L'obésité est depuis quelques années reconnue comme un des fléaux du XXIe siècle en affectant environ 10% de la population adulte mondiale. Le passage de l'obésité au stade de pandémie est le résultat de multiples facteurs dont une mauvaise hygiène alimentaire et une sédentarité croissante. La découverte récente de l'existence d'un état inflammatoire chronique au cours de l'obésité pouvant intervenir dans la physiopathologie de la maladie et de ses nombreuses complications fait aujourd'hui l'objet d'intenses investigations. Or, le tissu adipeux (TA) qui, parallèlement à son activité métabolique, possède également une activité sécrétoire intense, est un acteur majeur de ce syndrome inflammatoire. L'autotaxine (ATX), l'adiponectine et la résistine sont les médiateurs de l'inflammation sécrétés par le TA. Si le rôle de ces facteurs dans la régulation du métabolisme est bien établi, leurs effets sur d'autres organes ne sont pas toujours connus. Il est notamment intéressant d'étudier leurs effets dans le système nerveux central (SNC), les récepteurs de certains y étant présent. Dans ce contexte, nous avons dans un premier temps étudié l'effet de l'ATX sur le stress oxydant généré par le H2O2 (peroxyde d'hydrogène) et sur l'inflammation induit par le lipopolysaccharide (LPS) ou le trimethylétain (TMT) dans les cellules microgliales murines, cellules immunitaires résidentes du SNC. Nos résultats montrent pour la première fois, l'effet anti-oxydant et anti-inflammatoire de l'ATX sur les cellules microgliales. Chez la souris, le TMT affecte la région hippocampique du SNC et nous avons montré qu'il induit la production d'ATX après 5 jours d'une injection i.p. de TMT. Ce qui suggère un rôle important de l'ATX dans la régulation de l'homéostasie des microglies et du SNC ainsi que dans la neuroinflammation. L'effet du TMT sur l'inflammation produite par le TA a également été étudié et les résultats montrent que le TMT induit une réponse inflammatoire dans deux types cellulaires du TA : adipocytes et macrophages ainsi que dans le TA de souris obèse ob/ob. Ensuite, nous avons sous-cloné les ADNc de l'adiponectine et de la résistine dans des vecteurs d'expression eucaryote afin d'étudier leurs effets sur les cellules microgliales dans des conditions normales ou inflammatoires. Cette étude devrait permettre une meilleure compréhension de l'influence du TA sur le SNC et donc la relation entre l'obésité les maladies neurodégénérative afin de proposer de nouvelles approches thérapeutiques. / In the last years, Obesity has been considered a major health issue with around 10% of the world population affected. The causes of this pandemy are multiple, but include bad alimentary habits and an increasing settle way of life. The recent discovery that chronic inflammation during obesity was associated with this disease physiopathology and others complications is the center of many investigations. Adipose tissue (AT), in addition to its metabolic activity, has an intense secretory activity and is a main player in this inflammatory syndrome. Autotaxin (ATX), adiponectin and resistin are such mediators secreted by AT. These factors functions in metabolism regulation are well described, but their effects on others organs are not always known. As it has been shown that some of these factors receptors are present in the central nervous system (CNS), it is interesting to study their effects in this organ. In this context, we initially studied the effect of ATX on the oxidative stress generated by H2O2 (hydrogen peroxide) and inflammation induced by lipopolysaccharide (LPS) or trimethyltin (TMT) in murine microglial cells, resident immune cells of the CNS. Our results show for the first time, the anti-oxidant and anti-inflammatory effects of ATX in microglial cells. In mice, TMT affects hippocampal region of CNS and we showed that ATX RNA is up regulated in the hippocampus 5 days post TMT treatment. Our results suggest that ATX could be involved in the regulation of microglia homeostasis and in neuroinflammation. The effect of TMT on the inflammation produced by the AT has also been studied and the results show that TMT induces an inflammatory response in two cell types of AT: adipocytes and macrophages and in fat tissue from ob/ob mice.We then subcloned the cDNA of adiponectin and resistin in eukaryotic expression vectors to study their effects on microglial cells under normal or inflammatory conditions. This study should lead to better understanding of adipose tissue influence on the CNS and therefore the relationship between obesity and neurodegenerative diseases to develop new therapeutic approaches.

Mesure de la fonction de transfert de modulation du système optique de l'oeil. Problème de la réflexion rétinienne. Définition de la jonction.

L'obésité est depuis quelques années reconnue comme un des fléaux du XXIe siècle en affectant environ 10% de la population adulte mondiale. Le passage de l'obésité au stade de pandémie est le résultat de multiples facteurs dont une mauvaise hygiène alimentaire et une sédentarité croissante. La découverte récente de l'existence d'un état inflammatoire chronique au cours de l'obésité pouvant intervenir dans la physiopathologie de la maladie et de ses nombreuses complications fait aujourd'hui l'objet d'intenses investigations. Or, le tissu adipeux (TA) qui, parallèlement à son activité métabolique, possède également une activité sécrétoire intense, est un acteur majeur de ce syndrome inflammatoire. L'autotaxine (ATX), l'adiponectine et la résistine sont les médiateurs de l'inflammation sécrétés par le TA. Si le rôle de ces facteurs dans la régulation du métabolisme est bien établi, leurs effets sur d'autres organes ne sont pas toujours connus. Il est notamment intéressant d'étudier leurs effets dans le système nerveux central (SNC), les récepteurs de certains y étant présent. Dans ce contexte, nous avons dans un premier temps étudié l'effet de l'ATX sur le stress oxydant généré par le H2O2 (peroxyde d'hydrogène) et sur l'inflammation induit par le lipopolysaccharide (LPS) ou le trimethylétain (TMT) dans les cellules microgliales murines, cellules immunitaires résidentes du SNC. Nos résultats montrent pour la première fois, l'effet anti-oxydant et anti-inflammatoire de l'ATX sur les cellules microgliales. Chez la souris, le TMT affecte la région hippocampique du SNC et nous avons montré qu'il induit la production d'ATX après 5 jours d'une injection i.p. de TMT. Ce qui suggère un rôle important de l'ATX dans la régulation de l'homéostasie des microglies et du SNC ainsi que dans la neuroinflammation. L'effet du TMT sur l'inflammation produite par le TA a également été étudié et les résultats montrent que le TMT induit une réponse inflammatoire dans deux types cellulaires du TA : adipocytes et macrophages ainsi que dans le TA de souris obèse ob/ob. Ensuite, nous avons sous-cloné les ADNc de l'adiponectine et de la résistine dans des vecteurs d'expression eucaryote afin d'étudier leurs effets sur les cellules microgliales dans des conditions normales ou inflammatoires. Cette étude devrait permettre une meilleure compréhension de l'influence du TA sur le SNC et donc la relation entre l'obésité les maladies neurodégénérative afin de proposer de nouvelles approches thérapeutiques.

Le système nerveux est un réseau complexe qui détecte et analyse les informations. Ces informations sont transmises entre cellules grâce à des connections synaptiques et des jonctions communicantes. Ce réseau n’est pas statique et évolue au cours du développement, de l’apprentissage mais aussi durant le processus de vieillissement – naturels ou pathologiques. Comprendre le système nerveux et son fonctionnement requiert une analyse des connections synaptiques in vivo chez un animal model tel que Caenorhabditis elegans. Cependant les techniques actuellement disponibles pour C. elegans sont laborieuses, ne dépendent pas forcément d’une interaction trans-synaptique ou fixent la synapse. Par conséquent, ces approches ne permettent pas de réaliser des études de populations et dynamiques des modifications synaptiques. Dans ce manuscrit, je décris tout d’abord une nouvelle technique pour visualiser les synapses in vivo chez le vers C. elegans. Cette technique appelé iBLINC (in vivo Biotin Labeling of INtercellular Contacts) qui consiste en la biotinylation d’un peptide par une ligase d’Escherichia coli, BirA. Ces deux molécules sont fusionnées à des protéines trans-membranaires qui forment un complexe à la synapse. La biotinylation est détectée grâce à une streptavidin monomérique taguée avec un fluorophore qui est secrétée dans l’espace extracellulaire. J’ai démontré que cette technique est directionnelle et dynamique. En utilisant iBLINC pour visualiser des synapses faisant partie du circuit sensoriel de C. elegans, une évolution du nombre et de la taille des synapses a pu être observée avec l’âge. Il semblerait que ce changement soit dépendant du segment de la zone synaptique observée. Ces résultats ont été corroborés par l’observation d’une diminution du nombre de vésicules pendant le vieillissement grâce à un marqueur pré-synaptique des synapses GABAergique de la jonction neuromusculaire. Pour conclure, ce manuscrit décrit une nouvelle technique permettant d’observer les synapses chez le vers vivant et démontre une évolution naturelle du nombre de synapses et du nombre de vésicules pré-synaptiques avec l’âge. / The nervous system is a complex network that senses and processes information and is essential for the survival of both vertebrates and invertebrates as it is involved in behavior responses. Information within the network is transmitted through specialized cell-cell contacts, including synaptic connections. Importantly, the network is not static and is believed to change during development and learning, as well as during pathological or normal age-related decline. Studying the nervous system in vivo requires the use of animal models such as Caenorhabditis elegans. Understanding of behavior and development requires visualization and analysis of synaptic connectivity. However, existing methods are laborious and may not depend on trans-synaptic interactions, or otherwise ‘trap’ the synapses by fixing the connections, thus precluding dynamic studies. In order to study synaptic modifications, we developed a new transgenic approach for in vivo labeling of specific connections in C. elegans, called iBLINC (in vivo Biotin Labeling of INtercellular Contacts). iBLINC involves the biotinylation of an acceptor peptide (AP) by the Escherichia coli biotin ligase BirA. Both are fused to two interacting post- and pre-synaptic proteins, respectively. The biotinylated acceptor peptide fusion is detected by a monomer streptavidin fused to a fluorescent protein that is transgenically expressed and secreted into the extracellular space. The method is directional, bright and dynamic. Moreover it correlates well with electron micrograph reconstruction. Using this new technique to observe synapses, which are part of the thermosensory circuitry of C. elegans, during aging, we could conclude that the connection pattern varies with age and within a population. Changes of the number and size of the synapses were observed during aging. Some segments of the synaptic region seem to be more affected than others by the aging process. Those results were corroborated by using a GABAergic pre-synaptic marker which allowed us to visualize a decline of the vesicle number with aging. In summary, in this thesis I explained a new in vivo trans-synaptic method to visualize synapses in C. elegans. Then I demonstrated that a natural decline in the number of synapses as well as the number of vesicles occurs during aging.

Nos travaux ont porté sur la mise au point de synthèse de nouveaux dérivés β-substitués β-hydroxy aspartates : Inhibiteurs du transport du glutamate dans le système nerveux centrale (SNC). Ces analogues d'aspartates ont été caractérisés par différentes méthodes spectroscopiques (RMN-1H, RMN-13C et HRMS) et leur pureté énantiomérique a été confirmée par analyses HPLC chirale et des mesures de pouvoir rotatoire. Ce manuscrit est organisé en trois chapitres : la première partie présente un point bibliographique sur le système glutamatergique dans le SNC, en rappelant les différents récepteurs et transporteurs du glutamate dans ce système ainsi leurs agonistes et antagonistes spécifiques.Puis, nous avons décrit un aperçu sur les différentes synthèses de dérivés aspartates β-substitués et leurs activités inhibitrices vers les transporteurs du Glu dans le SNC.Afin d'avoir une grande diversité dans la structure les dérivés β-substitués β-hydroxy aspartates et réduire le temps de préparation et le nombre d'étapes de synthèse, nous avons développé dans la troisième partie de ce manuscrit deux stratégies originales et récentes pour préparer des dérivés -substitués -hydroxy aspartates via une aminohydroxylation asymétrique de Sharpless, qui est considérée comme l'étape clé dans cette synthèse.Enfin, Les résultats préliminaires de tests biologiques sur les dérivés β-substitués β-hydroxy aspartates protégés montrent que ces composés ne présentent aucune toxicité vers les cellules nerveuses de l'hippocampe de rat. L'étude de la cytotoxicité et l'activité inhibitrice de dérivés β-substitués β-hydroxy aspartates totalement déprotégés vis à vis du transport du glutamate dans le SNC sont actuellement en cours. / Our work focused on the development of synthesis of originals β-substituted β-hydroxy aspartates derivatives: Inhibitors of glutamate transport in the central nervous system (CNS).These analogs of aspartate have been characterized by various spectroscopic methods (1H-NMR, 13C-NMR and HRMS) and their enantiomeric purity was confirmed by chiral HPLC analysis and D measurement.This manuscript is organized into three chapters: the first part presents a bibliographical point of the glutamatergic system in CNS, recalling the different receptors and glutamate transporters in this system and their specific agonists and antagonists.Then, we described an overview of the various syntheses of β-substituted aspartates derivatives and their inhibitory activities toward glutamate transporters in CNS.In order, to have a great diversity in the structure of β-substituted β-hydroxy aspartates derivatives and reduce preparation time and the number of synthetic steps, we have developed in the third part of this manuscript two recent and original strategies for prepare β-substituted β-hydroxy aspartates derivatives via asymmetric aminohydroxylation Sharpless, who is considered the key step in this synthesis. Finally, preliminary results of biological tests on optically pure aspartates derivatives showed no toxicity to nerve cells of the rat hippocampus. The study of the inhibitory activity of these derivatives towards transport of glutamate in CNS is currently underway.