Les objectifs de cette thèse sont de déterminer les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu lors de la co-exposition de cellules hépatiques à l'éthanol, un toxique alimentaire, et au benzo[a]pyrène (B[a]P), un important contaminant de l’environnement émis lors de combustions incomplètes. L’exposition d’hépatocytes primaires de rat pendant 8h favorise leur collaboration via l’induction d’une déplétion membranaire en cholestérol par le B[a]P, ce qui facilite l’action de l’éthanol à déstabiliser les lysosomes via la phospholipase C-1 pour entraîner la mort par apoptose. Lors d’une exposition répétée sur 96h dans les cellules WIF-B9, celles-ci provoquent une mort précoce par nécrose suivie d’une apoptose tardive via leurs métabolismes. Leur toxicité impliquerait un remodelage membranaire et un stress oxydant avec la production d’espèces réactives de l’oxygène et la variation de l’homéostasie du fer. / The aim of this work is to determine cellular and molecular mechanisms implicated in the co-exposure to ethanol, a dietary toxic substance, and benzo[a]pyrene (B[a]P), a major environmental contaminant, found during incomplete combustions. Primary rat hepatocytes exposed during 8h showed a cooperation effect between the two molecules through the depletion of membrane cholesterol by B[a]P, which promote ethanol action to destabilize lysosomes through phospholipase C-1 and facilitate apoptosis cell death. After repeated exposure during 96h of WIF-B9 cells, these two molecules provoke an early cell death by necrosis and a late apoptosis through their metabolisms. Their toxic effects implicate membrane remodeling and oxidative stress with reactive oxygen species production and modifications in iron pool.

Ce travail de thèse s'est concentré sur l'étude de la protéine CHMP2B. Cette protéine fait partie du complexe ESCRT-III, impliqué dans divers processus de fissions membranaires à topologies inversées (genèse ces corps multivésiculés, cytokinèse, bourgeonnement des virus enveloppés, autophagie). Des mutations dans le gène codant pour CHMP2B ont été très fortement corrélées à la survenue de maladies neuro-dégénératives (démences fronto-temporales et amyotrophie latérale spineuse). Ce travail a consisté à préciser les mécanismes moléculaires d'action de cette protéine afin de mieux cerner les causes potentielles des ces dysfonctionnements. Il se divise en trois sous parties: - L'étude du l'import potentiel de CHMP2B dans les mitochondries, et de son rôle dans la dynamique mitochondriale. - Le rôle de CHMP2B et l'impact de mutants pathogènes dans la morphogénèse des épines dendritiques. - L'étude de la formation de d'hyper-complexes tubulaires de CHMP2B déformants la membrane plasmique. Nous avons ainsi pu montrer les propriétés suivantes: L'extinction de CHMP2B semble inhiber la fission des mitochondries par un mécanisme qui reste à préciser. L'expression des mutants de CHMP2 liés aux démences fronto-temporales perturbe la morphogénèse des épines dendritiques. Cette altération pourrait participer à l'émergence progressive des symptômes de la FTD. La littérature suggère que les fonctions que CHMP2B concernent des organelles cytoplasmiques (endosomes tardifs, autophagosomes,centrosome). Nous avons montrés que cette protéine est principalement recrutée à la membrane plasmique, où elle se polymérise en une structure tubulaire rigide capable de déformer cette bicouche lipidique.

La greffe d’îlots pancréatiques est caractérisée par une réponse inflammatoire et procoagulante précoce, connue sous le nom d’IBMIR (Instant Blood Mediated Inflammatory Reaction). Les microparticules (MPs) porteuses de facteur tissulaire (TF) sont le témoin d’un important remodelage membranaire et constituent des acteurs centraux dans la dissémination du stress de l’IBMIR. Nous avons exploré l’effet d’un stress inflammatoire sur la survie et la fonction de la cellule β dans un modèle de communication cellulaire médiée par les MPs. La modulation pharmacologique par les analogues du GLP-1 a été évaluée, la par la mesure de la sécrétion d’insuline, de l’activité TF et l'analyse du remodelage de la membrane plasmique. Nos résultats décrivent les MPs comme des effecteurs autocrines et indiquent que les MPs sont des cibles potentielles pour les analogues du GLP-1 au cours de l'IBMIR. Les données apportent de nouvelles pistes sur les mécanismes cellulaires mis en jeu lors des phénomènes d’ischémie reperfusion durant l’IBMIR. / Pancreatic islets graft is characterized by early inflammatory and procoagulant events known as Instant Blood Mediated Inflammatory Reaction (IBMIR). Tissue factor (TF) bearing microparticles (MPs) are surrogates of important membrane remodeling and key players in the systemic and local dissemination of such stress.We investigated the effect of inflammatory stress on β cell survival and function in a MP-mediated cell crosstalk model. Pharmacological modulation by GLP-1 analogues was evaluated by measurement of insulin secretion, TF activity and assessment of plasma membrane remodeling. Our data evidenced MPs as autocrine effectors and possible new target for GLP-1 analogues. They bring new hints on the cellular mechanisms prompted by ischemia reperfusion during IBMIR.