Les maladies cardiovasculaires (MCV), résultant de complications de l'athérosclérose, restent la principale cause de morbidité et de mortalité dans le monde. L'athérosclérose, considérée comme une maladie inflammatoire chronique, implique à la fois les systèmes immunitaires inné et adaptatif. Les macrophages jouent un rôle majeur dans l'initiation de la lésion, sa progression et les complications thrombotiques potentiellement dévastatrices. Un grand nombre de données rapporte l'implication du stress oxydatif, conséquence d'un déséquilibre entre antioxydants et espèces réactives de l'oxygène, dans les maladies cardiovasculaires. En outre, ces pathologies sont fréquemment associées à des changements dynamiques de l'activation des macrophages, soit vers le phénotype pro-inflammatoire M1 (activation classique), soit vers le phénotype anti-inflammatoire M2 (activation alternative). Parmi les antioxydants endogènes, la thiorédoxine-1 (Trx1) est une protéine ubiquitaire qui exerce différents effets physiologiques. Outre son rôle dans l'homéostasie redox cellulaire et comme puissant antioxydant, cette protéine est également impliquée dans le métabolisme énergétique, les réponses inflammatoires, la croissance cellulaire et la survie. En revanche, sa forme tronquée (Trx80) exerce des effets opposés. Il est à noter que plusieurs études ont rapporté le rôle bénéfique du système de la Trx1 dans les MCV mais les mécanismes moléculaires n'ont toujours pas été décrits. Par conséquent, notre étude porte sur le rôle des Trx1 et Trx80 dans le développement et/ou la régression de l'athérosclérose, en particulier dans la modulation de la polarisation des macrophages et dans les différentes voies de signalisation impliquées dans ces processus. Nos principaux résultats obtenus in vitro sur des cultures primaires de macrophages humains ou de macrophages péritonéaux murins, ont révélé d'une part que la Trx1 induit la polarisation des macrophages vers le phénotype anti-inflammatoire M2 suite à la régulation négative de p16INK4a et l’inhibition de la translocation nucléaire de la protéine activatrice-1(AP-1) et de Ref-1; d'autre part, que la Trx1 inhibe la polarisation des macrophages vers le phénotype pro-inflammatoire M1 induit par le lipopolysaccharide (LPS). Par contre, la Trx80 inhibe la polarisation anti-inflammatoire M2 induite par IL-4 ou IL-4/IL-13 mais potentialise le phénotype M1 induit par le LPS. Pour valider in vivo les résultats obtenus in vitro, nous avons utilisé comme modèles expérimentaux, des souris C57Bl/6.ApoE2.ki hyperlipoprotéinémiques et des vaisseaux athérosclérotiques de patients ayant subi une chirurgie vasculaire. Injectées en intraveineuse, la Trx1 et la Trx80 affectent le phénotype des macrophages dans le thymus, le foie et les lésions athérosclérotiques. Chez la souris, la Trx1 réduit la surface des lésions aortiques alors que la Trx80 l’augmente. Enfin le traitement aussi bien par la Trx1 que par la Trx80 n’affecte pas les niveaux de cholestérol et de triglycérides plasmatiques. Pour explorer davantage nos résultats, nous avons étudié les voies de signalisation impliquées dans ces processus. Nos résultats montrent que la Trx1 et la Trx80 activent toutes les deux Akt. La Trx80 utilise la voie de signalisation mTOR pour exercer ses effets dans la polarisation M1 des macrophages puisqu'elle active mTOR de manière dose-dépendante comme l’indique l'augmentation de la phosphorylation de p70S6K. De plus, la Trx1 antagonise l'athérosclérose alors que la Trx80 la potentialise par suite des changements des phénotypes M1/M2, ce qui fait de la Trx1 une cible thérapeutique prometteuse. / The cardiovascular diseases (CVDs), resulting from complications of atherosclerosis, remain the leading cause of morbidity and death worldwide. Atherosclerosis as a chronic inflammatory disease, involves both innate and adaptive arms of immunity in which macrophages play the orchestral role in modulating lesion initiation, progression, and potentially devastating thrombotic complications. Available evidences support the notion of a central role of oxidative stress, due mainly to the imbalance between antioxidants and reactive oxygen species (ROS) in CVDs. Furthermore, the pathology is frequently associated with dynamic changes in macrophage activation, with classically activated M1 cells implicated in initiating and sustaining inflammation and M2 or M2-like cells associated with resolution or smoldering chronic inflammation. Among endogenous antioxidants, the thiordoxine-1 (Trx1) plays a central role in several diseases including CVD. Thus, the ubiquitous Trx1 has been reported to exert a myriad of beneficial roles. Indeed, it regulates not only cellular redox homeostasis and acts as a principal antioxidant defense system, but it also affects energy metabolism, modulates the immunological and inflammatory responses, and controls cell growth and survival. In contrast, its truncated form (Trx-80), exerts an opposite effects. However, several studies reported the beneficial role of Trx system in CVDs but the detailed molecular mechanism is not addressed yet. Therefore, the present study aims to investigate the role of both Trx1 and Trx80 in the biology of atherosclerosis through the modulation of macrophage polarization and the implicated signaling pathways as well. Our in vitro major findings, using human macrophages and murine peritoneal macrophages, revealed that Trx1 on one hand promoted the polarization of anti-inflammatory M2 macrophages through downregulation of p16INK4a and suppressing nuclear translocation of activator protein-1 (AP-1) and Ref-1 as evidenced by the expression of the CD206 and IL-10 markers. On the other hand Trx1 also reduced the lipopolysaccharide (LPS)-induced differentiation of inflammatory M1 macrophages, as indicated by the decreased expression of the M1 cytokines, tumor necrosis factor-α (TNF-) and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP¨-1). By contrast, Trx80 treatment attenuated the polarization of anti-inflammatory M2 macrophages induced by IL-4 or IL-4/IL-13 even it potentiated LPS-induced M1 activation. To validate our obtained in vitro results, hyperlipoproteinemic C57Bl/6.ApoE2.ki mice and human atherosclerotic vessel specimens from patients undergoing vascular surgery were used. Consistently, Trx1 and Trx80 affected macrophage phenotype in thymus, liver and atherosclerotic lesions. As a consequence, Trx1 reduced whereas Trx80 increased the aortic lesion area in mice. Plasma levels of cholesterol and triglycerides did not changed by the treatment. To further explore our results, the implicated signaling pathways has been studied and it was found that both Trx1 and Trx80 activated Akt. Furthermore, Trx80 uses mTOR signaling pathway to exert its effect in polarizing macrophages toward M1 phenotype since it activated mTOR in a dose-dependent manner as demonstrated by the increased phosphorylation of P70S6K. Based on our results, Trx1 antagonizes whereas Trx80 potentiates atherosclerosis through changing M1/M2 phenotypes. Therefore, Trx1 represents a promising target for therapeutic interventions.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Les aryles chloroéthyleurées (CEU) sont des molécules antiprolifératives alkylant certaines protéines intracellulaires telles que la β-tubuline, la prohibitine, la galectine-1, la galectine-3 et le canal VDAC. Une de ces CEU, nommée 4-cyclohexyle-chloroéthyleurée (cHCEU), alkyle la thiorédoxine-1 (Trx-1) et empêche cette dernière de migrer au noyau de la cellule. La Trx-1 joue un rôle crucial dans le contrôle de l'homéostasie rédox, la transcription des gènes, la prolifération des cellules et l' apoptose. Des dérivés de la cHCEU ont été préparés afin d'établir les relations structure-activité régissant l'alkylation de la Trx-1 et d'évaluer l'impact de cette alkylation sur la signalisation cellulaire. Les premiers analogues de la cHCEU inhibent la croissance des cellules cancéreuses à des concentrations inhibant 50 % de la prolifération variant de 1,9 à 49 æM. Quelques dérivés bloquent le cycle cellulaire en G0/G1 et empêchent également la translocation de la Trx-1 vers le noyau. Les mécanismes de mort cellulaire induite par ces molécules incluent possiblement l'inhibition de la translocation de la Trx-1 vers le noyau et l'inactivation du facteur de transcription AP-1, mais n'impliquent pas l'activation de la kinase de signalisation apoptogène 1 (ASK-1).

Les thiol-disulfure oxydoréductases sont des protéines qui jouent un rôle majeur dans la cellule. Elles sont impliquées dans l'activité de nombreuses protéines cytoplasmiques, ainsi que dans la maturation et la stabilité des protéines extracytoplasmiques. Les particularités structurales conservées chez les TDORs, comme le repliement thiorédoxine et le motif CxxC, les propriétés physico-chimiques, leur environnement physiologique et leurs substrats sont autant de facteurs qui influencent la capacité de ces protéines à catalyser préférentiellement la réduction, l'oxydation, ou l'isomérisation des ponts disulfures in vivo.Je me suis intéressée aux TDORs atypiques cytoplasmiques pouvant présenter une activité thiol-oxydase ou disulfure-isomérase dans le cytoplasme des bactéries. J'ai caractérisées deux thiorédoxines atypiques, l'une provenant de l'organisme anaérobie Desulfovibrio vulgaris Hildenborough, Dtrx, et l'autre provenant de la bactérie pathogène Pseudomonas aeruginosa PAO1, PsTrx. Dtrx, possédant une séquence consensus thiol-oxydase CPHC, présente des propriétés in vitro en accord avec cette séquence. Nous avons proposé un mécanisme qui peut être appliqué de façon réversible dans le sens de la réduction et de l'oxydation des cystéines des substrats.PsTrx contient une séquence consensus CGHC dans son site actif, qui est généralement conservée chez PDI, protéine eucaryote. Les propriétés physico-chimiques, et la structure tridimensionnelle déterminées pour PsTrx par RMN, présentent des caractéristiques identiques à celles observées pour le domaine catalytique de PDI. / Thiol/disulfide oxidoreductases catalyze important redox reactions in the cell. They are implicated in the reduction of disulfide bonds in cytoplasm, and disulfide bond formation during folding of secreted proteins. All of the members of this family share the thioredoxin fold and an active site with two conserved cysteine residues that specify the biological activity of the protein in the reduction, oxidation or isomerisation of disulfide bond in vivo.In this work, I have studied atypical cytoplasmic TDORs catalyzing the oxidation or isomerisation of disulfide bond in bacteria. I have characterized two atypical thioredoxin proteins, one from the anaerobe Desulfovibrio vulgaris Hildenborough, Dtrx, and one from the pathogenic Pseudomonas aeruginosa PAO1, PsTrx.Dtrx, with the CPHC active site, presents important activities in the thiol-oxidation of proteins. We proposed a reversible mechanism for the disulfide-reduction or thiol-oxidation of substrate proteins.PsTrx presents the CGHC active site shown in the eukaryote PDI protein. Physico-chemical properties and tridimensional structure solved by NMR are the same that those of the catalytical domain of PDI.This work presents the properties of the two atypical thioredoxins, Dtrx and PsTrx. These proteins have similar functional and structural characteristics in vitro, but probably different redox functions in vivo.

Le spermatozoïde des animaux à reproduction sexuée est une cellule extrêmement spécialisée, dont la chromatine très particulière est le siège de nombreux remodelages tant lors de la gamétogenèse que lors de la formation du zygote. Chez D. melanogaster comme chez les mammifères, lors de la spermiogenèse, les histones qui condensent l'ADN sont remplacées par des petites protéines basiques spécifiques du noyau spermatique : les protamines. Cette architecture est stabilisée par des liaisons disulfures. Lors de la fécondation, ces protéines sont éliminées du noyau paternel, qui réincorporent des histones pour former une chromatine fonctionnelle. Toutefois, les mécanismes régissant la mise en place et l'enlèvement des ponts disulfures et des protamines sont inconnus chez la Drosophile.Au cours de ma thèse, j'ai démontré l'importance de deux thiorédoxines sexuelles pour la reproduction.D'une part, j'ai pu montrer que DHD, qui est une thiorédoxine strictement maternelle, est essentielle à l'éviction des protamines de la chromatine paternelle lors de la fécondation. Sans cette protéine essentielle, la décondensation du noyau mâle n'a pas lieu, les protamines ne sont pas enlevées et le développement zygotique ne peut pas avoir lieu. Cette thiorédoxine est directement responsable de la réduction des liaisons disulfures qui stabilisent la chromatine spermatique.D'autre part, j'ai démontré que TrxT, une thiorédoxine exclusivement testiculaire, est nécessaire au bon déroulement de la spermiogenèse. Sans cette protéine, les spermatides subissent des dommages à l'ADN et sont éliminées.Ce travail met en évidence les rôles essentiels des thiorédoxines sexuelles pour la reproduction / In animal sexual reproduction, spermatozoon is a very specialized cell. Its very peculiar chromatin is remodeled both during spermiogenesis and fertilization. During mammalian and drosophilian spermiogenesis, histones involved in DNA condensation are replaced with sperm specific small nuclear basic proteins : the protamines. This sperm specific architecture is stabilized by disulfide bonds. At fertilization,protamines are removed from the male nucleus and maternally-provided histones are incorporated to form a functional paternal chromatin. However, the mecanisms involved in the incorporation and the removal of protamines of their disulfide bonds are unknown in Drosophila.During my PhD, I demonstrated that two sexual thioredoxins are important for spermiogenesis and fertilization in D. melanogaster. In one hand, I showed that DHD, a female specific thioredoxin, is essential for protamine eviction at fertilization. Without this major protein, male nucleus does not decondense, protamines are not removed from sperm chromatin and zygotic development does not occur. Besides, I demonstrated that DHD is directly responsible for the reduction of the disufide bonds which stabilize sperm chromatin.On the other hand, I showed that TrxT, a testis-specific thioredoxin, is needed for spermiogenesis. Without this protein, DNA damages appear on spermatid nuclei, and those spermatozoon are then eliminated during spermatogenesis.This work highlights that drosophilian sex-specific thioredoxins are essential for sexual reproduction success

Le gène nucleoredoxin-like 1 (NXNL1), composé de deux exons et d'un intron, code pour RdCVF lorsque l'intron est retenu et RdCVF-long (RdCVFL), une thiorédoxine active, lorsque qu'il est excisé. RdCVFL est une enzyme protégeant les photorécepteurs du stress oxydatif. RdCVF exprimé et sécrété que par les bâtonnets interagit avec son récepteur basigin 1 (BSG1) à la surface des cônes, stimule l'entrée du glucose. Dans la rétinopathie pigmentaire, les bâtonnets dégénèrent progressivement, RdCVF n'est plus exprimé et les cônes meurent. RdCVF tronqué dans le motif thiorédoxine ne possède pas d'activité thiol-oxydoréductase. Les cônes sont les ancêtres des bâtonnets. NXNL1 codait à l'origine pour RdCVFL, et les cônes des mammifères n'expriment donc plus que cette protéine. Chez l'hydre, apparue il y a 600 millions d'années, NXNL ancestral est exprimé. RdCVFL la protège contre les radicaux libres, RdCVF est exprimé, mais n'interagit pas avec basigin, il manque chez l'hydre un des acteurs de la signalisation métabolique de RdCVF. Il y a 400 millions d'années, chez la lamproie, seuls les bâtonnets expriment RdCVF. Son récepteur BSG1 se lie à RdCVF; les acteurs de la signalisation étaient donc présents chez les vertébrés anciens avec des bâtonnets fonctionnels. Le bénéfice pour la vision par l'addition d'une nouvelle fonction de NXNL1 a joué un rôle durant l'évolution de ce système. Une séquence en 3' du premier exon du gène NXNL1 lie la protéine nucléoline impliquée dans l'épissage et exprimée par les bâtonnets mais pas par les cônes. Cette protéine doit réguler l'épissage alternatif du gène NXNL1. / The nucleoredoxin-like 1 gene (NXNL1), which is composed by two exons and one intron, encodes for RdCVF made from an unspliced mRNA and RdCVF-long (RdCVFL), an active thioredoxin, when the intron is excised. RdCVFL is an enzyme that protects photoreceptors against oxidative stress. RdCVF is only expressed and secreted by the rods and interacts with its receptor basigin 1 (BSG1), expressed by cones and stimulates glucose entry. So in retinitis pigmentosa, characterized by progressive rods degeneration, RdCVF is no longer expressed and cones die. RdCVF corresponds to a truncated thioredoxin-like protein with no thiol-oxidoreductase activity. According to the knowledge of retina evolution, the cones are rods ancestors and NXNL1 originally encode for the RdCVFL, and today, mammalian cones only expresses this protein. In hydra that appeared 600 million years ago, ancestral NXNL gene was found, RdCVFL protects it against free radicals attack and RdCVF already existed. But hydra basigin doesn’t interact with RdCVF, so it lacks one of the metabolic signaling actors of RdCVF in hydra. 400 million years ago, In lamprey only rods produce RdCVF. Lamprey BSG1 binds RdCVF; actors signaling were present in oldest vertebrate that present functional rods. This original alternative splicing system has played a role during evolution by adding a new function of NXNL1 gene leading to a benefit in vision. I identified a sequence in 3’ RNA of exon n°1 of NXNL1 gene that binds the nucleolin protein involved in splicing and expressed by the rods but not by the cones. This protein must regulate the NXNL1 alternative splicing.

Neisseria meningitidis est le principal agent responsable de méningites bactériennes. Les interactions hôte-pathogène dépendent du repliement correct de nombreuses protéines de surface, qui nécessite souvent la formation de ponts disulfures. Chez les bactéries à Gram-négatif, la synthèse de ces ponts est catalysée par l'oxydoréductase de thiol-disulfure DsbA. N. meningitidis possède trois gènes qui codent pour trois DsbA actives : DsbA1, DsbA2 et DsbA3. DsbA1 et DsbA2 sont des lipoprotéines impliquées dans la virulence alors que DsbA3 est une enzyme soluble périplasmique non reliée à la virulence. Les travaux de cette thèse se rapportent aux caractérisations biochimiques de ces trois enzymes et structurales de DsbA1 et DsbA3. DsbA1 et DsbA3 adoptent le repliement classique de DsbA d'Escherichia coli. La caractéristique la plus étonnante partagée par ces trois enzymes est leur exceptionnel pouvoir oxydant. Avec un potentiel redox de -80 mV, les DsbA de Neisseria sont les enzymes de la famille des thiorédoxines les plus oxydantes connues à ce jour. En accord avec cela, les études de stabilité thermales indiquent que leur forme réduite est extrêmement stable. Pour chacune de ces enzymes, les études montrent que le résidu Thréonine, retrouvé dans la région du site actif, joue un rôle clé dans la détermination de cet extraordinaire pouvoir oxydant. L'ensemble de ces résultats montrent comment des résidus situés en dehors du motif actif CXXC peuvent influencer le potentiel redox de membres de la famille des thiorédoxines. Ils montrent également que le phénotype associé à DsbA3 chez N. meningitidis ne peut être expliqué par une différence d'activité redox ou de structure.

Le redressement du peuplier suite à une stimulation gravitationnelle implique un processus de courbure locale lié à une élongation différentielle dans les zones en croissance primaire et un processus de courbure lié à la différenciation du bois de réaction dans les zones en croissance secondaire. Ces modifications morphogénétiques sont détectées au niveau de la région basale et apicale de la tige de peuplier inclinée. La région basale a développé le bois de tension une semaine après l'inclinaison, alors que la région apicale est réorientée 24 h après l'inclinaison. Ceci implique que les tissus de la région basale et apicale de la tige répondent de façon différente à l'inclinaison. Une étude d'expression menée au niveau du transcriptome a été réalisée à partir des ARNm extraits de tiges ayant été ou non inclinées pendant 45 min. En 45 min., la plante ne s'est pas redressée, mais a perçu le signal. Cette approche a permis d'identifier des transcrits de gènes impliqués dans la graviperception. L'étude de la régulation du transcriptome a été élargie par une analyse de la variation de l'accumulation des protéines extraites de tiges inclinées ou non. Les profils d'électrophorèse bidimensionnelle des conditions non stressées et stressées de la région basale et apicale ont montré une variation dans l'accumulation des protéines. Une analyse par RT-PCR quantitative de certaines protéines différentielles dont l'activité est potentiellement régulée par la thioredoxine (Trx) montre une accumulation de transcrits variable entre la région apicale et basale et des changements d'expression rapides et transitoires. Une étude complémentaire sur 2 thiorédoxines (Trx) (western blot, immunolocalisation in situ) a permis de montrer d'une part l'expression de Trx h1 une semaine après l'inclinaison et d'autre part la localisation de Trx h1 et Trx h2 au niveau des amyloplastes. L'ensemble de ces résultats a conduit à suggérer que les évènements moléculaires conduisant à la réorientation de la tige sont différents selon le tissu analysé. Probablement, chaque partie de la tige reçoit et répond différemment au signal gravité.

Dans les thylakoïdes des végétaux supérieurs, la réaction photochimique de la photosynthèse implique un transfert d’électrons linéaire ayant lieu entre les photosystèmes II et I et aboutit à la production de pouvoir réducteur (NADPH) et d’ATP. En parallèle à ce transfert linéaire, le transfert cyclique d’électrons autour du PS I court-circuite le PS II et fait intervenir distinctement les complexes PGR (PGR5/PGRL1) et NADPH déshydrogénase (NDH). Ces deux voies alternatives permettent la production d’ATP sans accumulation de NADPH dans le stroma et particulièrement en conditions de stress environnemental. Ces voies sont essentielles pour la physiologie de la plante mais leur régulation demeure mal connue. Une hypothèse a été émise quant à leur régulation redox en étudiant plusieurs thiorédoxines chloroplastiques. Des expériences menées in vivo et in vitro sur des mutants d’Arabidopsis, de tabac et de tomate ont mis en évidence le rôle très spécifique de la thiorédoxine m4 dans la régulation négative des voies dépendantes de PGR et NDH. Une stratégie originale a été mise en place pour capturer les cibles putatives de cette thiorédoxine en mutant le site actif de la protéine chez Arabidopsis. Les résultats obtenus ont montré l’existence de plus de 160 cibles potentielles et certaines d’entre elles pourraient être impliquées dans la régulation des voies dépendantes des complexes PGR et NDH. / In plants thylakoids, the photochemical reaction of photosynthesis implies a linear electron flow between photosystems II and I which produces reducing power (NADPH) and ATP. In addition of linear electron flow, the cyclic electron flow around PS I bypasses PS II and involves distinctly the PGR (PGR5/PGRL1) and the NADPH dehydrogenase (NDH) complexes. These two alternative pathways lead to the production of ATP without accumulation of NADPH in the stroma especially under environmental stress conditions. Both pathways are essential for the plant physiology but their regulation remains unclear. An assumption concerning a redox regulation has been considered by surveying several chloroplastic thioredoxins. In vivo and in vitro studies of Arabidopsis, tobacco and tomato mutants revealed that the m4 thioredoxin plays a very specific role in the down-regulation of the PGR and NDH dependant pathways. An original strategy to capture putative targets of this thioredoxin has been established by mutating the active site of the protein in Arabidopsis. The results showed the existence of more than 160 potential targets and some of them could be involved in the regulation of PGR and NDH dependant pathways.

Les méthionine sulfoxyde réductases (Msr) permettent de restaurer la fonction des protéines oxydées sur leur résidus Methionine. Dans un premier temps, le mécanisme catalytique de la MsrA et de la MsrB de la protéine PilB de la bactérie pathogène Neisseria meningitidis a été étudié. Les deux classes de Msr, qui sont structuralement différentes, partagent un même mécanisme catalytique en trois étapes avec formation d'un intermédiaire acide sulfénique suivie de la formation d'un pont disulfure intra moléculaire qui est réduit par la thiorédoxine (Trx). Elles présentent en revanche une stéréospécificité de substrat inverse vis-à-vis de la fonction sulfoxyde. Dans un deuxième temps, les trois étapes du mécanisme catalytique de la MsrB ont été caractérisées au niveau cinétique. L'étude du rôle des acides aminés du site actif dans la catalyse, la caractérisation biochimique de l'interaction MsrB-Trx et, enfin, l'étude du rôle du métal coordiné ont également été abordées.

L’arthrose est une maladie dégénérative de l’articulation caractérisée par une dégradation du cartilage, une inflammation de la membrane synoviale et un remodelage de l’os sous-chondral. En conditions physiologiques, les chondrocytes, seul type cellulaire du cartilage, sont en hypoxie (≈ 2% d’oxygène). Le cartilage étant un tissu avascularisé, il existe un gradient de concentration en oxygène au sein des différentes couches du cartilage. Lors du développement de l’arthrose, la dégradation du cartilage provoque une rupture de ce gradient, exposant ainsi les cellules des couches profondes à des concentrations en oxygène beaucoup plus élevées et induisant des modifications de leur métabolisme, ce qui induit leur dysfonction. Le syndrome métabolique est défini par un ensemble de perturbations glucidiques, lipidiques et vasculaires menant au développement de maladies cardiovasculaires et au diabète de type 2. Récemment, un lien entre arthrose et syndrome métabolique a été suggéré, introduisant une notion d’arthrose métabolique. Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés au lien entre arthrose, syndrome métabolique et stress oxydant induit par de fortes concentrations de glucose. Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié les effets in vitro de 25 mM de glucose sur une lignée de chondrocytes humains immortalisés (T/C28a2), en hypoxie (2% d’oxygène) et en normoxie (21% d’oxygène). Nous avons montré que le glucose à 25 mM induisait la production d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) et de l’azote, l’activation de la caspase 3, la production d’interleukine 6 (IL-6), la diminution de l’activité lysyl oxydase (LOX), qui est impliquée dans les liaisons de pontage des fibres de collagène et d’élastine, ainsi que l’activation du système thiorédoxine (Trx). Ce dernier est un système de défense anti-oxydant endogène composé de la thiorédoxine, de la thiorédoxine réductase (TR) et de Txnip, qui intervient dans le maintien de l’homéostasie cellulaire en réduisant les protéines oxydées, contrôlant ainsi l’environnement redox des cellules. Les effets du glucose 25 mM ont été observés dans les deux conditions d’oxygène étudiées, cependant la réponse cellulaire en normoxie était plus précoce qu’en hypoxie. Nous avons également pu mettre en évidence un rôle de régulateur négatif de la Trx-1 sur la production d’IL-6 faisant intervenir la voie de signalisation p38MAPK. Dans la deuxième partie de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets de l’apport exogène de resvératrol sur les modifications induites par le glucose à 25 mM. Le resvératrol (3,4’,5-trihydroxystilbène) est un polyphénol de la famille des stilbènes, connu pour ses multiples propriétés anti-oxydantes, anti-inflammatoires, anti-diabétiques et anti-cancer. Nous avons pu observer que le resvératrol à 25 μM était capable de diminuer les effets délétères provoqués par le glucose à 25 mM. Cependant, la biodisponibilité du resvératrol est très limitée, empêchant son utilisation en thérapeutique humaine. Par conséquent, dans la troisième partie de cette étude, nous nous sommes intéressés au développement de nouvelles formulations galéniques de resvératrol (nano-émulsions (NE)) et à leurs effets sur un modèle de cellules endothéliales aortiques bovines (BAEC), sur les T/C28a2 ainsi que sur des chondrocytes humains en culture primaire provenant de cartilage de patients arthrosiques. Nous avons montré qu’une des NE permettait d’augmenter le passage intracellulaire de resvératrol dans les deux modèles étudiés et d’en potentialiser les effets protecteurs contre un stress oxydant. Cette NE s’est également montrée efficace dans le rétablissement de l’activité LOX dans les cellules de patients arthrosiques. En conclusion, nous avons montré que le glucose à 25 mM avait des effets délétères sur les chondrocytes de la lignée T/C28a2 et que l’apport exogène de resvératrol permettait de lutter contre ses effets. (...) / Osteoarthritis (OA) is a degenerative joint disease characterized by cartilage degradation, inflammation of synovial membrane and subchondral bone remodelling. Under physiological conditions, chondrocytes - the only cell type found in cartilage - are under hypoxia (around 2% of oxygen). As cartilage is an avascular tissue, an oxygen gradient is established from the superficial to the deeper layers. During OA development, cartilage degradation is responsible for a break in this gradient; consequently, cells from the deepest layers are exposed to higher oxygen concentrations inducing modifications in cell metabolism leading to their dysfunction. Metabolic syndrome (MetS) is defined by a cluster of factors (impairment of glucose and lipid metabolism, vascular dysfunctions…) leading to cardiovascular diseases and type 2 diabetes development. Recently, a link between OA and MetS has been suggested, introducing a notion of metabolic OA. We have focused our study on the link between OA, MetS and oxidative stress induced by high glucose concentrations. In the first part of this study, we have determined the in vitro effects of 25 mM glucose on an immortalized human chondrocyte cell line (T/C28a2), under hypoxia (2% oxygen) and normoxia (21% oxygen). We demonstrated that 25 mM glucose induced radical oxygen species (ROS) and nitric oxide production, caspase 3 activation, interleukin 6 (IL-6) production, decrease in lysyl oxidase (LOX) activity (involved in type II collagen crosslinks), and activation of the thioredoxin (Trx) system. Trx system is an endogenous anti-oxidant system, composed by thioredoxin, thioredoxin reductase (TR) and Txnip; it is involved in cellular homeostasis by reducing oxidized proteins, thereby controlling cellular redox environment. Effects of 25 mM glucose have been observed under both oxygen conditions; nevertheless, cellular response under normoxia underwent earlier than under hypoxia. We have also highlighted Trx-1 as a negative regulator of IL-6 production through p38MAPK signalling pathway. In the second part of this study, we have focused our work on the effects of the addition of an exogenous antioxidant, i.e. resveratrol, on the modifications induced by 25 mM glucose. Indeed, resveratrol (3,4’,5-trihydroxystilbene) is a polyphenol of the stilbene family, known for its multiple anti-inflammatory, anti-oxidative, anti-diabetes and anti-cancer properties. We have observed that 25 μM resveratrol was able to decrease deleterious effects induced by 25 mM glucose. However, resveratrol bioavailability is very low, avoiding its use in human therapeutic strategy. Consequently, in the third part of this study, we have developed new galenic formulations of resveratrol, i.e. nano-emulsions (NEs) and determined their effects on a bovine aortic endothelial cells (BAEC) model, on T/C28a2 cells and also on primary cultures of human chondrocytes from osteoarthritic cartilages. One of our NEs was able to increase resveratrol intracellular passage in both cellular models, and to increase the protective effects of resveratrol against oxidative stress. This NE was also efficient in the normalization of LOX activity in osteoarthritic chondrocytes. To conclude, we have demonstrated that 25 mM glucose induced deleterious effects on chondrocytes of the T/C28a2 cell line, and that an exogenous supply in resveratrol allowed to counteract these effects. Development of a new galenic formulation of resveratrol opens new interesting prospects in human therapeutic strategy against OA associated with MetS.