’âge adulte.Dans un second temps, nous avons déterminé l'effet de l'absence de Boc sur les processus de démyélinisation et de réparation de la myéline. En utilisant le modèle d’injection focale de lysolécithine dans le corps calleux, nous avons démontré un retard dans la maturation des progéniteurs oligodendrocytaires et une réduction de la régression des lésions chez les souris dépourvues de Boc.Nos résultats indiquent ainsi un rôle positif de Boc dans le processus de régénération faisant suite à une démyélinisation. Par ailleurs, l’absence de Boc diminue la réaction gliale inflammatoire étroitement associée au mécanisme de régénération de la myéline. L’ensemble de nos résultats indique une activité différente du récepteur au cours des processus de myélinisation et de remyélinisation du système nerveux central. Ces données originales contribuent à la caractérisation d’une composante de la signalisation Hedgehog impliquée dans le processus régénératif associé aux pathologies démyélinisantes. Ces résultats seront importants à considérer dans le cadre de l’approche thérapeutique des maladies démyélinisantes. / During the last years, significant progress have been made in preventing demyelinating events that occur during multiple sclerosis, but much less in the field of regeneration of the lost myelin. Our team has previously demonstrated that the Sonic Hedgehog (Shh) protein is a positive regulator of oligodendrocyte progenitors enhancing myelin repair in a demyelination model relying on the focal injection of lysolecithin into the corpus callosum. However, the molecular mechanisms that are involved are still largely unknown. My thesis project was aimed at exploring the role of a co-receptor of Shh, Boc, a glycoprotein linked to the cell adhesion molecules (CAM) and strongly induced during myelin repair. First, we focused our investigations on the characterization of the Boc knockout mutant during developmental myelination. Our results reveal region and time specific activities for Boc in the mechanisms of proliferation and maturation of oligodendrocyte progenitors. In addition, Boc knockout mice exhibit hypermyelination that occurs in the firstpostnatal weeks and persists until adulthood In a second step, we determined the effect of the absence of Boc in the processes of demyelination and myelin repair. Using the model of focal injection of lysolecithin into the corpus callosum, we demonstrated a delay in oligodendrocyte maturation and a decrease in lesion regression in the Boc knockout mice. Thus, our results indicate a positive role for Boc in the regeneration process following demyelination.Furthermore, the absence of Boc decreases the inflammatory glial reaction closely associated with myelin repair. Altogether, our results indicate a different activity of the receptor during the processes of myelination and remyelination in the central nervous system. These original data contribute to the characterization of a component of the Hedgehog signaling pathway involved in the regenerative process associated with demyelinating pathologies.Those results will be important to consider in the context of the therapeutic approach of the demyelinating diseases.