L’HBP et le cancer de la prostate constituent les deux maladies prostatiques les plus répandues chez l’homme âgé. La compréhension de leur étiologie et de leur pathogenèse est nécessaire afin de permettre la prévention mais aussi la recherche et le développement de nouveaux agents thérapeutiques. Notre but est d’étudier l’implication du stress oxydatif dans l’HBP et d’étudier l’effet de l’extrait de propolis sur le cancer de la prostate in vivo chez le rat Wistar et in vitro sur les cellules LNCaP. Nous avons montré que : 1) Le stress oxydatif joue le rôle de promoteur dans le développement de l’HBP, 2) Le benzo(a)pyrène administré aux rats Wistar induit le développement du cancer de la prostate, 3) La propolis induit la diminution de la prolifération, de l’expression du Ki-67 (-49 %) et de l’expression de AhR chez le rat Wistar, 4) La propolis possède un effet antiprolifératif sur les cellules LNCaP via le blocage de la signalisation de AR. / BPH and prostate cancer are the two most prevalent prostatic diseases in elders. Understanding their etiology and pathogenesis is necessary in order to prevent them and to enhance both research and development of new therapeutic agents. Our goal is to study the implication of oxidative stress in BPH and to study the effect of propolis extract on prostate cancer in vivo in Wistar rats and in vitro on LNCaP cells. We have shown that: 1) Oxidative stress acts as a promoter in the development of BPH, 2) Benzo(a)pyrene administered to Wistar rats induces the development of prostate cancer, 3) Propolis induces a decrease in proliferation, Ki-67 expression (-49%) and AhR expression in the Wistar rat, (4) Propolis has an antiproliferative effect on LNCaP cells via AR signaling blockade.

Le muscle squelettique (MS) est un tissu métabolique important. L'objectif de ma thèse était de caractériser le rôle des corégulateurs de la transcription, PGC-1β (transcriptional coactivator peroxisome proliferator-activated receptor-gammacoactivator 1beta) et TIF2 (Transcriptional Intermediary Factor 2) dans ce tissu. Mon travail a démontré que PGC-1β limite le stress oxydatif est crucial dans le maintien de la structure et de la fonction mitochondriale, via le contrôle de l’expression de gènes impliqués dans les voies de signalisation liées à l’énergie, à la dynamique mitochondriale et à la machinerie d’import mais n'est pas indispensable pour le contenu mitochondrial. Mon travail aussi démontré que TIF2 de la MS a un impact négatif sur la durée de vie des mammifères. De plus, la déplétion de TIF2 conduit à une protection partielle du MS contre les dommages oxydatifs induits par le stress. Ainsi notre travail représente une avancée dans l’établissement futur de traitements contre les troubles liés au stress oxydatif et au vieillissement. / Skeletal muscle (SM) accounting for ~ 40% of total body mass is an important metabolic tissue. The aim of my thesis was to characterize the role of transcriptional coregulators, peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1β (PGC-1β) and transcriptional intermediary factor 2 (TIF2) in this tissue. My work demonstrated that PGC-1β is crucial to maintain SM mitochondrial structure and function, by controlling expression of genes involved in energy pathways, mitochondrial dynamics and import machinery, but is dispensable for mitochondrial content and fiber type maintenance. Furthermore, it limits oxidative stress. The second part of my work demonstrated that myofiber TIF2 has negative impact onmammalian life span. Moreover, TIF2 ablation leads to partial protection of SM from oxidative stress-induced damage. In conclusion, our work provides a better understanding of SM homeostasis regulation and insights in treatments for disordersrelated to oxidative stress and aging.

Dans ce travail, la variabilité de la composition phénolique et des activités antioxydantes de 5 espèces extrêmophiles tunisiennes (T. gallica, L.guyonianum, M. edule, P. equisetiforme et P. laevigata) a été étudiée. Les résultats ont montré que T. gallica est la plus riche en polyphénols totaux et que M. edule possède le contenu les plus élevé en flavonoïdes. En outre, la plus forte teneur en tanins condensés est trouvée chez P. equisetiforme. L. guyonianum s’est distinguée par son potentiel antioxydant puissant. L’analyse par CLHP a dévoilé la présence de l’acide rosmarinique, et des 2 flavonoïdes catéchine et isorhamnétine-3-O-rutinoside dans l’extrait de T. gallica. Les flavonoïdes majoritaires identifiés chez L.guyonianum sont la quercétine, la catéchine et l’isorhamnétine-3-O-rutinoside. L’étude a également montré que les extraits de T. gallica (TGE) et de L. guyonianum (LGE) exercent un effet cytoprotecteur sur les cellules IEC-6 stimulées par le H2O2. Le prétraitement avec TGE ou LGE à 0,25 μg.ml-1 a entrainé la restauration de la morphologie normale des IEC-6 et l'amplification de leur prolifération. En présence deTGE, l'activité CAT a été normalisée et la teneur en MDA a diminué. Alors qu’en présence de LGE, l’activité SODT a été améliorée et le pool cellulaire en GSH a augmenté. En outre, TGE et LGE ont induit la déphosphorylation de la JNK-MAPK pour réduire la mort cellulaire. D’un autre côté, l’effet préventif de l’administration de TGE et de LGE sur les dommages oxydatifs induits par le sepsis a été démontré. Dans les groupes de rats prétraités avec TGE et LGE, la perte de poids a diminué et le taux de survie a augmenté.Dans le groupe T30, l'activité SODT des EDL et des SOL a été significativement plus élevée que celle du groupe septique. Dans le même groupe T30, l’activité Mn-SOD des EDL et des SOL a été supérieure par rapport à l'isoforme SODT. Dans les groupes L300 et L30, l’activité CAT des EDL, des DIA et des SOL a été supérieure à celle du groupe septique. Les taux de GSH plasmatique ont augmenté dans les groupes T300 et L30. Dans les groupes L300 et T30, les activités AST et ALT ont diminué par comparaison au groupe S. En conclusion, l’administration des extraits de T. gallica et de L. guyonianum améliorent les capacités antioxydantes des muscles squelettiques et respiratoires, et préviennent les lésions hépatiques chez les rats septiques. / In this work, the variability of phenolic composition and antioxidant activities of 5 Tunisian extremophilic species (T. gallica, L. guyonianum, M. edule, P. equisetiforme and P. laevigata) was studied. Main results showed that T. gallica was the richest in total polyphenols. M. edule had the highest flavonoids content. In addition, the highest condensed tanins content was found in P. equisetiform.L. guyonianum was distinguished by its powerful antioxidant potential. HPLC analysis showed that T. gallica contained essentially rosmarinic acid, and the 2 flavonoids catechin and isorhamnetin-3-Orutinoside.The major flavonoids identified in L. guyonianum are quercetin, catechin, and isorhamnetin-3-O-rutinoside. The study showed that extracts of T. gallica (TGE) and L. guyonianum (LGE) exerted a cytoprotective effect on H2O2-stimulated IEC-6 cells. Pretreatment with TGE or LGE at 0.25 μg.ml-1 resulted in the re-establishment of normal cell morphology and the amplification of cell proliferation. In the presence of TGE, CAT activity was normalized and MDA content decreased. In the presence of LGE, SODT activity was improved and the GSH content increased. TGE and LGE induced JNK dephosphorylation to reduce cell death. In addition, the preventive effect of TGE and LGE administration on sepsis-induced oxidative damage was demonstrated. In TGE and LGE pretreated groups, weight loss decreased and survival rate increased. In T30 group, SODT activity of EDL and SOL was higher than those of the septic group. In the same group T30, Mn-SOD activities of EDL and SOL were higher than SODT. In L300 and L30 groups, CAT activities of EDL, DIA and SOL were higher than those of the septic group.Plasma GSH levels increased in the T300 and L30 groups. AST and ALT activities decreased in L300 and T30 groups. Altogether, the administration of T. gallica and L. guyonianum extracts improves the antioxidant capacities of skeletal and respiratory muscles and prevents hepatic injury in septic rats.

Résumé<p>L’objectif de ce travail a été d’évaluer la toxicité du butyrate de sodium (NaBu), un inhibiteur des<p>histones désacétylases (HDACs), et ses mécanismes d’action sur les cellules de cancer du sein<p>humain, les cellules MCF-7 déficientes pour la caspase-3, et lignées dérivées :les cellules MCF-<p>7/caspase-3, et les cellules VCREMS résistantes à la vincristine, et dans une moindre mesure à la<p>doxorubicine. La contribution de l’apoptose dans la létalité induite par le NaBu a été recherchée<p>dans les cellules MCF-7wt en estimant l’exposition de la phosphatidylsérine ainsi que le clivage de<p>la PARP. La présence de caspase-3, n’a ni amplifié ni accéléré l’apoptose qui a impliqué le<p>rhéostat Bax/Bcl-2 en faveur d’une induction de Bax. La cytostasie du NaBu dans les cellules<p>MCF-7 s’est manifestée par un blocage des cellules en phase G2/M. L’évaluation du niveau<p>d’expression des régulateurs du cycle cellulaire dans les cellules MCF-7wt et MCF-7/caspase-3 a<p>montré une surexpression de p21, de façon indépendante de p53. L’action cytostatique du NaBu<p>a été associée à une accumulation légère et modeste des formes non-phosphorylées de pRB, un<p>facteur dont la phosphorylation par les complexes cycline D/cdk4,6 et cycline E/cdk2 est<p>nécessaire à la transition G1/S. Dans ces conditions, les niveaux de cdk2 et de Cdc25A, une<p>oncoprotéine activatrice de cdk2, sont restés stables. Le NaBu est une molécule à effet<p>pléïotropique, l’utilisation de la trichostatine A, inhibiteur par excellence des HDACs, a permis<p>d’établir la relation de causalité entre l’inhibition des HDACs et la toxicité du NaBu. La plupart<p>des inhibiteurs des HDACs induisent l’apoptose en perturbant le métabolisme oxydatif de la<p>mitochondrie ce qui pourrait modifier le statut redox cellulaire. Nous avons cherché une<p>implication du métabolisme du glutathion (GSH), le thiol anti-oxydant non-protéique majoritaire<p>de la cellule, dans la toxicité induite par le NaBu. Les résultats montrent que le NaBu induit une<p>déplétion du GSH dans les cellules MCF-7wt et dérivées de façon dose-dépendante, corrélée avec<p>la mortalité cellulaire. Devant l’éventualité d’une consommation accrue de GSH par les enzymes<p>associées à son métabolisme, nous avons évalué le niveau des activités des enzymes glutathion<p>peroxydase, glutathion réductase et glutathion S-transférases. Dans les cellules MCF-7, le NaBu a<p>induit de façon significative ces enzymes anti-oxydantes, à l’exception des GSTs, de même que la<p>catalase, une enzyme indépendante de ce système. Les expériences visant à libérer le pool de<p>GSH lié aux protéines ont montré que la déplétion du GSH intracellulaire est parallèle à celle du<p>GSH lié aux protéines. Par conséquent, la consommation du GSH est réellement la cause de la<p>chute du niveau de GSH générant un stress oxydant. La doxorubicine, un inhibiteur des<p>topoisomérases, a une utilisation clinique limitée en raison de ses effets secondaires irréversibles<p>(cardiotoxicité entre autres). Dans le but d’améliorer son efficacité, nous avons expérimenté des<p>combinaisons NaBu/doxorubicine sur les cellules VCREMS et MCF-7, étant donné la capacité<p>du NaBu à induire l’expression des topoisomérases et favoriser la conformation déployée de la<p>chromatine. L’utilisation de la technique isobologramme nous a permis de déterminer les index<p>de combinaison pour une application simultanée ou séquentielle des drogues. Les résultats<p>indiquent que le NaBu sensibilise les cellules VCREMS et MCF-7 à l’action de la doxorubicine.<p>Dans les cellules VCREMS, cet effet s’est produit en dépit de la stimulation des enzymes de<p>détoxication, GSTs et GPX. L’ensemble de ces résultats indique que l’utilisation du NaBu en<p>combinaison avec certains anticancéreux constitue une stratégie très intéressante en<p>cancérothérapie. / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

D’abord, nous avons visé à établir un modèle ex vivo de la dysfonction endothéliale induite par le glucose élevé (HG) dans les artères isolées de rat Wistar mâle et porc. Notre but était de clarifier le rôle des SGLT1/2 dans les cellules endothéliales dans les conditions HG pour évaluer l'effet protecteur des gliflozines sur la fonction endothéliale. Cependant, HG n'a pas affecté la relaxation dépendant de l'endothélium. L'absence d'effet d’HG pourrait être liée aux facteurs, tels que les conditions d'incubation, le genre, l'âge, la souche, l’espèce d'animal et les conditions de logement. Enfin, nous avons caractérisé les artères mammaires internes humaines (AMI) de 58 patients ayant subi un pontage coronarien au Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg. Nous avons trouvé l'association du diabète et de l'hypertension au niveau accru du stress oxydatif dans les AMI humaines. Les niveaux d'expression de la eNOS, des SGLT et du système d’angiotensine local doivent être étudiés plus en détail. / Firstly, we aimed to establish an ex vivo model of high glucose (HG)-induced endothelial dysfunction in isolated arteries from male Wistar rat and porc. Then, our goal was to clarify the contribution of SGLT1/2 in endothelial cells under HG conditions to evaluate the protective effect of gliflozins on the endothelial function. However, HG did not affect the endothelium-dependent relaxation response in all tested types of artery. The lack of effect of HG might be related to certain factors, such as the incubation conditions, gender, age, strain, species of studied animals, and conditions of housing of animals. Secondly, we characterized human internal mammary arteries (IMA) of 58 patients underwent coronary artery bypass grafting in the New Civil Hospital of Strasbourg. We found the association of diabetes and hypertension in the enhanced level of oxidative stress in human IMA. The expression levels of eNOS, SGLTs and the components of angiotensin system need to be further investigated.

L’étude de la réponse membranaire suite au stress éthanolique chez Saccharomyces cerevisiae vise à comprendre les mécanismes impliqués dans la survie des eucaryotes aux concentrations en éthanol élevées. La membrane cellulaire, par sa position entre l’environnement intra et extracellulaire, est la première cible des perturbations éthanoliques. Les expérimentations effectuées dans cette étude visent à caractériser le maintien de l’intégrité fonctionnelle en relation avec la composition en stérols membranaires chez la levure S. cerevisiae soumise à différents types de perturbations éthanoliques (augmentation de la concentrations en éthanol dans le milieu de croissance, chocs éthanoliques d’amplitude croissante et suivi au cours du temps ; choc à 20% pendant 15 minutes puis suivi au cours du temps après retour dans un milieu sans éthanol (« pulse » 20% d’éthanol)). Les résultats obtenus démontrent l’importance de l’ergostérol dans le maintien de l’intégrité membranaire et supportent également l’hypothèse du rôle « vecteur » de l’éthanol vis à vis d’une oxydation, dont l’efficacité serait dépendante de la nature des stérols présents au niveau membranaire. Les premiers résultats analysant la cinétique de transcription de gènes impliqués dans la réponse au stress oxydatif suggèrent une formation plus importante de formes réactives de l’oxygène (ROS), induite par le choc éthanol chez un mutant Δerg6, affecté dans la voie de biosynthèse de l’ergostérol. / The study of membrane response induced by ethanol stress in Saccharomyces cerevisiae aims to understand mechanisms involved in the survival of eukaryotic cells submitted to high ethanol concentrations. The cell membrane by its position between the intra- and extracellular environment is the first target of ethanolic perturbations. Experiments performed in this study aimed to characterize the maintain of the functional integrity of the membrane in relation to the sterol composition in the yeast S. cerevisiae submitted to different types of ethanolic disturbances: increasing concentrations of ethanol in the growth medium; ethanolic shocks of increasing magnitude; shock 20% ethanol for 15 minutes and then return in a medium without ethanol ("pulse" 20% ethanol)). Our results demonstrate the importance of ergosterol in maintaining membrane integrity and also support the hypothesis of the vector role of ethanol in cell oxidation, whose effectiveness is dependent on the nature of sterols at the membrane level. In addition, our results analyzing the kinetics of transcription of genes involved in oxidative stress response suggest an increased formation of reactive oxygen species (ROS) induced by ethanol in the Δerg6 mutant, affected in the biosynthetic pathway of ergosterol.

L’aflatoxine B1 (AFB1) est une mycotoxine contaminant de nombreux substrats agricoles, notamment les céréales, arachides, pistaches, graines de coton et autres fruits secs. Elle est génotoxique, agit comme un initiateur de la cancérogenèse et elle est classée par le CIRC (Centre International de Recherche sur le Cancer) dans le groupe I des molécules carcinogènes pour les hommes et les animaux. Cette toxine est produite par des espèces fongiques appartenant essentiellement au genre Aspergillus et à la section Flavi ; A. flavus étant l’espèce la plus préoccupante. Cette espèce peut se développer à la fois au champ ou lors du stockage des matières premières après récolte. Plusieurs études montrent qu’un grand nombre de denrées alimentaires destinées à l’alimentation humaine et animale sont contaminées par les aflatoxines mettant en évidence la faible efficacité ou l’insuffisance des stratégies actuelles utilisées pour la maîtrise de cette contamination. L’objectif principal de cette étude est le développement d’une stratégie alternative basée sur l’utilisation de produits naturels et visant à réduire la production de la toxine par les moisissures aflatoxinogènes. Grâce à l’élaboration d’un outil moléculaire regroupant un ensemble de gènes impliqués directement ou indirectement dans la biosynthèse de l’AFB1, ce travail permet de mieux comprendre le mécanisme d’action moléculaire de composés anti-aflatoxinogènes. Des extraits aqueux de plantes méditerranéennes ont été testés pour leur efficacité à inhiber l’aflatoxinogénèse. Ainsi, l’extrait aqueux d’hysope, Micomeria graeca, présente des propriétés anti-aflatoxinogènes importantes sans modification de la croissance fongique. Son effet inhibiteur sur plusieurs souches productrices d’aflatoxines ainsi que son mécanisme d’action ont été caractérisés. Ce dernier semble impliquer des gènes pivots dans la régulation des métabolismes fongiques primaire et secondaire ainsi que des voies impliquées dans la réponse cellulaire au stress oxydatif. Ces travaux permettent de valider l’utilisation d’extraits naturels comme stratégie alternative de lutte contre la contamination des aliments par les aflatoxines. / Aflatoxin B1 (AFB1) is a mycotoxin contaminating numerous agricultural commodities such as cereals, peanuts, pistachios, cottonseed and other dried fruits. It is a genotoxic initiating carcinogenesis and is classified by the IARC (International Agency for Research on Cancer) in the group I of molecules that are carcinogenic for humans and animals. This toxin is produced by fungal species mainly belonging to the Flavi section of the Aspergillus genus, A. flavus being the most preoccupying species. This species can develop both in the field and during storage of commodities following harvest. Several studies show that a significant number of food and feedstuffs are contaminated by aflatoxins, highlighting the feeble efficiency or the shortfall of the strategies currently used to prevent such contamination. The main objective of this study is the development of an alternative strategy based on the use of natural products and aiming the reduction of toxin production by aflatoxinogenic fungi. Through the elaboration of a molecular tool grouping a number of genes directly or indirectly linked to AFB1’s biosynthesis, this work allows a better understanding of the molecular mechanism of action of anti-aflatoxinogenic compounds. Aqueous extracts of Mediterranean plants were tested for their ability to inhibit aflatoxinogenesis. Thus, hyssop’s aqueous extract - Micomeria graeca – is shown to present significant anti-aflatoxinogenic properties without reducing fungal growth. Its inhibiting effect in other AFB1-producing species and its mechanism of action were both characterized. The latter seems to involve pivotal genes in fungal primary and secondary metabolisms as well as genes implicated in the fungal cellular response to oxidative stress. These works allocate the use of natural extracts as an alternative strategy to counteract aflatoxin contamination of food and feed.

Les virus Ebola (EBOV) et Marburg (MARV) causent des fièvres hémorragiques chez les primates, y compris l’homme. Le taux de létalité peut atteindre 90% et il n’existe ni vaccin ni traitement contre ces virus. En raison de leurs caractéristiques moléculaires communes, EBOV et MARV sont regroupés au sein de la famille des Filoviridae. Le virion est composé de 7 protéines, dont la VP24, qui joue un rôle important dans l’assemblage et la condensation des nucléocapsides, et pour EBOV, elle est également responsable de l’inhibition de la réponse à l’IFN. Des mutations dans la séquence protéique de VP24 sont impliquées dans le processus d’adaptation chez un nouvel hôte. La protéine VP24 d’EBOV est donc multifonctionnelle. Pour MARV, cette protéine ne semble pas porter les fonctions décrites pour la VP24 d’EBOV. Afin de comprendre le rôle de la VP24 de MARV, nous avons identifié ses partenaires cellulaires par un crible double-hybride en levures. Nous avons mis en évidence l’interaction entre Keap1 et la VP24 de MARV, et confirmé ce résultat en cellules mammifères. Keap1 est une protéine impliquée dans le contrôle de la réponse au stress oxydatif, car elle inhibe le facteur de transcription Nrf2, qui régule l’expression d’enzymes impliquées dans la réduction des ERO. Nos résultats montrent que le domaine de Keap1 liant la VP24 est le même que celui liant Nrf2, et que la VP24 de MARV active Nrf2 pour la synthèse de molécules anti-oxydantes. Nous avons enfin évalué l’impact de la VP24 de MARV sur ERR, une autre cible de Keap1, et mesuré l’activité Nrf2 au cours de l’infection par EBOV. Nos résultats montrent des effets opposés des VP24 d’ EBOV et de MARV sur l’activité de Nrf2. / Ebola (EBOV) and Marburgvirus (MARV) are responsible for severe hemorrhagic syndrome in primates, including humans. The lethality rate can reach 90%, and no vaccine or treatment is available to counteract these diseases. EBOV and MARV have similar genomic organization and thus are placed in a distinct family, Filoviridae. VP24 is one of the 7 structural proteins which form the virion and has been shown to play an important role in assembly and condensation of viral nucleocapsids. VP24 of EBOV is responsible for prevention of cellular response to IFN. Mutations in EBOV VP24 gene are necessary for the adaptation to a new host. EBOV VP24 thus acts as a multifunctional factor. Available data suggest that MARV VP24 is not implicated in either the counteraction of IFN response, or in the adaptation process. In order to discover new functions for VP24 of MARV, we searched for its interaction with cellular proteins, using a yeast-double hybrid approach. We discovered an interaction between MARV VP24 and Keap1 protein and further confirmed this interaction in mammalian cells. Keap1 is a cellular protein involved in intracellular detection of Reactive Oxygen Species (ROS) and in the control of oxidative stress response. It inhibits the Nrf2 transcription factor, which regulates expression of antioxidant enzymes. Our results indicate that Keap1 binding domain for VP24 is the same as the one involved in Nrf2 binding, resulting in activation of transcriptional activity of Nrf2. Impact of MARV VP24 on ERRa, another target of Keap1, was also measured, as well as Nrf2 activity during EBOV infection. Our results showed that VP24 of EBOV and MARV have opposite effect on Nrf2 activity.

Une large part de la composante génétique du risque de cancer du sein est encore inexpliquée. J'ai ainsi étudié dans quelle mesure les variants observés sur le génome mitochondrial pourraient en partie expliquer ce risque. En effet la mitochondrie, en tant que source d'énergie cellulaire, est un organite impliqué dans la synthèse des espèces oxygénées réactives ou radicaux libres, éléments contribuant à l'instabilité génomique et au développement tumoral. Un premier axe de recherche m'a conduit à étudier une interaction potentielle entre des variants du génome mitochondrial et du génome nucléaire, en conjonction avec la consommation d'alcool. J'ai ensuite analysé les haplogroupes mitochondriaux peuvent être considérés en tant que potentiels modificateurs de l'association entre le risque de cancer du sein et les mutations causales portées par les gènes BRCA1 et BRCA2. L'haplogroupe T1a1 a été identifié comme modificateur du risque conféré par les mutations pathogènes localisées sur le gène BRCA2. Enfin, j'ai caractérisé par séquençage à haut débit le génome mitochondrial de 436 femmes ayant un cancer du sein et de forts antécédents familiaux, mais n'étant porteuses d'aucune mutation causale sur BRCA1 et BRCA2. Plusieurs variants ont été prédits comme dommageables. Deux gènes en particulier MT-ATP6 et MT-CYB, sont spécifiquement enrichis à la fois en nombre de variants portés, et de par le nombre d'individus porteurs de ces variants dans notre étude. L'ensemble du travail réalisé a ainsi contribué à enrichir les connaissances sur les potentielles associations entre les variations du génome mitochondrial et le risque du cancer du sein / A large part of the genetic component of breast cancer risk (BCR) is still unexplained. Therefore I studied if variants of the mitochondrial genome (mtDNA) might explain a part of this risk. In fact, mitochondria is the main source of reactive oxygen species (ROS), which contribute to genomic instability and tumor development. As a first axis of research, I studied potential interactions between some nuclear and mitochondrial variants, in conjugation to alcohol consumption. Despite the large dimensions of our dataset, the lack of statistical significant interaction in our data might reveal that former published results that show such interactions were not robust. I also studied if mitochondrial haplogroups could be considered as modificators of known association between BCR and pathogenic mutations in the BRCA1/2 genes. I identified haplogroup T1a1 such as modificator for individuals carrying a mutated BRCA2. Finally, I characterized by NGS mitochondrial genome of women diagnosed for a familial breast cancer, but tested negative for known pathogenic BRCA1/2 mutations. Several variants were identified as potentially damaging. Two genes, MT-ATP6 and MT-CYB are specifically enriched both in terms of distinct variants and in the number of individuals carrying these variants. They are both essential structural components of the mitochondrial respiratory chain, the main ROS production source in the cell. All these analyses contribute to enrich the knowledge about associations between BCR and variability of mtDNA, by integrating questions linked to interactions between genomic variants, environmental exposure, and effect modifications related to mitochondrial haplogroups

Les maladies d’Alzheimer et de Parkinson (MA et MP) sont des maladies neurodégénératives entrainant une diminution des fonctions cognitives et locomotrices et toujours dépourvues de traitements curatifs. La consommation d’huile d’olive et des polyphénols qu’elle contient atténuerait la survenue des démences telles qu’observées dans la MA ou la MP. À ce jour, ces composés phénoliques ont été étudiés de manière isolée afin de caractériser leur réactivité vis à vis des radicaux et leurs effets biologiques, mais les concentrations utilisées (5–100 µM) sont supérieures aux concentrations retrouvées dans le plasma (0.5-2,8 ng/ml). Jusqu’à présent, aucune étude n’a observé les effets de ces composés combinés, alors que l’oleuropéine et le tyrosol, des composés phénoliques parmi les plus abondants dans l’huile d’olive et que l’acide p-coumarique, un dérivé d’acide hydroxycinnamique, sont connus pour leurs activités antioxydantes et leur biodisponibilité. Dans un contexte cellulaire, les composés phénoliques agissent à travers leurs capacités de donneurs d’atomes d’hydrogène et/ou d’électrons, et impactent la régulation des défenses antioxydante. En conditions oxydatives, ils peuvent subir des modifications structurelles et mener à de nouveaux composés. L’impact cellulaire de ces derniers est encore peu étudié, car leur devenir dans le contexte d’un métabolisme oxydatif reste obscur. L’étude des métabolites issus de l’oxydation des composés phénoliques est donc d’une réelle importance afin d’approfondir les connaissances sur leurs mécanismes d’actions au niveau biologique. Nous avons émis l’hypothèse que la combinaison de l’oleuropéine, du tyrosol et de l’acide p-coumarique potentialise leurs effets neuroprotecteurs à travers leurs capacités de donneurs d’électrons et en lien avec la production des métabolites associés. Ce propose une approche pluridisciplinaire intégrant des composantes biologiques et des questions relevant de la physico-chimie, en s’appuyant sur des outils électrochimiques. En premier lieu, nous avons démontré que l’association de ces trois composés (Mix 1) permettait de potentialiser leurs effets neuroprotecteurs avec concentrations efficaces à 0.1 et 1µM, contrairement aux concentrations neuroprotectrices lorsque ces composés sont utilisés individuellement (5 à 10 fois plus élevées). Le Mix1 augmente la réactivité des composés phénoliques vis-à-vis d’espèces réactives de l’oxygène et permet une diminution de leur génération intracellulaire. Cette neuroprotection semble en partie médiée par une régulation des facteurs de régulation rédox endogènes. Dans un second temps, nous avons comparé le comportement en conditions oxydatives acellulaires de l’oleuropéine, du tyrosol et de l’acide p-coumarique individuellement et dans le Mix1. L’analyse en LC-MS2 des composés stables issus de l’oxydation du Mix 1 a montré une diminution des taux d’oxydation relatifs de chacun des composés, ainsi que la détection de trois néocomposés spécifiques de l’oxydation du Mix1. De plus, un effet neuroprotecteur significatif du Mix1 oxydé a été observé dès 1 et 5 nM, ce qui soutient l’hypothèse que les produits issus de l’oxydation des composés phénoliques peuvent participer aux effets biologiques des composés natifs. Notre troisième objectif était d’évaluer si les composés issus de l’oxydation des composés phénoliques pouvaient être générés dans un système biologique. L’analyse en LC-HRMS des extraits de cellules neuronales traitées avec le Mix1 en conditions oxydatives a révélé que ces composés étaient toujours présents sous leurs formes natives dans les cellules après plusieurs heures de traitement. Ce projet multidisciplinaire a permis d’observer les effets des composés phénoliques sous plusieurs angles. Il confirme qu’un effet neuroprotecteur de composés issus de l’oxydation est possible et ouvre la voie à de nouvelles approches pour le développement de formulations efficaces pour limiter le stress oxydatif au niveau cérébral. / Alzheimer and Parkinson diseases (AD and PD) are neurodegenerative disorders leading to cognitive function decline and curative treatments are still missing. Olive oil and related phenolic compounds consumption could prevent or slow down cognitive decline through neuronal preservation. Indeed, they have direct antioxidant properties as electrons or H-atom donors, which are largely suspected of being responsible for their biological effects, but also of some indirect properties as modulators of endogenous antioxidant defenses. The secoiridoid oleuropein and the monophenols tyrosol and p-coumaric acid have shown abilities to counteract oxidative injuries and associated neuronal death in several cellular and in vivo models. However, the basic mechanisms of action of phenolic compounds remain to be elucidated. In fact, phenolic compounds are highly sensitive to oxidative modifications and could be transformed into new compounds in an oxidative context. Cellular impacts of these products are rarely considered, probably because their intracellular detection is a great challenge and remain an important field to explore. Moreover, oleuropein, tyrosol and p-coumaric were individually evaluated in order to characterize their own reactivity towards ROS and their biological properties. However, the concentration ranges used to observe neuroprotection in cellular models (5 – 100 µM) were far from the possibly recovered phenolic concentration in plasma (0.5 - 2,8 ng /ml of plasma). To observe an effect with concentration range closer to the physiological ones, several antioxidant combinations could be proposed. Nevertheless, despite the biological promises of phenolic compounds from olive oil, studies which combined some of the most abundant phenolic compounds in the neuroprotection field is still missing. We thus hypothesized that the combination of oleuropein, tyrosol and p-coumaric acid in equimolar proportion (Mix 1) could potentiated their ROS scavenging and neuroprotective properties to counteract oxidative stress-induced neuronal death. These effects could be in part due to their oxidized metabolites. First, we demonstrated that the association of these three phenolic compounds potentiated their neuroprotective effects with efficient concentrations at 0.1 and 1µM, contrary to concentration ranges when there are used individually (5 to 10 higher). The Mix1 increase the reactivity of phenolic compounds towards ROS and decreases their intracellular production. These neuroprotective properties seems, at least in part, lead by a regulation of the endogenous redox factors. Then, we compared the behavior of Oleuropein, tyrosol and p-coumaric acid individually and in the Mix1 under acellular oxidative conditions. The oxidized Mix1 LC-ESI-MS2 profiles showed a regeneration of oleuropein through a decrease of the phenolic compounds oxidation rate and highlight the presence of specific oxidized products in Mix 1. This study also showed a significant neuroprotection of oxidized Ole and oxidized Mix1 with very low concentrations (1 and 5 nM), suggesting the putative relevant role of oxidized Ole products to protect or delay neuronal death. Our third objective was to evaluate if these oxidized metabolites could be produced in a biological system. Even under oxidative conditions, we recovered these compounds in cellular extracts under their native forms after few hours of treatments, attesting their accumulation in neuronal cells. Taking together, our results pointed out the relevance to study the phenolic compounds from a chemical and a biological point of view, which should always be as cellular redox reactions are between biological and chemical fields. Lastly, we confirmed the significance to take into account the oxidized metabolites from phenolic compounds to deeper understand their biological properties.