Les interférons (IFNs) de type I sont des cytokines qui jouent un rôle capital dans les défenses immunes, antivirales et antiprolifératives de l'organisme. En se liant à leur récepteur de surface, composé des deux sous-unités IFNAR1 et IFNAR2, ils induisent la cascade de signalisation JAK/STAT qui aboutit à leur effets biologiques. L'objectif de ma thèse était d'identifier des mécanismes de régulation de la signalisation des IFNs. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à la palmitoylation du récepteur de l'IFN de type I, une modification lipidique souvent impliquée dans le trafic et la signalisation des protéines. Par marquage métabolique au palmitate tritié, nous avons montré qu'IFNAR1 et IFNAR2 sont palmitoylées. Le domaine cytoplasmique d'IFNAR1 contient deux cystéines, Cys463 et Cys502, qui sont des sites potentiels de palmitoylation. A l'aide de mutants sur chacune de ces cystéines, nous avons montré qu'IFNAR1 est palmitoylée uniquement sur sa cystéine la plus proche de la membrane plasmique, la Cys463. Un mutant non palmitoylé dans lequel cette cystéine a été remplacée par une alanine nous a permis de constater que la palmitoylation d'IFNAR1 n'est pas impliquée dans son trafic intracellulaire, dans son endocytose ni dans sa stabilité, mais qu'en revanche elle joue un rôle crucial dans l'activation de la voie de signalisation JAK/STAT. De façon concordante, la palmitoylation d'IFNAR1 est requise pour l'activation transcriptionnelle des gènes induits spécifiquement par l'IFN-a. Par contre, un défaut de palmitoylation n'influence nullement l'activité antiproliférative de l'IFN-a, en dépit du rôle de cette modification dans la signalisation.

Depuis quelques années, les évolutions technologiques conjointes de l'informatique et des télécommunications ont conduit à une mutation de la perspective des communications et des réseaux. Une des conséquences de ces progrès est la convergence vers une infrastructure unique de transfert de données. Porté par son développement continu, l'Internet (IP) se révèle comme la solution pour l'interconnexion des différentes technologies hétérogènes, petite ou grande distance, fixe ou mobiles, l'infrastructure globale pour toute communication. L'Internet est devenu le support de nombreux nouveaux types d'applications dynamiques, multimédias, temps réels, distribuées, potentiellement multi utilisateurs, mobiles, comme la voix sur IP (VoIP), la vidéo à la demande (VoD), la visioconférence, les jeux interactifs, la simulation distribuée etc. De ce contexte résulte la problématique générale de nos travaux qui est de définir et de mettre en Suvre des nouveaux mécanismes, protocoles et architectures pour répondre aux besoins des applications émergentes. Nos contributions s'inscrivent dans ce thème de la maîtrise de la garantie de la Qualité de Service (QoS) de bout en bout dans un environnement Internet hétérogène à plusieurs niveaux : multi domaine, multi technologie et multi service. Nous adressons le besoin des nouvelles architectures en signalisation inter domaine couplée au provisionnement et au contrôle d'admission pour répondre aux besoins du trafic et des services actuels. Dans ce cadre, nous avons participé à la conception, l'implémentation, le déploiement et la validation de l'architecture du projet européen IST EuQoS (" End-to-end Quality of Service support over heterogeneous networks ").

Porteur redox intervenant dans nombre de processus métaboliques, le NAD (nicotinamide adénine dinucléotide) est central pour les cellules vivantes. Outre son importance dans le métabolisme oxydoréductif, des données récentes suggèrent fortement d'autres rôles importants pour le NAD dans la signalisation cellulaire. Un système inductible d'enrichissement en NAD en surproduisant la quinolinate phosphoribosyltransférase (QPT) d'Escherichia coli chez Arabidopsis thaliana a permis de mettre en évidence l'implication du NAD dans les mécanismes spécifiques de défenses qui régissent les interactions plante-pathogène. Par ailleurs, une dérégulation de la synthèse de NAD sur l'étape enzymatique catalysée par la QPT endogène d'Arabidopsis thaliana souligne le rôle critique du NAD dans la balance C/N des plantes, en particulier en bouleversant l'assimilation de l'azote en conditions photorespiratoires. Ces travaux nous ouvrent à une nouvelle compréhension des mécanismes de signalisation impliquant le NAD dans les grandes fonctions métaboliques des plantes.

Les cellules épithéliales sont à la base de nombreuses fonctions vitales chez les mammifères, en particulier grâce à leurs propriétés de polarisation et de cohésion dynamiques regroupées sous le terme de « Plasticité Epithéliale ». Une manifestation originale de cette plasticité est la Transition Epithélio-Mésenchymateuse (EMT, Epithelial-Mesenchymal Transition), un processus complexe qui permet à une cellule épithéliale (ou un groupe de cellules) de modifier sa composition et l'organisation de ses protéines pour se détacher de la masse cellulaire à laquelle elle appartient, et ainsi acquérir une organisation de type fibroblastique propice à la motilité cellulaire. Ce phénomène, initialement mis en évidence pour son rôle dans le développement embryonnaire, met en jeu une régulation fine, sous le contrôle de facteurs de transcription dont certains semblent également jouer un rôle au cours de la progression tumorale. Le facteur SNAIL1 (ou SNAIL), dont le rôle est déterminant au cours de la mise en place de nombreux organes, est également fortement exprimé au niveau du front invasif de certains carcinomes et pourrait participer à la dissémination des cellules cancéreuses au sein de l'organisme. Au cours de l'EMT, son expression, sa localisation et son activité sont soumises à une régulation complexe qui implique plusieurs modifications post-traductionnelles, en particulier la phosphorylation. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse a été de comprendre les mécanismes de régulation de SNAIL1 par la protéine-kinase CK2 au cours de l'EMT. Ce travail a été réalisé en deux étapes dont la première fût une caractérisation biochimique de la phosphorylation de SNAIL1 par CK2 et sa régulation par la sous-unité régulatrice CK2β. Dans un deuxième temps, je me suis penché sur l'étude des conséquences de l'inhibition du complexe CK2 par ARN interférence dans les cellules épithéliales mammaires MCF10A. Ce modèle a permis de mettre en évidence le rôle déterminant de CK2β dans le maintien de l'expression d'un phénotype épithélial et d'une architecture cohésive au sein des cellules MCF10A en culture in vitro. L'ensemble de ces résultats suggère en effet que la protéine-kinase CK2, sous le contrôle de sa sous-unité régulatrice CK2β, exerce une régulation négative sur le niveau d'expression transcriptionnelle et la stabilité protéique de SNAIL1 visant à s'opposer à l'induction de l'EMT.

Les espèces dérivées de l'oxygène comme le peroxyde d'hydrogène jouent un rôle déterminant dans le bon fonctionnement des cellules en tant que molécule de signalisation dans de nombreux processus cellulaires. Les fortes concentrations pouvant être nocive, la régulation de ces substances est vitale. Leur détection résolue en temps est longtemps restée un défi pour la compréhension des mécanismes cellulaires et l'élaboration de traitements efficaces pour des maladies comme l'hypertension ou l'athérosclérose. Ce travail de thèse a ainsi été consacré au développement d'un nouveau type de capteur de substances oxydantes à base de nanoparticules de va- nadate d'Yttrium dopé par de l'Europium. Ces nanoparticules peuvent être internalisées dans les cellules et permettent une détection temporelle de la concentration en peroxyde d'hydrogène dans un domaine étendu de concentrations (1 μM à 5 mM). Après une calibration préalable, ces nanoparticules ont permis de détecter la production de peroxyde d'hydrogène dans les mécanismes de signalisation dans des cellules musculaires lisses vasculaires de souris liés à l'endothéline-1 et au facteur de croissance dérivé des plaquettes. Cette étude comparative a montré deux dynamiques différentes de la production de peroxyde d'hydrogène. Ces dynamiques distinctes peuvent expliquer au moins partiellement la différence de comportement cellulaire.

La capacité à assurer la mobilité sans couture avec une E2E QoS sera capitale pour la réussite du NGN (Next Generation Network). Pour ce faire, les verrous à lever que nous avons relevés dans cette thèse se positionnent à l'interconnexion de trois domaines, à savoir : les mobilités, l'hétérogénéité et les préférences utilisateur. Notre première proposition d'ordres organisationnel et fonctionnel, pour laquelle nous préconisons la convergence des trois plans (user, contrôle et gestion) et les fonctionnalités associées. Ainsi nous obtenons une QoS dynamique pour satisfaire l'approche orientée "User-Centric ". Afin de mettre en œuvre la E2E QoS incluant la personnalisation dans la session "User-Centric", nous avons proposé une "Signalisation dynamique d'E2E QoS", qui est d'ordre protocolaire, sur le niveau de service afin de parvenir à la fourniture des services demandés par l'user et de se conformer au SLA. Pour couvrir tout impact de mobilité, nous avons ensuite proposé un " cross layer E2E Session Binding" au sein de notre architecture à quatre niveaux de visibilité (Equipement, Réseau, Service et User). Par le binding nous assurons la cohérence des informations entre les quatre niveaux de visibilité. Au-delà du binding, notre contribution sur la dimension informationnelle a porté sur les profils impliqués dans chaque étape du cycle de vie du service incluant les critères de QoS, les quels fournissent une image générique des composants du système de l'utilisateur et de toutes les ressources ambiantes. Finalement, nous montrons la faisabilité de nos contributions à travers des expérimentations sur notre plate-forme.

La doxorubicine (DXR) est l'un des médicaments les plus efficaces en chimiothérapie, mais sonapplication clinique est limitée par ses effets cardiotoxiques. Malgré des décennies de recherche, sesmécanismes pathogéniques ne sont toujours pas entièrement compris. Il s'ensuit qu'aucun traitementsatisfaisant, curatif ou préventif, n'existe. Dans cette étude, nous recherchons les mécanismes designalisation cellulaire impliqués. Deux modèles expérimentaux de toxicités, aigue d'une part (coeurisolé et perfusé de rat avec la DXR), et chronique d'autre part (rat traité à la DXR), ont permis deréaliser une étude ciblée (sur les voies de signalisation énergétiques) et deux études systémiques(phosphoprotéomique et transcriptomique). Les résultats combinés de ces travaux ont montré que laDXR modifiait le niveau de phosphorylation (activation) ou l'expression génique de protéinesimpliquées dans trois domaines fonctionnels distincts : métabolisme énergétique, réponses au stress,et structure/fonction du sarcomère. (i) Métabolisme énergétique : nous avons confirmé la surprenanteinhibition de l'AMPK, probablement provoquée par un contrôle négatif exercé par des partenaires designalisation (Akt et ERK), plutôt que par une modification des kinases activatrices en amont. Nousavons également montré l'augmentation du niveau de phosphorylation de la PDH, ce qui, en inhibantl'enzyme, ralentit le cycle de Krebs. Cependant, nous avons également observé un phénomènecompensatoire de surexpression de gènes codant pour des enzymes de la glycolyse et du cycle deKrebs ; (ii) Réponses au stress : dans nos modèles, la DXR génère des stress énergétique,génotoxique et oxydatif. Cependant, seuls quelques mécanismes compensatoires sont activés (lesvoies de signalisation de DNA-PK-Akt-GSK3, diverses chaperonnes). Les autres semblent êtreinhibées suggérant que l'amoindricement des réponses au stress serait un des mécanismes de lacardiotoxicité de la DXR; (iii) Structure/fonction du sarcomère: L'augmentation de la phosphorylationde la desmine ainsi que la réduction du nombre de transcrits codant pour des protéines essentiellesau développement cardiaque normal pourraient être la cause de la désorganisation du réseaumyofibrillaire. En conclusion, ces résultats révèlent potentiellement de nouveaux mécanismes de lacardiotoxicité induite par la DXR et permettent d'envisager de nouvelles cibles moléculaires pour ledéveloppement de stratégies protectrices.

Manfouo Foutsop Germain (2010). Etude de lexpression des gènes cellulaires dérégulés dans des cellules T CD4+ exprimant Tat de HIV-1 : Focalisation sur la voie de signalisation TCR/CD3 (thèse de doctorat). Université de Liège-Gembloux Agro-Bio Tech, 157 pages, 11 tables, 29 figures. Résumé Nos travaux précédents ont suggéré que les gènes nef (negative factor) et tat (transactivateur de la transcription) du virus de limmunodéficience humaine de type 1 (HIV-1) pourraient induire la perte du récepteur des cellules T (TCR)/CD3 à la surface des lymphocytes T CD4+ infectés par le HIV-1, mais la contribution de tat dans cette perte navait pas été prouvée. Dans la première partie de ce travail nous avons utilisé un vecteur lentiviral exprimant les formes natives [1exon (72aa) ou 2exons (101aa)] ou des formes mutées du gène tat de HIV-1 pour transduire les cellules T CD4+. Ceci nous a permis de montrer que la production de la protéine Tat72aa ou Tat101aa entraîne une perte progressive du complexe TCR/CD3 en surface des cellules T CD4+. Nous avons constaté que cette perte de TCR/CD3 serait due à une diminution du taux des transcrits de CD3γ. Par ailleurs, nous avons montré que certains mutants du gène tat ont perdu leur activité transactivatrice et sont incapables dinduire la perte de TCR/CD3. Dans la deuxième partie des travaux, nous avons identifié par microarray, les gènes cellulaires dont les expressions sont communément altérées dans les cellules T CD4+ infectées par le HIV-1 ou transduites avec le gène tat-1exon ou tat-2exons. Plusieurs de ces gènes sont impliqués dans la voie de signalisation TCR/CD3. Nos travaux nous ont donc permis de montrer limplication du gène tat dans la dérégulation de la voie de signalisation TCR/CD3. Par conséquent, Tat pourrait induire une altération de la réponse immunitaire favorisant ainsi la progression de linfection par le HIV-1/SIDA. Manfouo Foutsop Germain (2010). A study of altered cellular gene expression in CD4+ T cells expressing HIV-1 Tat: Focus on the T cell receptor/CD3-directed pathway (PhD thesis). Université de Liège-Gembloux Agro-Bio Tech, 157 pages, 11 tables, 29 figures. Summary Our previous work has suggested that nef (negative factor) and tat (transactivator of transcription) are responsible for T cell receptor (TCR)/CD3 downmodulation on CD4+ T cells after infection with human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). However, the contribution of tat to this phenomenon has not been investigated. In the first part of this study we used lentiviral vector expressing the native tat gene [1exon (72aa) or two exon (101aa)] and various mutants to transduce CD4+ T cells. We found that Tat expression alone could provoke the progressive downmodulation of surface TCR/CD3 complexes due to the decrease of CD3γ transcripts. We also demonstrated that the majority of mutants lost their transactivation capability and their ability to downregulate the TCR/CD3 complex. In the second part of this work, we used gene expression arrays to identify cellular genes whose expression was altered in CD4+ T cells infected with HIV-1 or transduced with tat at different stages of receptor downregulation. We found progressive alteration of cellular gene expression in parallel with TCR/CD3 downregulation in the tat-transduced cells, which represented a subset of the changes detected in the HIV-1 infected cells, with significant number genes known to play a role in the TCR/CD3 signaling pathway. Our data demonstrate that tat deregulates the TCR/CD3 expression and signaling leading to altered immune function that likely favor HIV-1/AIDS disease progression. Copyright: Aux termes de la loi belge du 30 juin 1994, sur le droit dauteur et les droits voisins, seul lauteur a le droit de reproduire partiellement ou complètement cet ouvrage de quelque façon que ce soit ou dautoriser la reproduction partielle ou complète de quelque manière et sous quelque forme que ce soit. Toute photocopie ou reproduction sous autre forme est donc faite en violation de ladite loi et des modifications ultérieures.

La famille de protéines kinases SNF1/AMPK/SnRK1 (levure/mammifères/plantes) est un régulateur central du métabolisme cellulaire chez l'ensemble des eucaryotes, activant le catabolisme et inhibant l'anabolisme en réponse au stress. Ces hétérotrimères sont composés d'une sous-unité catalytique (kinase α) et de deux sous-unités régulatrices (β et γ). De très nombreux travaux sur l'AMPK (AMP-activated Kinase) chez les mammifères ont révélé l'incroyable complexité de cette voie de signalisation impliquant des régulateurs en amont et une pléthore de cibles.Chez les plantes, les cibles connues de SnRK1 (" SNF1-Related Kinase 1 ") comprennent des facteurs de transcription, imposant une reprogrammation transcriptomique importante, et des enzymes clés du métabolisme telles que la Sucrose Phosphate Synthase et la Nitrate Reductase, conduisant, comme chez l'animal, au contrôle de l'homéostasie énergétique. Toutefois, les mécanismes de régulation de ces complexes sont eux très peu connus.Dans une première partie, nous avons recherché des métabolites capables d'influencer l'activité de SnRK1. L'enrichissement rapide d'extraits végétaux en complexes SnRK1 d'Arabidopsis thaliana, couplé à des mesures spécifiques d'activité kinase in vitro, nous ont permis de montrer que l'ADP, l'AMP et le citrate étaient des inhibiteurs forts de ces enzymes. Ces résultats nous ont permis d'établir un modèle physiologique dans lequel les complexes SnRK1 répondent à la fois au statut carboné de la cellule mais également aux niveaux globaux des adénylates.Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés aux kinases amont AtSnAK1 et AtSnAK2 (activatrices des sous-unités catalytiques AtSnRK1α1). Des essais kinases sur protéines recombinantes ont permis de mettre en évidence de nouveau un effet inhibiteur des adénylates sur l'activité de ces protéines, suggérant que l'ensemble de la voie SnAK/SnRK1 répond à des signaux énergétiques. De plus, la caractérisation de mutants perte-de-fonction a révélé un rôle important des kinases AtSnAK1 et 2 dans la transition hétérotrophie/autotrophie des jeunes plantules.Enfin, nous avons caractérisé un lien inédit chez les plantes entre homéostasie énergétique et prolifération cellulaire en montrant que les kinases AtSnRK1 sont capables de phosphoryler et inhiber les orthologues KRP6 et KRP7 de l'inhibiteur du cycle cellulaire de mammifères p27KIP1.Un modèle global des fonctions de cette kinase à l'échelle de la plante entière et de son développement est proposé en intégrant ces résultats aux connaissances actuelles sur les complexes SnRK1.

Une caractéristique fondamentale des vertébrés est leur organisation métamerique, visible au niveau de la colonne vertébrale. Cette organisation se met en place au cours du développement embryonnaire et l'émergence des précurseurs des vertèbres, les somites, formés à partir du mésoderm paraxial présomitique (PSM). Depuis la découverte d'une activité transcriptionelle oscillatoire de la voie de signalisation Notch dans le PSM, on propose que cette activité oscillatoire représente l'action d'une horloge embryonnaire, l'horloge de segmentation, responsable de contrôler la formation des somites de façon périodique. Dans cette étude, je présente la découverte d'une nouvelle association de la voie Wnt avec l'horloge de segmentation en décrivant l'activité oscillatoire de Axin2, une cible de la voie Wnt, dans le PSM. Ensuite, j'ai mise en place un system d'imagerie biphoton qui nous permet d'observer l'action de l'horloge de segmentation en temps réel et in vivo dans les embryons de souris. Ce système permet de mesurer directement les paramètres des oscillations. Ultérieurement je décris la découverte d'un gradient d'expression de la protéine -caténine dans le PSM. A l'aide d'expériences de recombinaisons homologues conditionnelles nous avons déterminé que ce gradient de - caténine contrôle la maturation et différentiation des cellules dans le PSM. De plus, ce gradient constitue un signal essentiel et permissif pour les oscillations de l'horloge de segmentation. En conclusion, je propose un nouveau modèle de mise en place des somites incorporant les résultats présentés.