Le virus d'Epstein-Barr (EBV) est un herpèsvirus humain qui infecte plus de 90% de la population généralement de façon bénigne et asymptomatique. Cependant, de nombreuses données démontrent que ce virus peut également contribuer à certains processus de cancérisation. En effet, l'EBV est associé à de nombreuses pathologies malignes telles que le lymphome de Burkitt, le lymphome hodgkinien et le carcinome du nasopharynx. Dans la grande majorité de ces cancers associées à ce virus, l'EBV exprime un programme de latence de type II durant lequel la protéine LMP1 est exprimée. Elle est décrite comme l'oncogène majeur de l'EBV car son expression est nécessaire à la survie et à la prolifération des lignées transformées in vitro. Cette protéine membranaire est fonctionnellement apparentée aux membres de la famille des récepteurs du TNF. LMP1 est constitutivement active et son expression conduit à l'activation de voies de signalisation telles que les voies NF-κB, PI3K et des MAPK. L'activation de ces voies de signalisation cellulaire confère à LMP1 des propriétés oncogéniques, cependant, des effets toxiques liés à son expression ont également été décrits. Effectivement, LMP1 est capable d'induire l'apoptose dans différents types cellulaires. Dans ce contexte, nous avons d'abord développé et caractérisé, des variants dérivés de LMP1 constitués de sa partie C-terminale signalisatrice, complète ou partielle, fusionnée à la protéine GFP. Nous montrons que ces variants sont capables de séquestrer les protéines adaptatrices se fixant à LMP1 ou au récepteur TNFR1, et d'inhiber le signal et les phénotypes induits par ces derniers. Ces protéines à effet dominant négatif peuvent ainsi contrecarrer les effets transformants de LMP1 dans des modèles de latence II et III. Ces dominants négatifs peuvent aussi inhiber l'activation du TNFR1 et les phénotypes qui en découlent. Puis, nous avons étudié les propriétés de LMP1 en dehors d'un contexte infectieux et son rôle dans la transformation épithéliale. Nous démontrons que LMP1 induit la mort des cellules épithéliales MDCK mais certaines cellules outrepassent ses effets cytotoxiques générant des lignées qui expriment stablement LMP1 et dans lesquelles cet oncogène viral favorise la survie et exacerbe les phénotypes induits par le facteur de croissance HGF. Le caractère ambivalent de LMP1 pourrait limiter le pouvoir oncogène de l'EBV mais en contrepartie favoriser l'émergence de cellules résistantes à l'apoptose et capables de répondre de façon accrue à des facteurs de croissance. Nos travaux ont permis de mieux comprendre la dualité fonctionnelle de LMP1, d'une part ses effets oncogènes favorisant la survie cellulaire et d'autre part ses propriétés pro-apoptotiques, induites directement ou révélées suite à son inhibition, limitant la tumorigenèse. La caractérisation des mécanismes moléculaires impliquant LMP1 pourrait ainsi participer à la définition de potentielles stratégies thérapeutiques pour le traitement de cancers associés à l'EBV et où LMP1 est exprimée.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La production inductrielle de ferments nécessite une étape de stabilisation qui affecte la qualité des cellules. Ce phénomène étroitement lié à l’espèce, voire à la souche bactérienne considérée, dépend également des conditions mises en œuvre lors de la conduite du procédé de production. Dans ce contexte, ce travail de thèse vise à améliorer les performances de Lactobacillus buchneri R1102 et Bifidobacteium longum R0175 à la lyophilisation et au stockage, et à identifier les réponses physiologiques associées.Dans une première partie, l’effet du temps de récolte sur les caractéristiques membranaires et les performances industrielles de Lb. Buchneri R1102 et B. lolngum R0175 a été anlysé. Une récolte en phase stationnaire conduit à une meilleure tolérance au cours de la congélation pour B. longum R0175 mais ne permet pas de maintenir une activité acidifiante élevée pour Lb. Buchneri R1102. Ces résultats sont reliés à une rigidificatioin de la membrane et à une augmentation de la proportion en acides gras saturés et cycliques en phase stationnaire de croissance.Dans une deuxième étape, les cellules de Lb. Buchneri R1102 ont été soumises à différentes conditions de stress osmotique. Un stress osmotique avec du KCl 0.1 M augmente la survie au cours de la lyophilisation mais ne modifie les caractéristiques membranaires des cellules. Un ajout de KCl 0.6 M en début de fermentation améliore la survie au cours du stockage à l’état lyophilisé. Ce phénomène est expliqué par une rigidification de la membrane lié à une augmentation de la concentration en acides gras cycliques et à une accumulation de bétaïne intracellulaire.Dans une troisème partie, l’effet de différentes atmosphères de culture sur l’état physiologique et les performances de Lb. Buchneri R1102 et B. longum R0175 a été étudié.Pour Lb. Buchneri R1102, l’apport d’air accélère significativement la croissance et la concentration bactérienne (air à 1.2 vvm) en fluidifiant les membranes cellulaires et en orientant le flux métabolique vers la production d’acétate. A l’inverse, l’apport d’azote ou d’un mélange de gaz N2H2 allonge les fermentations en diminuant le potentiel d’oxydoréduction. Enfin, l’apport des gaz air, N2 et N2H2 dégrade l’activité acidifiante de Lb. Buchneri R1102 mais augmente sa survie au cours du stockage, en lien avec des modifications de composition an acides gras et de synthèse protéique. Pour B. longum R0175, une concentration cellulaire plus élevée est obtenue lorsqu’un bullage N2 ou N2CO2 est effectué en début de culture. L’activité acidifiante des ferments est préservée au cours du procédé pour toutes les conditions testées, en lien avec une augmentation de la proportion d’acides gras insaturés et cycliques, mais sans variation de fluidité membranaire.Enfin, une meilleure survie cellulaire est obtenue lorsque les cellules sont cultivées avec du N2CO2 pendant toute la fermentation.Ce travail se conclut par la validation, à l’échelle pilote, des conditions conduisant à une amélioration de la stabilité biologique des ferments lyophilisés, tout en préservant les performances des fermentations. / Industrial starter’s production requires a stabilization step that affects the quality of the cells. This phenomenon is closely linked to the used species and strains, and depends on the procedures applied during the production process. In this context, this thesis aims at improving the performances of Lactobacillus buchneri R1102 and Bifidobacterium longum R0175 during freeze-drying and storage, and to identify the corresponding physiological responses.In the first part of this work, the effect of the harvesting time on membrane characteristics and industrial performances of Lb. buchneri R1102 and B. longum R0175 has been analyzed. Harvesting the cells in stationary phase led to a better tolerance during freezing of B. longum R0175 but did not allow the maintenance of elevated acidification activity for Lb. buchneri R1102. These results have been related to a rigidification of the membrane and to an increase of the proportion of saturated and cyclic fatty acids in cellular membranes of cells recovered in stationary growth phase.In a second step, cells of Lb. buchneri R1102 have been submitted to different conditions of osmotic stress in order to improve their performances. An osmotic stress with 0.1 M KCl increased the cells survival during freeze-drying, without changing their membrane characteristics. In addition, adding 0.6 M KCl in the beginning of the fermentation improved the survival during storage on freeze-dried form. This phenomenon was explained by a rigidification of the membrane that was linked to an increase of cyclic fatty acids content and intracellular betaine concentration.The third part was devoted to the study of the effect of various gaseous atmospheres during the cultures, on the physiological state and the performances of Lb. buchneri R1102 and B. longum R0175. For Lb. buchneri R1102, aeration (air at 1.2 vvm) significantly accelerated the growth and the final cell concentration by increasing membrane fluidity and by directing metabolic flux towards acetate production. Conversely, adding nitrogen or the gas mixture N2H2 delayed the fermentations by decreasing redox potential. Lastly, injecting different gases (air, N2, N2H2) decreased acidification activity Lb. buchneri R1102 but increased its survival during storage, as a result of modifications of fatty acids composition and proteins synthesis. For B. longum R0175, a higher cell concentration was obtained when the culture medium was bubbled with N2 or N2CO2 at the beginning of the fermentation. In addition, acidification activity of these starters was well maintained for all tested conditions, which was linked to an increase of unsaturated and cyclic fatty acids proportion, but without any change in membrane fluidity. Lastly, a better cell survival was obtained for cells grown with N2CO2 all along the fermentation.Finally, this work is concluded finish with the validation, at pilot scale, of the conditions leading to an improvement of the biological stability of freeze-dried starters, while maintaining their performances during fermentation.

Le CD40 ligand (CD40L) est un régulateur important de la réponse immunitaire et un contributeur clé dans les maladies auto-immunes. Nous avons rapporté précédemment que le CD40L se liait à l’intégrine α5β1, toutefois, les conséquences fonctionnelles de cette interaction demeurent inconnues. Les lymphocytes T sont au centre de la pathogénèse des maladies auto-immunes. Ils expriment, lors de celles-ci, des quantités aberrantes d’intégrines β1 faisant en sorte que la liaison CD40L/α5β1 pourrait être d’une haute importance dans les réponses inflammatoires. Dans cette étude, nous avons démontré que la forme soluble du CD40L (sCD40L) se liait aux lymphocytes T primaires ainsi qu’aux cellules Jurkat E6.1 et ce, dépendamment de l’intégrine α5β1. L’interaction du CD40L avec l’α5β1 lymphocytaire a induit l’activation des voies anti-apoptotiques dont les MAPKs (les protéines kinases mitogène activée) et les PI3 kinases (PI3K). La liaison du sCD40L à l’α5β1 n’a pas induit son changement structural ni son adhésion à la FN (fibronectine). Ceci pourrait avoir des conséquences directes sur la survie des cellules T lors de la progression des maladies inflammatoires. Ces résultats soulignent l’impact de l’interaction CD40L/α5β1 sur la fonction biologique des lymphocytes T et ils pourraient expliquer leur survie et leur persistance au niveau des sites d’inflammations durant les maladies auto- immunes. / CD40 ligand (CD40L) is a critical regulator of the immune response and a key contributor to autoimmune diseases. We have previously reported that CD40L binds to α5β1, albeit the functional consequences of this interaction remain elusive. T cells are central to the pathogenesis of autoimmune diseases and express high levels of β1 integrins in disease conditions, making the CD40L/α5β1 interaction a potential axis of significant importance in inflammatory complications. Here, we show that soluble CD40L (sCD40L) binds to freshly isolated primary T cells and to Jurkat E6.1 T cells in a α5β1-dependant manner. This leads to the activation of key survival proteins, including the mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and the Akt PI3 kinase (PI3K). Binding of sCD40L to α5β1 does not induce its conformational change nor allow adherence to fibronectin. These results highlight the impact of the CD40L/α5β1 interaction in T-cell function and may explain the link between sCD40L and T-cell survival and persistence in inflammatory diseases.

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Depuis plus d'un siècle que les rayons X ont été découverts, les effets biologiques des radiations ionisantes ne sont pas encore entièrement expliqués. Pourtant, une description précise et la modélisation mathématique des événements physico-chimiques, moléculaires et cellulaires contribueraient significativement à l'effet des risques liés à une irradiation. Le groupe de Radiobiologie de l'UMR1052 Inserm (Lyon) a accumulé un nombre considérable de données sur la radiosensibilité individuelle et la réparation des dommages radioinduits de l'ADN qui nous permettent aujourd'hui de valider des modèles nouveaux qui sont souvent en contradiction avec les paradigmes actuels. En particulier, alors que les cassures double-brin de l'ADN semblent être les dommages clés de la létalité cellulaire, aucun protocole ni biomarqueur n'est considéré comme prédictif de la radiosensibilité. Le but de la thèse a donc été de déterminer les paramètres précis qui peuvent prédire la réponse aux radiations. Un grand nombre de protéines se relocalisent sous forme de foci nucléaire autour des sites de CDB. Dans une première étape, nous avons pu proposer une formule générale qui lie induction, reconnaissance et réparation des CDB, valable pour toutes les protéines relocalisantes après irradiation. Cette formule a été appelée « Formule de Bodgi ». La validité de cette formule a pu être vérifiée sur différents biomarqueurs et sur différents types de cellules de patients montrant des radiosensibilités différentes. Dans une deuxième étape, nous avons pu modéliser le processus de transit cytonucléaire de la protéine ATM. Nous avons pu alors apporter une interprétation nouvelle et cohérente des paramètres α et β du modèle linéaire-quadratique qui décrit la relation entre la dose de radiation et la survie cellulaire. Notre théorie s'est avérée également utile pour expliquer certaines autres énigmes de la radiobiologie, notamment le phénomène d'hypersensibilité aux faibles doses / More than a century after the discovery of X-rays, the biological effects of ionizing radiation are still not entirely explained. Nevertheless, a relevant description and a mathematical model of the physico-chemical, molecular and cellular events would significantly contribute to the evaluation of the related risks. The Radiobiology Group of the UMR1052 Inserm Unit (Lyon) has collected a considerable number of data concerning individual radiosensitivity and DNA damage repair, which allows us today to validate actual modeling approaches that are often contradicting actual paradigms. Particularly, while the DNA double-strand breaks (DSB) appear to be the key-damages of cell lethality, there is still no experimental protocol or biomarker that is considered to be predictive for radiosensitivity. The purpose of this thesis was to determine the precise parameters that can predict the response to radiation. An important number of proteins relocalize as nuclear foci in the DSB sites. As a first step, we proposed a general formula that links the DSB induction, recognition and repair, valid for all the relocalized proteins after irradiation. We called this formula the ‘’Bodgi’s formula’’. The validity of this model was verified with different biomarkers, but also on different cell types from patients showing different radiosensitivity. In a second step, we proposed a model for the whole process of the nucleo-shuttling of the ATM protein that occurs after irradiation. We provided a novel and coherent interpretation of the α and β parameters of the linear-quadratic model that describes the relation between radiation dose and cell survival. Our theory was also shown to be useful in explaining some other enigmas of radiobiology, including the hypersensitivity to lowdose phenomena

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La radiothérapie anticancéreuse repose sur trois grands principes: 1) restriction anatomique de l'irradiation ; 2) fractionnement temporel du traitement; 3) traitement de tissus plus sensibles aux rayonnements que les tissus sains environnants. Sous ces principes se cache un idéal: celui de déposer plus d'énergie de rayons X (RX) dans les tumeurs, en préservant les tissus sains adjacents. Objectif difficile à atteindre puisqu'une des causes d'échec de ce traitement est la poursuite de l'évolution tumorale. Le rayonnement synchrotron pourrait-il être plus efficace? Les variations des coefficients d'interactions rayonnement-matière, en fonction de l'énergie des RX et du numéro atomique du matériau, montrent que certaines énergies et certains matériaux sont préférables pour obtenir un maximum d'interactions et d'énergie déposée. Le rayonnement synchrotron permet de sélectionner précisément ces énergies, grâce à sa très grande intensité. Ses caractéristiques spectrales (énergie des RX entre 10 et 100 keV) permettent de déclencher l'effet photoélectrique, avec un maximum de probabilité, sur des éléments lourds introduits au voisinage de cellules tumorales. Il a été montré que: 1) la tomodensitométrie par rayonnement synchrotron est une technique d'imagerie quantitative, potentiellement puissante pour la radiothérapie car elle assure in vivo la mesure de la concentration intratumorale d'agent de contraste (I ou Gd); 2) en présence d'agent de contraste iodé l'effet létal des RX sur la survie cellulaire est augmenté et le gain de radiosensibilisation dépend de l'énergie des RX; 3) à l'échelle cellulaire, la létalité de l'irradiation peut être encore optimisée en transportant des atomes lourds (I, Pt) au cœur de l'ADN, cible biologique de l'irradiation. Ce renforcement de l'efficacité létale des RX de basses énergies, grâce à une interaction physique ciblée sur un agent pharmacologique, est un concept original en radiothérapie anticancéreuse.

Le cerveau des mammifères abrite deux régions spécifiques où la neurogenèse adulte ne cesse pas après l'embryogenèse, mais persiste dans le cerveau postnatal et adulte. Ces deux régions sont la zone sous-granulaire du gyrus denté de l’hippocampe et la zone sous-ventriculaire (SVZ) des ventricules latéraux.Dans la SVZ, des cellules souches neurales génèrent des neuroblastes qui migrent jusqu’au bulbe olfactif (OB) pour coloniser les couches granulaires et glomérulaires et se différencier en différent types d’interneurones dont une petite fraction sont des interneurones dopaminergiques. La découverte de la neurogenèse postnatale et adultes a changé le point de vue de la plasticité du cerveau remarquable et ouvre de nouvelles perspectives pour la thérapie des maladies neurodégénératives. Etant donné que dans la maladie de Parkinson les symptômes moteurs principaux sont causés par la dénervation dopaminergique du striatum, la compréhension de la génération et de la différenciation des neurones dopaminergiques bulbaires a reçu une attention particulière au vu de leur intérêt potentiel pour la thérapie cellulaire. Dans ce contexte, le neuromédiateur dopamine lui-même a été suggéré d'influencer la neurogenèse olfactive et la spécification des interneurones dopaminergique.Dans ma thèse, j'ai analysé l’influence de l’innervation dopaminergique issue du mésencéphale sur la neurogenèse et le destin cellulaire des précurseurs de la SVZ. J'ai combiné un modèle 6-OHDA de dénervation dopaminergique chez la souris postnatale avec l’électroporation in vivo du ventricule latéral pour marquer spécifiquement les progéniteurs latéraux et dorsaux et suivre leur destin dans le OB. / In the postnatal and adult mammalian brain neurogenesis persists in the subgranular zone of the hippocampal dentate gyrus and the subventricular zone (SVZ). In the SVZ slowly dividing stem cells give rise to neuroblasts that migrate to the olfactory bulb (OB) where they reach the granule and glomerular cell layer of the OB and differentiate into different interneuron subtypes including a small fraction of dopaminergic interneurons. The discovery of postnatal and adult neurogenesis has changed the view of the plasticity of the brain remarkably and raised the hope for new therapeutical approaches in the field of neurodegenerative diseases. Since in Parkinson’s disease the main motor symptoms are caused by the dopaminergic denervation of the striatum adjacent to SVZ, the understanding of the generation and differentiation of OB dopaminergic neurons has received special attention. Interestingly, the neurotransmitter dopamine itself has been suggested to influence olfactory bulb neurogenesis via direct innervation of SVZ by midbrain dopaminergic neurons. However, data on this topic have been contradictory. In this study, I investigated how dopaminergic innervation influences SVZ neurogenesis and the fate of SVZ progenitors. I combined a 6-OHDA model of dopaminergic denervation in postnatal mice with in vivo forebrain electroporation to specifically label lateral and dorsal SVZ progenitors and to follow their fate in the olfactory bulb.

Le CD154, est une glycoprotéine transmembranaire de type II appartenant à la famille des TNF (tumor necrosis factor). Il est exprimé de façon inductible et transitoire sur plusieurs types cellulaires. Il existe deux formes du CD154, membranaire (mCD154) et soluble (sCD154) qui forment une structure trimérique biologiquement active. Le CD154 a été initialement identifié pour son rôle important dans la réponse humorale thymodépendante suite à sa liaison avec son récepteur, le CD40. Il a été démontré par la suite, que le CD154 joue un rôle dans différentes réponses inflammatoires dont certaines peuvent conduire à des processus pathogènes de maladies inflammatoires chroniques et auto-immunes. Depuis quelques années, des études ont montré que les intégrines αIIbβ3, αMβ2, αvβ3 et α5β1 sont de nouveaux récepteurs pour le CD154. Elles jouent un rôle important dans le contrôle de nombreux processus cellulaires tels que la prolifération et l’apoptose cellulaire. Cependant, le rôle biologique de l’interaction du CD154 avec ses récepteurs nouvellement identifiés reste peu étudié. Les cellules T sont des cellules clés de la réponse immunitaire, leur survie et leur persistance constituent unesignature caractéristique de nombreuses maladies inflammatoires et auto-immunes. Lors de ces dernières, les cellules T expriment des niveaux élevés d’intégrines β1. Étant donné le rôle attribué aux intégrines et en particulier aux intégrines β1, dans l'inhibition des événements apoptotiques dans les cellules T, nous étions intéressés d’étudier le rôle de l'interaction CD154 / α5β1 dans la promotion de la survie des cellules T. Dans cette étude, nous avons démontré que le sCD154 est capable de se lier spécifiquement à lʼintégrine α5β1 exprimée par les cellules T, et que cette interaction inhibe l'apoptose cellulaire induite par Fas dans les lignées de cellules T suite à lʼinhibition du clivage de la caspase-8. Nous avons également montré que lʼeffet anti-apoptotique induit par l’axe CD154/α5β1 nʼétait pas restreint au Fas seulement, mais était généralisé aux autres récepteurs de mort de la famille des TNF tel que le TRAIL et le TNF. Plus intéressant encore, nos résultats ont montré que la pré-incubation avec le sCD154 des cellules humaines T CD3+ , protège ces dernières de la mort induite par Fas. Enfin, nous avons montré que comme le sCD154, le mCD154 était capable dʼinhiber la mort induite via les différents récepteurs de mort Fas, TRAIL et TNF, mais seulement par un mécanisme cis-dépendant lorsque le CD154 et lʼintégrine α5β1 sont exprimés à la surface d’une même cellule. Ces résultats soulignent l’importance de l'interaction CD154/α5β1 dans la survie des cellules T et de ce fait, dans leurs rôles biologiques. Cette nouvelle observation inculpe davantage le CD154 et ses récepteurs les intégrines dans l’initiation, mais également dans la progression et la persistance des pathologies inflammatoires et auto-immunes en particulier. L'inhibition spécifique de cet axe peut représenter une cible thérapeutique potentielle dans le traitement des pathologies. / CD154 is a type II glycoprotein belonging to the tumor necrosis factors (TNF). It’s expressed in a transitory way on different cell types. There are two forms of CD154, membrane (mCD154) and soluble (sCD154). Both form are biologically active trimeric structure. CD154 has been identified on its role in the thymus dependent humoral response following its binding with its CD40 receptor. It has subsequently been shown that CD154 plays a role in various inflammatory responses, some of which may lead to pathogenic processes of chronic inflammatory and autoimmune diseases. Recently, studies have shown that other αIIbβ3, αMβ2, αvβ3 and α5β1 receptors belonging to the integrin family could interact with CD154. They play an important role in the control of many cellular processes such as cell proliferation and apoptosis. However, the biological role of the interaction of CD154 with its newly identified receptors remains poorly studied. T lymphocytes are key cells in the immune response. Their survival and persistence is a characteristic signature of numerous inflammatory and autoimmune diseases. In these latter, T cells express high levels of β1 integrins. Given the role attributed to integrins and in particular to β1 integrins in the inhibition of apoptotic events in T cells, we were very interested in studying the role of the CD154 / α5β1 interaction in promoting T cell survival. In this study we have demonstrated that sCD154 is able to specifically bind to T-cell expressed α5β1 integrin. This interaction inhibits Fas-induced apoptosis in Jurkat E6.1 and HUT-78 T cell lines following the inhibition of cleavage of caspase-8. We have also shown that the anti-apoptotic effect induced by the CD154 / α5β1 axis was not restricted to Fas, but was generalized to other TNF-like death receptors such as TRAIL and TNF. More interestingly, our results showed that preincubation with sCD154 of previously activated human T CD3+ cells, protects them from Fas-induced death. Finally, we have shown that, like sCD154, mCD154 was able to inhibit death induced by the different death receptors Fas, TRAIL and TNF, but only by a cis-dependent mechanism when CD154 and α5β1 are expressed at the same time surface of the same cells. These results enhance the importance of the CD154 / α5β1 interaction in the survival of T cells and thus in their biological roles. This new observation further induces CD154 and its integrin receptors in initiation, but also in the progression and persistence of inflammatory and autoimmune pathologies, in particular. The specific inhibition of this axis may represent a potential therapeutic target in the treatment of pathologies.