Au cours de ma thèse, mes projets de recherche ont visé à mieux comprendre les mécanismes moléculaires contrôlant la prolifération et la spécification des cellules progénitrices dans la rétine du xénope à travers trois projets principaux. Le réseau de régulation qui contrôle la spécification des cellules progénitrices vers les sous-types neuronaux est à ce jour très peu connu. C'est dans ce contexte que j'ai étudié le rôle du facteur de transcription à domaine bHLH, Ascl1, dans la détermination des sous-types rétiniens au cours du développement. Par des approches in vivo de gain et perte de fonction d'Ascl1, des expériences d'épistasie et la recherche de ses cibles transcriptionnelles, j'ai pu mettre en évidence qu'Ascl1 (i) est impliqué dans la genèse des neurones GABAergiques rétiniens, (ii) qu'il est épistatique sur des facteurs glutamatergiques tels que Neurog2, NeuroD1 ou Atoh7, (iii) que son activité GABAergique est conférée par son domaine basique de liaison à l'ADN et (iv) que cette activité implique la régulation directe du facteur de transcription Ptf1a. Ces données ajoutent donc une nouvelle pièce au réseau transcriptionnel gouvernant la spécification des sous-types GABAergiques au cours du développement de la rétine. La mise en place correcte des types et sous-types cellulaires de la rétine nécessite une coordination avec le moment de sortie du cycle cellulaire des progéniteurs rétiniens. Dans ce contexte, j'ai contribué à l'avancée d'un projet visant à étudier le réseau de signalisation contrôlant la prolifération des précurseurs de la rétine. Par des approches in vivo, génétiques et pharmacologiques, cette étude a montré que les voies Wnt et Hedgehog s'antagonisent pour réguler l'activité proliférative des cellules souches et progénitrices rétiniennes. Nos données préliminaires suggèrent que ces voies agissent de façon opposée à la fois sur la sortie et sur la cinétique du cycle cellulaire. Ce travail nous a conduit à proposer un modèle selon lequel ces voies Wnt et Hedgehog réguleraient la balance entre prolifération et différenciation dans la rétine post-embryonnaire. Enfin, dans le but d'élargir nos connaissances sur les réseaux de signalisation et les réseaux transcriptionnels impliqués dans le contrôle de la prolifération et de la détermination cellulaire dans la rétine, j'ai également contribué à la recherche de nouveaux marqueurs spécifiques des différentes populations cellulaires rétiniennes au travers d'un crible à grande échelle par hybridation in situ. De nombreux gènes spécifiquement exprimés dans les cellules souches ou les cellules progénitrices constituent des gènes candidats pour de futures approches fonctionnelles.

Le rétinoblastome, un cancer pédiatrique de la rétine en développement, est la tumeur intraoculaire la plus fréquente chez l’enfant et représente environ 4 % de tous les cancers infantiles. Bien qu'il s'agisse d'une maladie rare, l'hôpital Curie (centre de référence pour le rétinoblastome en France) accueille environ 50 à 60 nouveaux patients chaque année. Notre groupe a précédemment caractérisé deux sous-types de rétinoblastomes. Les tumeurs de type « cone-like » ou sous-type 1 sont plutôt différenciées et homogènes, présentent une surexpression des gènes liés aux cellules cônes (photorécepteurs) de la rétine, sont diagnostiquées cliniquement plus tôt et regroupent la majorité des formes héréditaires et bilatérales. Les tumeurs « mixed-type » ou sous-type 2, présentent une hétérogénéité intra-tumorale et une surexpression des gènes liés aux cellules des cônes et des cellules ganglionnaires de la rétine, sont enrichies en patients unilatéraux qui sont diagnostiqués cliniquement à des âges plus avancés. Nous avons caractérisé le paysage moléculaire et génomique de 102 rétinoblastomes provenant de trois institutions : l'Institut Curie (France), l'Hôpital Garrahan (Argentine) et l'Hôpital Sant Joan de Déu (Espagne). Le développement d'une signature de méthylation par pyroséquençage pour la classification des échantillons nous a permis d'élargir nos échantillons classés, d'une première série de 72 à notre dernière série de 102 tumeurs. L'analyse du paysage mutationnel de notre série a révélé que les tumeurs du sous-type 2 avaient plus de mutations somatiques par échantillon que les tumeurs du sous-type 1. De plus les gènes BCOR et ARID1A étaient les deux seuls gènes mutés de manière récurrente, et identifiés uniquement dans le sous-type 2. En divisant notre cohorte de tumeurs en sous-type 1 et 2, la distribution des mutations le long de RB1 était significativement différente. Par ailleurs, nous avons identifié une région de la protéine RB1 (dans le Domaine A) enrichie en mutations provenant des tumeurs du sous-type 2, avec très peu de mutations du sous-type 1. En plus, nous avons caractérisé deux événements récurrents de fusion chromosomique perturbant le gène DACH1. Les tumeurs de sous-type 2 sont caractérisées par une surexpression de TFF1, non exprimée dans la rétine normale. L'analyse par immunohistochimie de TFF1 dans des tumeurs localement invasives provenant de l'hôpital Garrahan a révélé la présence de cellules TFF1+ envahissant la région rétrolaminaire du nerf optique. Nous avons exploré un possible rôle oncogène de TFF1 dans le rétinoblastome lié à la survie cellulaire, à la migration cellulaire et à l'invasion cellulaire, qui n'a finalement pas été mis en évidence in vitro. Le sous-type moléculaire 2 regroupe les tumeurs MYCN amplifiées et les tumeurs avec une activation de la voie de signalisation MYC et des gènes cibles de MYC. L'utilisation de JQ1 et OTX015 (inhibiteurs des protéines BET) a fortement réduit la viabilité in vitro de lignées cellulaires de rétinoblastomes représentatives du sous-type 2, avec une régulation négative significative du gène et de la protéine MYC/MYCN. Nos résultats préliminaires suggèrent une nouvelle piste thérapeutique par l'inhibition des protéines BET dans le rétinoblastome. Les modèles précliniques largement utilisés dans la recherche sur le rétinoblastome n'ont pas été caractérisés ou classés au niveau moléculaire. Nous avons utilisé la même approche que pour la classification des tumeurs primaires et avons constaté que la plupart des modèles cellulaires et PDX étudiés étaient classés dans le sous-type moléculaire 2 et partageaient des caractéristiques moléculaires, génomiques et protéiques trouvés dans les tumeurs primaires de ce sous-type moléculaire. En conclusion, nous avons pu caractériser de façon plus approfondie le sous-type 2 des rétinoblastomes, qui semble présenter un phénotype plus agressif et qui est le sous-type représenté dans les modèles précliniques analysés. / Retinoblastoma (RB) is a rare pediatric cancer of the developing retina that represents the most common intraocular tumor in children, and accounts for about 4% of all childhood cancers. Although being a rare disease, the Curie Hospital (the referral center for retinoblastoma in France) treats about 50-60 new patients each year. Our group has previously characterized two retinoblastoma subtypes. The cone-like or subtype 1 tumors rather differentiated and homogenous, presenting an overexpression of genes related to cone photoreceptor retinal cells, clinically diagnosed earlier and grouping the majority of hereditary and bilateral forms. The mixed-type or subtype 2 tumors, displaying an intra-tumoral heterogeneity and showing overexpression of genes related to cone and retinal ganglion cells, are enriched in unilateral patients clinically diagnosed at older ages. The general goal of my thesis was to extend the molecular characterization of these subtype 2 retinoblastomas. We characterized the molecular and genomic landscape of retinoblastoma in a series of 102 primary tumors, integrating samples from three institutions: the Curie Institute (France), the Garrahan Hospital (Argentina) and Sant Joan de Déu Hospital (Spain). The development of a pyrosequencing-based tool for sample classification allowed us to enlarge our classed samples, from an initial series of 72, to our final series of 102 tumors. Analysis of the mutational landscape in our series revealed that tumors from the subtype 2 had significantly more somatic mutations per sample than tumors from the subtype 1. Besides RB1 gene, BCOR and ARID1A where the only two recurrently mutated genes, and identified only in the subtype 2. Distribution of mutations alongside the RB1 gene has so far been analyzed in terms of a single group of retinoblastomas. When splitting our cohort in subtype 1 and subtype 2 tumors, the distribution of mutations was significantly different. Besides, we identified a region of the RB1 protein (in Domain A) enriched in mutations from tumors of the subtype 2, and devoid of mutations of the subtype 1. Besides somatic mutations, we characterized two recurrent chromosomal fusion events disrupting DACH1. Subtype 2 tumors are characterized by an overexpression of TFF1, not expressed in the normal retina. Immunohistochemical analysis of TFF1 in locally invasive tumors coming from the Garrahan Hospital revealed the presence of TFF1+ cells invading the retrolaminar region of the optic nerve. We then explored a possible oncogenic role of TFF1 in retinoblastoma related to cell survival, cell migration and cell invasion, which was not fully uncovered. Molecular subtype 2 regroups the MYCN amplified tumors and tumors with MYC signaling pathway activation and upregulation of hallmark MYC target genes. The use of JQ1 and OTX015 (BET bromodomains inhibitors) strongly reduced the viability in vitro of retinoblastoma cell lines representatives of the subtype 2, together with a significant MYC/MYCN gene and protein downregulation. We provided preliminary results to explore a new therapeutic avenue of BET protein inhibition in retinoblastoma. Preclinical models widely used in retinoblastoma research has not been characterized or classified at the molecular level. We have used the same approach as for primary human tumor’s classification, and found that most cellular and PDX models studied classed in the molecular subtype 2 and shared many of the molecular, genomic and protein characteristics found in primary tumors of this molecular subtype. Taken together, we have performed a deeper characterization of subtype 2 retinoblastomas, which seems to represent a more aggressive phenotype, and is the represented subtype in the preclinical models analyzed.

L'angiotensine-II (Ang-II), synthétisée à partir de sources extracardiaques et intracardiaques, régule l'homéostasie cardiaque en favorisant des effets mitogéniques et en promouvant la croissance cellulaire résultant d’une altération de l'expression génique. Dans cette étude, nous avons évalué la possibilité que les récepteurs de l'angiotensine-1 (AT1) ou les récepteurs de l'angiotensine-2 (AT2) situés sur l'enveloppe nucléaire régulent l’expression génique des cardiomyocytes. En analysant les noyaux cellulaires retenus des fractions de cœur de rat par immunobuvardage Western, nous avons détecté une co-purification préférentielle des protéines AT1 et AT2 avec un marqueur de la membrane nucléaire (Nup 62), par rapport aux marqueurs de la membrane plasmique (Calpactin I), de l’appareil de Golgi (GRP 78) ou du réticulum endoplasmique (GM130). La microscopie confocale a permis de démontrer la présence des AT1 et AT2 dans les membranes nucléaires. La microinjection de l’Ang-II-FITC sur des cardiomyocytes a provoqué une liaison de préférence aux sites nucléaires. Les enregistrements de transients calciques ont illustré que les AT1 nucléaires régulent le relâchement du Ca2+. L’incubation des ligands spécifiques d’AT1 et d’AT2 avec l’UTP [α32P] a résulté en une synthèse de novo d’ARN (par exemple, 16,9 ± 0,5 cpm/ng ADN contrôle vs 162,4 ± 29,7 cpm/ng ADN-Ang II, 219,4 ± 8,2 cpm/ng ADN L -162313 (AT1) et 126,5 ± 8,7 cpm/ng ADN CGP42112A (AT2), P <0,001). L’incubation des noyaux avec Ang-II augmente de façon significative l’expression de NFκB, une réponse qui est réprimée partiellement par la co-administration de valsartan ou de PD123177. Les expériences dose-réponse avec Ang-II administrée à l'ensemble des noyaux purifiés vs. aux cardiomyocytes seuls a montré une augmentation plus importante dans les niveaux d'ARNm de NFκB avec une affinité de ~ 3 fois plus grande (valeurs d’EC50 = 9 contre 28 pmol/L, respectivement), suggérant un rôle préférentiel nucléaire dans la signalisation. Par conséquent, nous avons conclu que les membranes cardiaques nucléaires possèdent des récepteurs d’Ang-II couplés à des voies de signalisation et à la transcription génique. La signalisation nucléaire pourrait jouer un rôle clé dans les changements de l'expression de gènes cardiaques, entraînant ainsi des implications mécanistiques et thérapeutiques diverses. / Angiotensin-II (Ang-II) from extracardiac sources and intracardiac synthesis regulates cardiac homeostasis, with mitogenic and growth-promoting effects largely due to altered gene-expression. In this study, the possibility that angiotensin-1 (AT1R) or angiotensin-2 (AT2R) receptors are located on the nuclear envelope and mediate effects on cardiomyocyte gene expression was assessed. Western blot tests of nucleus-enriched rat heart fractions indicated the presence of AT1R and AT2R proteins that preferentially copurified with a nuclear membrane marker (Nup 62) but not markers of plasma (Calpactin I), Golgi apparatus (GRP 78) or endoplasmic reticulum (GM130) membranes. Confocal microscopy revealed the existence of AT1R and AT2R proteins on nuclear membranes. Microinjected Ang-II preferentially bound to nuclear sites of isolated cardiomyocytes. Ca2+i-recordings on nuclear preparations demonstrated an AT1R-mediated Ca2+ release. AT1R and AT2R ligands enhanced de novo RNA synthesis in isolated cardiomyocyte nuclei incubated with [α32P]UTP (e.g. 16.9 ± 0.5 cpm/ng for DNA control vs. 162.4 ± 29.7 cpm/ng for DNA Ang-II, 219.4 ± 8.2 cpm/ng for DNA L-162313 (AT1) and 126.5 ± 8.7 cpm/ng for DNA CGP42112A (AT2), P<0.001). Ang-II application to isolated cardiomyocyte nuclei enhanced NFκB mRNA-expression, a response that was suppressed by co-administration of valsartan or PD123177. Dose-response experiments with Ang-II applied to purified nuclei vs. to whole cardiomyocytes showed a greater increase in NFκB mRNA levels at saturating concentrations with ~3 fold greater affinity (EC50 values 9 vs. 28 pmol/L, respectively), suggesting preferential nuclear signaling. These results lead us to conclude that cardiac nuclear membranes possess angiotensin receptors that couple to nuclear signaling pathways and regulate transcription. Signaling within the nuclear envelope (e.g. from intracellularly synthesized Ang-II) may play a role in Ang-II-mediated changes in cardiac gene-expression, with potentially important mechanistic and therapeutic implications.

Nous avons effectué ce travail afin d’évaluer l’impact d’une utilisation accrue des antirétroviraux (ARV) sur l’émergence de la résistance dans le cadre d’une cohorte de sujets infectés par le VIH-1, enrôlés au Mali pour recevoir la thérapie antirétrovirale. La première partie de ce travail a évalué la résistance primaire auprès de 101 sujets naïfs aux ARV. Cette étude a démontré que la majorité des sujets (71,3%) étaient infectés par le sous-type CRF02_AG. La prévalence de la résistance primaire était de 9,9%. Ce chiffre dépasse largement la moyenne de 5,5% observée dans les pays en développement et le seuil des 5% fixé par l’OMS dans le cadre de la surveillance de la résistance. Les mutations associées aux analogues de la thymidine ou « Thymidine-associated Mutations » (TAMs): M41L, D67N, L210W, T215A/Y, K219E liées à la résistance aux inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse (INTI) ainsi que les mutations K103N, V108I, V179E et Y181C impliquées dans la résistance aux inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse (INNTI) étaient majoritairement observées. Ces mutations sont compatibles avec les régimes de traitement de première ligne utilisés au Mali, composés de stavudine/lamivudine/nevirapine. Nous n’avons pas trouvé de mutations majeures aux inhibiteurs de protéase (IP), probablement du fait que cette classe d’ARV est rarement utilisée au Mali. Cependant plusieurs polymorphismes au niveau du gène de la protéase, particulièrement L10I et L10V ont été observés à une fréquence très élevée (18,80%). Compte tenu de ces premiers résultats, une suite logique de ce travail était de savoir comment des souches de sous-type CRF02_AG évolueraient sous la pression de sélection des ARV. Nous avons abordé ces questions dans une étude de cohorte de 132 sujets infectés majoritairement avec le sous-type CRF02_AG débutant une thérapie de première ligne. Nos résultats suggèrent que la présence de mutation de résistance primaire pourrait avoir un effet sur l’efficacité du traitement. Par exemple, la présence d’une seule mutation INNTI avant traitement comme K103N ou V179E était suffisante pour mener à l’échec au traitement (charge virale supérieure à 400 copies/ml). Par ailleurs, nous avons effectué des expériences in vitro pour mieux évaluer l’impact du polymorphisme L10I/V chez le sous-type CRF02_AG. Il faut savoir que le rôle de ce polymorphisme reste incertain chez le sous-type CRF02_AG, car aucune étude in vitro n’avait été réalisée auparavant. Nos résultats indiquent chez le sous-type sauvage CRF02_AGwt_10L une légère augmentation de la concentration inhibitrice 50% (IC50) pour le darunavir, le lopinavir et le nelfinavir comparativement au sous-type de référence B HXB2_10L avec respectivement un « Fold Change » (FC) de 1,2, 1,3 et 1,5. Cette augmentation est plus importante pour le lopinavir avec un FC (1,3) très proche de son seuil biologique (1,6). Comparativement au type sauvage CRF02_AGwt_10L, nos deux mutants CRF02_AGL10I et CRF02_AGL10V ont démontré une légère augmentation d’IC50 pour l’indinavir (avec respectivement un FC de 1,3 et 1,2) et une diminution pour le lopinavir (avec respectivement un FC de 0,78 et 0,75). Toutes ces observations suggèrent que la mutation en position 10 pourrait avoir un impact chez le sous-type CRF02_AG. Toutefois, la signification clinique de ces observations doit être déterminée. En conclusion, nos résultats supportent d’une part la nécessité de renforcer la surveillance de la résistance aux ARV et d’autre part, il fournit des informations nécessaires à l’amélioration des stratégies thérapeutiques afin de prévenir les échecs aux traitements chez les sous-types non B, particulièrement le CRF02_AG. / We conducted this study to assess the impact of an increased use of antiretroviral (ARV) treatment on the emergence of resistance in a cohort of subjects infected with HIV-1 enrolled in Mali to receive antiretroviral therapy. The first part of this work evaluated the incidence of primary resistance with 101 ARV treatment naive subjects. We demonstrated that the majority of subjects (71.3%) were infected with subtype CRF02_AG. The prevalence of primary resistance was 9.9%. This rate exceeds the average of 5.5% observed in developing countries and the 5% threshold set by the WHO as part of the HIV drug resistance surveillance. The thymidine-associated mutations (TAMs) M41L, D67N, L210W, T215A/Y, K219E, which are associated with resistance to nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTIs), and K103N, V108I, Y181C and V179E, which are involved in resistance to none nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs), were predominantly observed. These mutations are compatible with the first line regimens used in Mali, including stavudine, lamivudine, and nevirapine. We did not find major mutations associated with resistance to protease inhibitors (PI) probably because this class of drugs is rarely used in Mali. However, several polymorphisms in the protease gene such as L10I and L10V were observed at a very high frequency (18.80%). Given these initial results, a logical extension of this work was to evaluate how these strains evolve under the selective pressure of ARV treatment. We have addressed these issues in a cohort study of 132 subjects predominantly infected with the subtype CRF02_AG that started a first-line therapy. Our results suggest that the presence of primary resistance mutation could affect treatment efficacy. For example, the presence of a single NNRTI mutation K103N or V179E before treatment initiation was sufficient to lead to treatment failure (viral load > 400 copies/ml). Otherwise, the role of L10I/V polymorphism remains uncertain in the CRF02_AG subtype. Therefore, we performed in vitro experiments to assess the impact of this polymorphism in subtype CRF02_AG on resistance to PI. Our results indicate in wild type CRF02_AGwt_10L a slight increase of the half maximal inhibitory concentration (IC50) for darunavir, lopinavir and nelfinavir compared with subtype B reference HXB2_10L with a Fold Change (FC) 1.2, 1.3 and 1.5, respectively. This increase was the greatest for lopinavir with a FC (1.3) very close to his biological threshold (1.6). Compared to wild type CRF02_AGwt_10L, the two mutants CRF02_AGL10I and CRF02_AGL10V showed a slight increase of IC50 for indinavir (FC of 1.3 and 1.2, respectively) and lower for lopinavir (FC of 0.78 and 0.75, respectively). All these findings suggest that the mutation at position 10 may have an impact on resistance to PI in subtype CRF02_AG. However, the clinical significance of these observations remains to be determined. In conclusion, our results support the need for strengthening HIV drug resistance surveillance and provide information toward the improvement of therapeutic strategies to prevent treatment failure in non-B subtype, particularly the subtype CRF02_AG.

Au cours de ma thèse, mes projets de recherche ont visé à mieux comprendre les mécanismes moléculaires contrôlant la prolifération et la spécification des cellules progénitrices dans la rétine du xénope à travers trois projets principaux. Le réseau de régulation qui contrôle la spécification des cellules progénitrices vers les sous-types neuronaux est à ce jour très peu connu. C’est dans ce contexte que j’ai étudié le rôle du facteur de transcription à domaine bHLH, Ascl1, dans la détermination des sous-types rétiniens au cours du développement. Par des approches in vivo de gain et perte de fonction d’Ascl1, des expériences d’épistasie et la recherche de ses cibles transcriptionnelles, j’ai pu mettre en évidence qu’Ascl1 (i) est impliqué dans la genèse des neurones GABAergiques rétiniens, (ii) qu’il est épistatique sur des facteurs glutamatergiques tels que Neurog2, NeuroD1 ou Atoh7, (iii) que son activité GABAergique est conférée par son domaine basique de liaison à l’ADN et (iv) que cette activité implique la régulation directe du facteur de transcription Ptf1a. Ces données ajoutent donc une nouvelle pièce au réseau transcriptionnel gouvernant la spécification des sous-types GABAergiques au cours du développement de la rétine. La mise en place correcte des types et sous-types cellulaires de la rétine nécessite une coordination avec le moment de sortie du cycle cellulaire des progéniteurs rétiniens. Dans ce contexte, j’ai contribué à l’avancée d’un projet visant à étudier le réseau de signalisation contrôlant la prolifération des précurseurs de la rétine. Par des approches in vivo, génétiques et pharmacologiques, cette étude a montré que les voies Wnt et Hedgehog s’antagonisent pour réguler l’activité proliférative des cellules souches et progénitrices rétiniennes. Nos données préliminaires suggèrent que ces voies agissent de façon opposée à la fois sur la sortie et sur la cinétique du cycle cellulaire. Ce travail nous a conduit à proposer un modèle selon lequel ces voies Wnt et Hedgehog réguleraient la balance entre prolifération et différenciation dans la rétine post-embryonnaire. Enfin, dans le but d’élargir nos connaissances sur les réseaux de signalisation et les réseaux transcriptionnels impliqués dans le contrôle de la prolifération et de la détermination cellulaire dans la rétine, j’ai également contribué à la recherche de nouveaux marqueurs spécifiques des différentes populations cellulaires rétiniennes au travers d’un crible à grande échelle par hybridation in situ. De nombreux gènes spécifiquement exprimés dans les cellules souches ou les cellules progénitrices constituent des gènes candidats pour de futures approches fonctionnelles. / My thesis research work aimed to better understand the molecular mechanisms underlying proliferation and specification of retinal progenitors in Xenopus through three main projects. As the mechanisms governing specification of retinal progenitors towards the different neuronal subtypes are still poorly understood, I focused my work on the role of Ascl1, a bHLH transcription factor, in cell-subtype determination during retinogenesis. Using in vivo gain- and loss-of-function experiments, I have investigated Ascl1’s epistatic relationships with other bHLH factors and identified its transcriptional targets. My results indicate that Ascl1 (i) is implicated in the genesis of retinal GABAergic neurons (ii) is epistatic to glutamatergic factors such as Neurog2, NeuroD1 and Atoh7 (iii) that its basic DNA-biding domain is sufficient for its GABAergic-inducing activity (iv) and that this activity involves a direct regulation of the Ptf1a transcription factor. The correct order of neural cell types and subtypes formation is tightly coordinated with the timing of cell-cycle exit of retinal progenitors. Ongoing work in the laboratory, to which I have contributed, was therefore investigating the role of signaling pathways controlling retinal precursor proliferation in this process. Using in vivo genetic and pharmacological tools, we have shown that an antagonistic cross-regulation between Wnt and Hedgehog signaling governs stem cell and progenitor proliferation in post-embryonic retina. Preliminary data shows that Wnt and Hedgehog have opposite effects on both cell cycle exit and kinetics and may therefore regulate the proliferation/differentiation balance in the post-embryonic retina. Lastly, in order to broaden our knowledge on the transcriptional and signaling networks which govern proliferation and cell fate determination in the retina, I have participated in a large scale screen by in situ hybridization aiming to identify new molecular markers of different retinal cell population. Many genes that are exclusively expressed in retinal stem cells or progenitors are promising candidates for future functional studies.

L'angiotensine-II (Ang-II), synthétisée à partir de sources extracardiaques et intracardiaques, régule l'homéostasie cardiaque en favorisant des effets mitogéniques et en promouvant la croissance cellulaire résultant d’une altération de l'expression génique. Dans cette étude, nous avons évalué la possibilité que les récepteurs de l'angiotensine-1 (AT1) ou les récepteurs de l'angiotensine-2 (AT2) situés sur l'enveloppe nucléaire régulent l’expression génique des cardiomyocytes. En analysant les noyaux cellulaires retenus des fractions de cœur de rat par immunobuvardage Western, nous avons détecté une co-purification préférentielle des protéines AT1 et AT2 avec un marqueur de la membrane nucléaire (Nup 62), par rapport aux marqueurs de la membrane plasmique (Calpactin I), de l’appareil de Golgi (GRP 78) ou du réticulum endoplasmique (GM130). La microscopie confocale a permis de démontrer la présence des AT1 et AT2 dans les membranes nucléaires. La microinjection de l’Ang-II-FITC sur des cardiomyocytes a provoqué une liaison de préférence aux sites nucléaires. Les enregistrements de transients calciques ont illustré que les AT1 nucléaires régulent le relâchement du Ca2+. L’incubation des ligands spécifiques d’AT1 et d’AT2 avec l’UTP [α32P] a résulté en une synthèse de novo d’ARN (par exemple, 16,9 ± 0,5 cpm/ng ADN contrôle vs 162,4 ± 29,7 cpm/ng ADN-Ang II, 219,4 ± 8,2 cpm/ng ADN L -162313 (AT1) et 126,5 ± 8,7 cpm/ng ADN CGP42112A (AT2), P <0,001). L’incubation des noyaux avec Ang-II augmente de façon significative l’expression de NFκB, une réponse qui est réprimée partiellement par la co-administration de valsartan ou de PD123177. Les expériences dose-réponse avec Ang-II administrée à l'ensemble des noyaux purifiés vs. aux cardiomyocytes seuls a montré une augmentation plus importante dans les niveaux d'ARNm de NFκB avec une affinité de ~ 3 fois plus grande (valeurs d’EC50 = 9 contre 28 pmol/L, respectivement), suggérant un rôle préférentiel nucléaire dans la signalisation. Par conséquent, nous avons conclu que les membranes cardiaques nucléaires possèdent des récepteurs d’Ang-II couplés à des voies de signalisation et à la transcription génique. La signalisation nucléaire pourrait jouer un rôle clé dans les changements de l'expression de gènes cardiaques, entraînant ainsi des implications mécanistiques et thérapeutiques diverses. / Angiotensin-II (Ang-II) from extracardiac sources and intracardiac synthesis regulates cardiac homeostasis, with mitogenic and growth-promoting effects largely due to altered gene-expression. In this study, the possibility that angiotensin-1 (AT1R) or angiotensin-2 (AT2R) receptors are located on the nuclear envelope and mediate effects on cardiomyocyte gene expression was assessed. Western blot tests of nucleus-enriched rat heart fractions indicated the presence of AT1R and AT2R proteins that preferentially copurified with a nuclear membrane marker (Nup 62) but not markers of plasma (Calpactin I), Golgi apparatus (GRP 78) or endoplasmic reticulum (GM130) membranes. Confocal microscopy revealed the existence of AT1R and AT2R proteins on nuclear membranes. Microinjected Ang-II preferentially bound to nuclear sites of isolated cardiomyocytes. Ca2+i-recordings on nuclear preparations demonstrated an AT1R-mediated Ca2+ release. AT1R and AT2R ligands enhanced de novo RNA synthesis in isolated cardiomyocyte nuclei incubated with [α32P]UTP (e.g. 16.9 ± 0.5 cpm/ng for DNA control vs. 162.4 ± 29.7 cpm/ng for DNA Ang-II, 219.4 ± 8.2 cpm/ng for DNA L-162313 (AT1) and 126.5 ± 8.7 cpm/ng for DNA CGP42112A (AT2), P<0.001). Ang-II application to isolated cardiomyocyte nuclei enhanced NFκB mRNA-expression, a response that was suppressed by co-administration of valsartan or PD123177. Dose-response experiments with Ang-II applied to purified nuclei vs. to whole cardiomyocytes showed a greater increase in NFκB mRNA levels at saturating concentrations with ~3 fold greater affinity (EC50 values 9 vs. 28 pmol/L, respectively), suggesting preferential nuclear signaling. These results lead us to conclude that cardiac nuclear membranes possess angiotensin receptors that couple to nuclear signaling pathways and regulate transcription. Signaling within the nuclear envelope (e.g. from intracellularly synthesized Ang-II) may play a role in Ang-II-mediated changes in cardiac gene-expression, with potentially important mechanistic and therapeutic implications.

Nous avons effectué ce travail afin d’évaluer l’impact d’une utilisation accrue des antirétroviraux (ARV) sur l’émergence de la résistance dans le cadre d’une cohorte de sujets infectés par le VIH-1, enrôlés au Mali pour recevoir la thérapie antirétrovirale. La première partie de ce travail a évalué la résistance primaire auprès de 101 sujets naïfs aux ARV. Cette étude a démontré que la majorité des sujets (71,3%) étaient infectés par le sous-type CRF02_AG. La prévalence de la résistance primaire était de 9,9%. Ce chiffre dépasse largement la moyenne de 5,5% observée dans les pays en développement et le seuil des 5% fixé par l’OMS dans le cadre de la surveillance de la résistance. Les mutations associées aux analogues de la thymidine ou « Thymidine-associated Mutations » (TAMs): M41L, D67N, L210W, T215A/Y, K219E liées à la résistance aux inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse (INTI) ainsi que les mutations K103N, V108I, V179E et Y181C impliquées dans la résistance aux inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse (INNTI) étaient majoritairement observées. Ces mutations sont compatibles avec les régimes de traitement de première ligne utilisés au Mali, composés de stavudine/lamivudine/nevirapine. Nous n’avons pas trouvé de mutations majeures aux inhibiteurs de protéase (IP), probablement du fait que cette classe d’ARV est rarement utilisée au Mali. Cependant plusieurs polymorphismes au niveau du gène de la protéase, particulièrement L10I et L10V ont été observés à une fréquence très élevée (18,80%). Compte tenu de ces premiers résultats, une suite logique de ce travail était de savoir comment des souches de sous-type CRF02_AG évolueraient sous la pression de sélection des ARV. Nous avons abordé ces questions dans une étude de cohorte de 132 sujets infectés majoritairement avec le sous-type CRF02_AG débutant une thérapie de première ligne. Nos résultats suggèrent que la présence de mutation de résistance primaire pourrait avoir un effet sur l’efficacité du traitement. Par exemple, la présence d’une seule mutation INNTI avant traitement comme K103N ou V179E était suffisante pour mener à l’échec au traitement (charge virale supérieure à 400 copies/ml). Par ailleurs, nous avons effectué des expériences in vitro pour mieux évaluer l’impact du polymorphisme L10I/V chez le sous-type CRF02_AG. Il faut savoir que le rôle de ce polymorphisme reste incertain chez le sous-type CRF02_AG, car aucune étude in vitro n’avait été réalisée auparavant. Nos résultats indiquent chez le sous-type sauvage CRF02_AGwt_10L une légère augmentation de la concentration inhibitrice 50% (IC50) pour le darunavir, le lopinavir et le nelfinavir comparativement au sous-type de référence B HXB2_10L avec respectivement un « Fold Change » (FC) de 1,2, 1,3 et 1,5. Cette augmentation est plus importante pour le lopinavir avec un FC (1,3) très proche de son seuil biologique (1,6). Comparativement au type sauvage CRF02_AGwt_10L, nos deux mutants CRF02_AGL10I et CRF02_AGL10V ont démontré une légère augmentation d’IC50 pour l’indinavir (avec respectivement un FC de 1,3 et 1,2) et une diminution pour le lopinavir (avec respectivement un FC de 0,78 et 0,75). Toutes ces observations suggèrent que la mutation en position 10 pourrait avoir un impact chez le sous-type CRF02_AG. Toutefois, la signification clinique de ces observations doit être déterminée. En conclusion, nos résultats supportent d’une part la nécessité de renforcer la surveillance de la résistance aux ARV et d’autre part, il fournit des informations nécessaires à l’amélioration des stratégies thérapeutiques afin de prévenir les échecs aux traitements chez les sous-types non B, particulièrement le CRF02_AG. / We conducted this study to assess the impact of an increased use of antiretroviral (ARV) treatment on the emergence of resistance in a cohort of subjects infected with HIV-1 enrolled in Mali to receive antiretroviral therapy. The first part of this work evaluated the incidence of primary resistance with 101 ARV treatment naive subjects. We demonstrated that the majority of subjects (71.3%) were infected with subtype CRF02_AG. The prevalence of primary resistance was 9.9%. This rate exceeds the average of 5.5% observed in developing countries and the 5% threshold set by the WHO as part of the HIV drug resistance surveillance. The thymidine-associated mutations (TAMs) M41L, D67N, L210W, T215A/Y, K219E, which are associated with resistance to nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTIs), and K103N, V108I, Y181C and V179E, which are involved in resistance to none nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs), were predominantly observed. These mutations are compatible with the first line regimens used in Mali, including stavudine, lamivudine, and nevirapine. We did not find major mutations associated with resistance to protease inhibitors (PI) probably because this class of drugs is rarely used in Mali. However, several polymorphisms in the protease gene such as L10I and L10V were observed at a very high frequency (18.80%). Given these initial results, a logical extension of this work was to evaluate how these strains evolve under the selective pressure of ARV treatment. We have addressed these issues in a cohort study of 132 subjects predominantly infected with the subtype CRF02_AG that started a first-line therapy. Our results suggest that the presence of primary resistance mutation could affect treatment efficacy. For example, the presence of a single NNRTI mutation K103N or V179E before treatment initiation was sufficient to lead to treatment failure (viral load > 400 copies/ml). Otherwise, the role of L10I/V polymorphism remains uncertain in the CRF02_AG subtype. Therefore, we performed in vitro experiments to assess the impact of this polymorphism in subtype CRF02_AG on resistance to PI. Our results indicate in wild type CRF02_AGwt_10L a slight increase of the half maximal inhibitory concentration (IC50) for darunavir, lopinavir and nelfinavir compared with subtype B reference HXB2_10L with a Fold Change (FC) 1.2, 1.3 and 1.5, respectively. This increase was the greatest for lopinavir with a FC (1.3) very close to his biological threshold (1.6). Compared to wild type CRF02_AGwt_10L, the two mutants CRF02_AGL10I and CRF02_AGL10V showed a slight increase of IC50 for indinavir (FC of 1.3 and 1.2, respectively) and lower for lopinavir (FC of 0.78 and 0.75, respectively). All these findings suggest that the mutation at position 10 may have an impact on resistance to PI in subtype CRF02_AG. However, the clinical significance of these observations remains to be determined. In conclusion, our results support the need for strengthening HIV drug resistance surveillance and provide information toward the improvement of therapeutic strategies to prevent treatment failure in non-B subtype, particularly the subtype CRF02_AG.

L’épidémiologie moléculaire des virus VIH-1 en France est caractérisée par une augmentation constante de la diversité virologique et de la fréquence des virus de sous-types non-B chez les patients en primo-infection. Entre 1997 et 2007, 28.4% des 591 patients suivis étaient infectés par des virus de sous-types non-B. De plus, 49 patients (8.3%) étaient infectés par des souches de sous-types différents sur les gènes pol et env, témoignant d’évènements de recombinaisons entre ces gènes. Ces virus recombinants étaient isolés à la fois chez des patients originaires d’Afrique sub-saharienne (28.3%) et des sujets caucasiens (6.3%). Ces résultats témoignent des échanges de souches virales entre les populations d'origine africaine et caucasienne, contribuant encore à augmenter la diversité virologique dans ces deux populations. Parmi 131 virus de sous-types non-B, 12.2% étaient classés comme ayant un tropisme CXCR4 par méthode génotypique, mais seulement 0.8% par méthode phénotypique, indiquant d’une part la faible proportion de virus non-B de tropisme CXCR4 en primo-infection en France, et d’autre part le manque de spécificité des méthodes génotypiques de détermination du tropisme pour ces sous-types, rendant nécessaire la mise au point d’autres algorithmes spécifiques pour ces virus.L’analyse de 987 virus isolés dans la cohorte entre 1999 et 2010 a mis en évidence que 12.7% d’entre eux étaient regroupés en "clusters" de transmission. Les patients en primo-infection contribuent donc de façon significative à la propagation de l’épidémie de VIH en France, particulièrement les hommes homo/bi-sexuels, avec une fréquence augmentant au cours de la période récente (2006-2010).La comparaison des quasi-espèces virales circulant concomitamment chez 8 patients en primo-infection (« receveurs ») et leurs 8 partenaires sexuels respectifs (« donneurs ») a révélé dans tous les cas la transmission d’un virus unique, présent de façon minoritaire parmi les sous-populations virales du donneur. La transmission virale muqueuse implique donc une sélection génétique drastique. / High genetic diversity is a major characteristics of HIV-1. In France, although subtype B strains are still predominant, the proportion of non-B viruses isolated in patients at the time of primary HIV-1 (PHI) infection increases over time. Between 1997 and 2007, 28.4% of patients were infected with non-B subtypes strains. Forty-nine viruses showed different phylogenies between the pol and env genes, indicating that recombinations have occurred in 8.3% of cases. These recombinants were isolated both in patients from Sub-Saharan Africa (28.3%) and in white subjects (6.3%).The phenotypic analysis of viral tropism of 131 non-B strains showed a very low (0.8%) proportion of CXCR4-tropic strains (X4 strains) at the time of PHI. Compared to phenotypic tests, genotypic predictions can overestimate (12.2% versus 0.8%) the proportion of X4 strains in non-B subtypes.The phylogenetic analysis of 987 strains isolated in 1999-2010 showed that 12.7% of PHI cosegregated into 56 transmission chains. PHIs are a significant source of onward transmission, especially in men having sex with men, with increasing frequency during the recent years (10.2% in 1999-2006 versus 15.2% in 2006-2010, p=0.02).The comparison of the viral quasispecies isolated in plasma and PBMC samples from 8 patients at the time of PHI ("recipients") and their transmitting partners ("donors") suggested that a severe genetic bottleneck occurrs during HIV-1 heterosexual and homosexual transmission. Indeed, we observed in all cases the transmission of a single variant, which was derived from an infrequent variant population within the blood of the donor. The proportion of X4 quasispecies in donors were higher in case of X4 versus CCR5-tropic viral transmission, suggesting that X4 transmission may be associated with a threshold of X4 circulating quasispecies in donors.

La distribution des génotypes du virus de l’hépatite C (VHC). chez les donneurs de sang Français entre 2008 et 2011 a été analysée afin d’actualiser nos connaissances. Le génotypage des souches a permis d’identifier la diversité des génotypes circulants. Les sous-types 1a, 1b et 3a sont majoritairement retrouvés (80% des souches). L’analyse phylogénétique a démontré une grande variabilité chez les types 2 et 4 représentés par de nombreux sous-types. Les résultats montrent que les comportements à risque tendent à influencer et redessiner la distribution de ces génotypes dans la population générale. Certains sous-types se répandent dans des groupes à risque où ils finissent par adopter un profil épidémique. Enfin, la sélection des donneurs et la mise en place de tests diagnostiques ont permis de rendre la contamination transfusionnelle négligeable. Les données épidémiques obtenues ont été enrichies de nouvelles connaissances sur l'évolution et la classification du VHC. 15 séquences codantes complètes de plusieurs souches appartenant au type 2 ont été caractérisées. L’analyse phylogénétique révèle 2 clusters distincts. Le cluster 1 comprend la plupart des souches tandis que le cluster 2 comprend le sous-type 2l. Les génomes obtenus ont un ORF de 9042 à 9108 bases (3014 à 3036 acides aminés). Les distances moyennes entre sous- types sont égales à 20% dans le cluster 1 et 26% entre les deux clusters. La bifurcation entre clusters a eu lieu tôt lors de l'évolution du virus. L'insertion de 60 bases dans la région NS5A caractéristique du type 2 est absente chez les 2l. Donc, l'apparition et la fixation de celle-ci sont tardives dans l'évolution du virus. / The distribution of genotypes of hepatitis C virus (HCV) infection among blood donors French between 2008 and 2011 was analyzed in order to update our knowledge. Genotyping strains identified the diversity of circulating genotypes. Subtypes 1a, 1b and 3a are found predominantly (80 % of strains). Phylogenetic analysis showed a great variability in types 2 and 4 represented by many subtypes. The results show that risk behaviors tend to influence and reshape the distribution of these genotypes in the general population. Some subtypes are spreading risk groups where they eventually adopt an epidemic profile. Finally, donor selection and implementation of diagnostic tests reduced drastically blood contamination. Epidemic data were enriched of new knowledge about the evolution and classification of HCV. 15 complete coding sequences of several strains of type 2 have been characterized. Phylogenetic analysis reveals two distinct clusters. Cluster 1 includes most strains while cluster 2 includes subtype 2l. Genomes obtained have an ORF of 9042 to 9108 bases (3014-3036 amino acids). The average distances between subtypes are equal to 20% in cluster 1 and 26 % between the two clusters. The bifurcation between clusters occurred early during the evolution of the virus. The insertion of 60 bases in the NS5A region characteristic of Type 2 is absent in 2l. So the appearance and fixing it is late in the evolution of the virus.