Thèse de doctorat : Médecine. Physiologie : Université de Nantes : 2004. / Bibliogr. f. 114-136.

Thèse de doctorat : Médecine. Biologie moléculaire : Université de Nantes : 2004. / Bibliogr. f. 168-189.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Physiologie : Poitiers : 2008. / Contient des articles en anglais. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 223 réf.

Thèse doctorat : Biologie Cellulaire : Nancy 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1998. / Titre de l'écran-titre (visionné le 13 juillet 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 63-75. Publ. aussi en version électronique.

La protéine découplante 2 (UCP2) et la ghréline jouent des rôles sur la régulation du métabolisme énergétique et elles sont modulées, respectivement, par la présence d'acides gras et par les situations de bilans énergétiques négatifs. La ghréline est le ligand du récepteur sécrétagogue de l'hormone de croissance de type la (GHSR1a). Après expérimentations, il fut remarqué que les souris Ucp2 knock-out (Ucp2-/-) nourries avec une diète riche en graisse (high-fat [HF]) accumulent moins de masse grasse pour une même prise alimentaire que leurs contrôles (type sauvage [Ucp2+/+]) et ont une thermogénèse plus active. L'infusion d'un agoniste (ago) de GHSR1a chez les souris Ucp2-/- -HF entraine une augmentation du gain de poids associée à une prise alimentaire plus élevée et diminue l'activité thermogène du tissu adipeux brun comparativement aux Ucp2-/- -HF non traitées. La protéine UCP2 ainsi que l'agoniste du GHSR1a semblent donc réduire la dépense énergétique, mais de façon indépendante.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / Les canaux sodiques dépendants du voltage (NaV) participent à la genèse et la transmission de l'influx nerveux via l'initiation du potentiel d'action. Chez l'insecte, ces protéines sont la cible de nombreux insecticides neurotoxiques. Étant donné le déclin des populations d'insectes pollinisateurs observé récemment, il devient désormais important d'avoir des méthodes permettant le développement d'insecticides qui ne ciblent pas les pollinisateurs. L'objectif général de ma thèse a donc été de mettre au point des méthodes in-vitro et insilico pouvant être appliquées à grande échelle dans le but d'évaluer le risque potentiel que certains insecticides pourraient représenter pour l'abeille. Pour ce faire, nous avons procédé à la caractérisation biophysique et pharmacologique des canaux sodiques NaV1 et NaV2 d'abeille. Nous avons aussi créé un modèle moléculaire du canal NaV1 d'abeille permettant la conception rationnelle d'insecticides. De plus, nous avons caractérisé le canal NaV1 de Varroa destructor, un parasite important de l'abeille. Les études insérées dans cette thèse ont permis de démontrer que le canal NaV2 n'est pas une cible secondaire des insecticides pyréthroïdes. De plus, nous avons pu mesurer les effets et l'affinité d'insecticides sur leur cible moléculaire chez l'abeille suite à l'expression du canal NaV1 d'abeille en ovocyte de grenouille. Cela permet le criblage de composé à haut débit afin de sélectionner des composés représentant un faible risque pour l'abeille. De même, l'expression du canal NaV1 de Varroa destructor en système d'expression hétérologue permettrait l'utilisation de la méthode de criblage de composés à haut débit dans le but d'identifier des insecticides qui représentent un risque important pour cette peste. D'ailleurs, nous avons déterminé que le fluvalinate, un insecticide pyréthroïde utilisé pour contrôler les populations de Varroa destructor dans les ruches d'abeille, a une affinité différente pour le canal NaV1 d'abeille que pour celui de Varroa destructor. Cela indique une différence dans les sites de liaisons du composé qui pourrait éventuellement être exploitée. Mes travaux ouvrent donc la voie au développement de composés ciblant davantage des animaux nuisibles comme le Varroa destructor que des animaux utiles comme l'abeille. De plus, les caractérisations effectuées pourraient être utiles pour des études centrées sur les rôles et l'évolution des canaux ioniques appartenant aux familles NaV et CaV. / Voltage-gated sodium channels (NaV) are implicated in the genesis and transmission of action potentials. In insects, these proteins are the target of a number of neurotoxic insecticides. In the background of the pollinator decline observed recently, it has become necessary to develop insecticides which do not target beneficial insects such as bees. The main objective of my thesis was to develop in-vitro and in-silico methods which could be used on a large scale to evaluate the risk associated with the use of certain compounds for bees. To do so, we assessed the biophysical and pharmacological properties of the honeybee's NaV1 and NaV2 channels. We also created a molecular model for the NaV1 channel which enables the rational design of insecticides. Furthermore, we have characterized the Varroa destructor NaV1 channels. The investigations featured in this thesis demonstrate that the NaV2 channel is not a secondary target of pyrethroïd insecticides. However, following expression in frog oocytes, it is possible to quantify the effects and affinity of those insecticides for their molecular target in the honeybee, the NaV1 channel. This makes possible the use of high throughput screening technologies for the selection of insecticides which would represent a small risk for bees. Moreover, the expression of Varroa destructor NaV1 channels in frog oocytes enables the use of medium throughput screening technologies to identify compounds which could be deleterious for this pest. Indeed, we determined that fluvalinate, a pyrethroïd insecticide used to control Varroa population in honeybee hives, has an affinity for the honeybee NaV1 channel that is different than that for the Varroa channel. This indicates that the binding site of this compound on the Varroa channel would differ from the binding site on the bee channel. This difference could be exploited to improve the specificity of fluvalinate. The work presented here represents a first step in the development of methods which could be used to decrease the toxicity of insecticides for bees while increasing their specificity of against pests such as Varroa destructor. Furthermore, the characterizations performed provide new insights on topics such as the roles and the evolution of NaV et CaV channels.

Les canaux sodiques cardiaques (NaV1.5), responsables de l'initiation et de la propagation des potentiels d'action cardiaque, Sont codés par le gène SCN5A. Des phénotypes d'arythmies variés et de gravité variable ont été associés jusqu'à présent aux mutations hétérozygotes de SCN5A, allant de modifications électrocardiographiques asymptomatiques (pouvant indiquer un phénotype léger) à des arythmies symptomatiques pouvant entraîner une syncope, un arrêt cardiaque et la mort subite. Les facteurs de risque pour la plupart des mutations de SCN5A sont encore à établir. L'objectif de la présente étude consiste à caractériser les propriétés biophysiques de la mutation du canal NaV1.5/A1148T en présence du polymorphisme Cav-3/G56S chez un patient ayant subi une mort subite cardiaque avortée. Pour évaluer le rôle de Cav-3 sur la fonction du canal NaV1.5, les canaux NaV1.5/WT et NaV1.5/A1148T ont été co-transfectés dans des cellules tsA201 avec Cav-3/WT ou Cav-3/G56S avec la sous-unité régulatrice β1. Les courants Na+ ont été enregistrés à l'aide de la technique de patch-clamp en configuration cellule entière et caractérisés biochimiquement et physiologiquement. Les cellules iPSCs provenant du patient ont été différenciées en cardiomyocytes et caractérisées biophysiquement. La co-expression de NaV1.5/A1148T avec Cav-3/WT ou Cav-3/G56S a entraîné des réductions significatives de la densité de courant, allant d'un cinquième de la valeur normative à une suppression complète de la densité de courant dans ces cellules. Les enregistrements des courants sodiques provenant des iPSC-CM ont confirmé la réduction de la densité de courant. Ces résultats suggèrent que la mutation A1148T pourrait être à l'origine de la pathologie même si le mécanisme moléculaire précis n'est pas encore élucidé. Notre découverte selon laquelle Cav-3 régule négativement la fonction du canal NaV1.5 en réduisant la densité de courant du canal a été confirmée à l'aide de deux lignées cellulaires différentes (tsA201 et HEK-293). / The cardiac Na⁺ channels (NaV1.5), responsible for initiation and propagation of cardiac action potentials, are encoded by the SCN5A gene. Various arrhythmia phenotypes of increasing severities have been associated to date with heterozygous SCN5A mutations, from asymptomatic electrocardiographic changes (which may indicate a mild phenotype) to symptomatic arrhythmias resulting in syncope, cardiac arrest, and sudden cardiac death. Risk factors for most of SCN5A mutations have yet to be established. The objective of the present study entails a characterization of the biophysical properties of the NaV1.5/A1148T channel mutation in the presence of the polymorphism Cav-3/G56S found in a patient with aborted sudden cardiac death. To investigate the role of Cav-3 on NaV1.5 channel function, NaV1.5/WT and NaV1.5/A1148T were co-transfected in tsA201 cells with either Cav-3/WT or the Cav-3/G56S along with β1 regulatory subunit. Na⁺ currents were recorded using the patch-clamp technique in whole-cell configuration and biochemically and physiologically characterized. Patient-specific iPSCs were differentiated into cardiomyocytes and biophysically characterized. Co-expression of NaV1.5/A1148T with Cav-3/WT or Cav-3/G56S resulted in significant reductions in current density, which ranged from one-fifth of the normative value to complete abolishment of current density in transfected cells. Na⁺ current recordings from iPSC-CMs confirmed the reduced current density. Those results suggest that the mutation, A1148T could cause the pathology even if the precise molecular mechanism is not unravelled yet. Our finding that Cav-3 negatively regulates NaV1.5 channel function by reducing Na channel current density were confirmed using two different cell lines (tsA201and HEK293).

Les canaux sodiques sont des protéines membranaires d'une importance primordiale. Ils sont impliqués dans le déclenchement des potentiels d'action et sont nécessaires à l'excitabilité des cellules. Ils participent à la contraction des muscles striés squelettiques, cardiaques et lisses. Des dysfonctionnements de ces canaux, dûs à des mutations, peuvent engendrer de graves pathologies et atteintes cardiaques telles que le syndrome du QT long, le syndrome de Brugada, ou la cardiomyopathie dilatée. L'étude de ces mutations constitue un enjeu essentiel dans la compréhension des mécanismes de ces canaux et du développement des pathologies associées. Plus les connaissances avancent et plus il devient alors possible d'envisager des études précises sur le développement des traitements appropriés. Cette étude se concentre sur l'analyse de deux nouvelles mutations du gène SCN5A codant pour le canal Nav1.5, et a permis de mettre en évidence les caractéristiques biophysiques dysfonctionnelles de ces mutants et de confirmer le diagnostic médical. / Sodium channels are important transmembrane proteins. They are involved in the upstroke of action potential and they are necessary for the cardiac cell excitability. Their dysfunctions caused by mutations can lead to serious pathologies and cardiac impairments such as long QT syndrome, Brugada syndrome, dilated cardiomyopathy and even sudden death. The study of these mutations is a key step toward the comprehension of the pathophysiological mechanisms involved. The knowledge progress allows to lead accurate studies on drug development. This study focused on the analysis of two novel SCN5A mutations and allowed to highlight the dysfunctional biophysic characteristics of these mutants and to confirm the medical diagnosis.