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La physiopathologie artérielle comprend différentes pathologies telles que l'hypertension, l'athérosclérose, l'hyperplasie intimale qui sont caractérisées par un remodelage artériel en réponse à différents stress environnementaux. Mon travail de thèse s'est intéressé à décrire les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu en réponse à un stress artériel dans des modèles murins et de proposer de nouvelles approches thérapeutiques dans la prévention des dommages artériels. Ainsi, nous nous sommes intéressés au rôle d'une isoforme particulière de la famille des phosphoinositide 3-kinase, la PI3Ky. Cette protéine est largement exprimée dans le compartiment hématopoïétique, où son activité catalytique intervient dans l'inflammation de la paroi artérielle, mais elle est également présente à de plus faible niveau dans les CML et les CE. Associée à son rôle catalytique largement impliqué dans la migration et la libération de facteurs inflammatoires, la PI3Ky a été décrite comme ayant des fonctions non-catalytiques, dite " d'ancrage ", activant des phosphodiestérases (PDE). Ainsi, en utilisant deux modèles murins génétiquement modifiés pour la PI3Ky, l'un délété pour la PI3Ky (PI3KyKO pour knockout) et l'autre exprimant une forme inactive de la PI3Ky (PI3KyKD pour kinase dead) nous avons pu évaluer le rôle des 2 fonctions dans des modèles murins de lésions artérielle. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au rôle non-catalytique de la PI3Ky dans les CML. A partir d'un modèle murin de remodelage artériel induit par un stress hypertenseur nous avons observé que l'hyperplasie médiale des CML est dépendante de la PI3Ky, mais indépendante de son activité catalytique. In vitro à partir de cultures primaires de CML de souris nous avons démontré que la PI3Ky régule l'activité des PDE indépendamment de son activité, limitant les taux intracellulaires d'AMPc qui est un puissant frein de la prolifération des CML. Ces modèles nous ont aussi permis de tester une stratégie thérapeutique originale utilisant un peptide perméant inhibant l'interaction PI3Ky/PDE. Ce peptide est capable de prévenir à la fois la prolifération des CML in vitro mais aussi l'hyperplasie médiale in vivo. Dans un deuxième temps, nous avons étudié comment l'activité PI3Ky inflammatoire, inhibe la cicatrisation endothéliale suite à une lésion endovasculaire. A l'aide de différents modèles in vivo et ex vivo de réendothélialisation chez la souris, nous avons pu observer que suite à une lésion vasculaire l'activité de PI3Ky des lymphocytes T induit la sécrétion d'IFNy, entrainant une production locale de CXCL10 par les CML. Cette chimiokine va directement inhiber la cicatrisation endothéliale, indépendamment du compartiment immun. Ces travaux ont permis d'une part de démontrer que l'inhibition de la PI3Ky représentait une stratégie thérapeutique envisageable dans les complications de l'angioplastie mais ont également permis de montrer les mécanismes d'interactions cellulaires complexes mis en jeu lors d'une agression artérielle. Ils ont notamment permis de démontrer un rôle central de la CML agissant comme un relai entre l'inflammation adventitielle et l'endothélium. L'ensemble de ces données a pu mettre en avant une double fonction de la PI3Ky dans les processus de réponse à un stress inflammatoire ou hémodynamique. D'une part, son rôle pro-inflammatoire contrôlé par son activité catalytique, responsable d'une inhibition de la cicatrisation endothéliale via l'activation des CML. D'autre part, son rôle non-catalytique dans les CML, modulant leur prolifération via la signalisation de l'AMPc. Ces travaux permettent d'envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques visant d'une part à inhiber son activité en utilisant des inhibiteurs hautement spécifiques pour cette isoforme et d'autre part des peptides capables de bloquer le rôle non catalytique de la PI3Ky. / Cardiovascular diseases represent the first cause of death worldwide and a large part of them concerns different arterial disorders as hypertension, atherosclerosis, intimal hyperplasia and aneurism. All of these diseases are characterized by arterial remodeling resulting in a complex collaboration between environment and arterial physiology participants: Blood flow, endothelial cells (EC), smooth muscle cells (SMC) and arterial inflammation. In this context, this thesis project is interested in y-isoform of phosphoinositide 3-kinase (PI3Ky). PI3Ky is largely expressed in hematopoietic compartment where its catalytic activity drives arterial wall inflammation, but it is also lower expressed in cardiovascular system such as SMC and EC. Moreover, in addition to catalytic function implicated in chemoattraction and release of inflammatory mediators, PI3Ky has been described to activate phosphodiesterases (PDE) activity, through a non-catalytic "docking" function. At first, this work studied studied non-catalytic docking function of PI3Ky in SMC. Using hypertension-induced arterial remodeling in mice showed that SMC hyperplasia was dependent of PI3Ky protein expression but independent of its activity. Further, in vitro exploration with primary-SMC from mice aorta highlighted that PI3Ky activates PDE independently of its catalytic function, which promotes SMC proliferation by hydrolysis of an anti-mitotic second messenger: the cyclic-AMP. In the same approach, we tested original therapeutic strategy using a permeant-peptide which inhibits PI3Ky/PDE interaction. This permeant-peptide showed good efficiency to prevent both in vitro SMC proliferation and in vivo arterial SMC hyperplasia. The second part of this work how PI3Ky activity in inflammatory cells modulates endothelial healing following endovascular injury. Using in vivo and ex vivo models of arterial de-endothelialization in mouse, we observed a cellular cross talk in arterial wall between T-cells, SMC and EC. PI3Ky activity in T-cells promotes IFNy secretion following arterial injury which indirectly decreases re-endothelialization through a local secretion of CXCL10 by SMC. Indeed, CXCL10 directly inhibits endothelial healing independently of immune compartment. Our findings provide a new promising target to promote endothelial repair and therefore prevent cardiovascular events following endovascular intervention.Altogether, these works unravel an interesting dual function of PI3Ky in arterial stress response. In one hand, catalytic function of PI3Ky drives inflammatory-induced inhibition of endothelial healing, and in other hand, non-catalytic function controls SMC proliferation via inhibition of cyclic-AMP pathway.

Depuis près de 20 ans, l’ingénierie vasculaire est en plein essor, tentant d’apporter des solutions durables dans le traitement de pathologies cardio-vasculaires dont l’incidence est croissante. Utilisés pour le remplacement ou le pontage de vaisseaux obstrués voire lésés, les substituts vasculaires de petit calibre présentent encore des limites importantes, induisant, à plus ou moins court terme, le développement d’hyperplasie intimale ou de thrombose. Les multiples exemples de substituts vasculaires issus de l’ingénierie tissulaire décrits dans la littérature témoignent des difficultés rencontrées pour obtenir une prothèse qui réunirait à la fois des propriétés mécaniques adaptées au site d’implantation et des propriétés biologiques optimales pour assurer la fonction vasculaire. C’est dans cette problématique que se situe cette étude dont l’objectif est de définir la composante matricielle et la composante cellulaire idéales pour un substitut vasculaire de petit calibre. Pour cela, nous nous sommes intéressés aux hydrogels physiques de chitosane, dont les propriétés d’hémocompatibilité et de biorésorption sont reconnues. La composition physico- chimique adéquate d’un point de vue biologique et mécanique a été déterminée afin d’élaborer des tubes qui ont été par la suite endothélialisés. Par ailleurs, le mécanisme d’alignement cellulaire en réponse à un flux laminaire de type artériel, a été particulièrement étudié car il constitue un phénomène d’adaptation des CEs aux contraintes mécaniques perçues in vivo par l’endothélium. Cette caractérisation a permis de mettre en évidence le rôle essentiel d’IQGAP1 dans ce processus et d’initier une seconde étude visant la compréhension du mécanisme d’adhésion des CEs sur le chitosane. Finalement, en alliant recherche fondamentale et recherche appliquée nous avons élaboré un substitut vasculaire cellularisable in vitro et implantable in vivo. / Abstract

La maladie rénale chronique (MRC) par ses conséquences organiques et psychologiques représente unenjeu majeur de santé publique. Sa physiopathologie reste mal connue, mais il est établi que toute atteinte rénale,quelle qu’en soit la cause, aboutit à une réduction du nombre de néphrons fonctionnels. Cette réductionnéphronique est responsable de processus adaptatifs complexes des néphrons sains restants pour maintenir unefonction rénale satisfaisante. Si la perte néphronique est suffisamment importante, le parenchyme rénal vas’altérer progressivement aboutissant au remplacement des néphrons sains par un tissu fibreux puis au déclin dela fonction rénale. Les mécanismes moléculaires impliqués, tant dans l’adaptation à la réduction néphronique,que dans la dégradation progressive du parenchyme rénal sont mal connus et les possibilités d’interventionsthérapeutiques limitées.La voie AKT/mTOR est une voie de signalisation intracellulaire ubiquitaire, très conservée, jouant unrôle central dans l’homéostasie cellulaire par sa fonction de régulation de la croissance, de l’apoptose et du cyclecellulaire. L’extraordinaire complexité de son mode de recrutement témoigne du rôle de carrefour de cette voie.Elle intègre des signaux multiples et très variés (facteurs de croissance, acides-aminés, niveau énergétiquecellulaire, disponibilité de l’oxygène) modulant l’anabolisme cellulaire. Notre compréhension du rôle de cettevoie dans la progression de la MRC est encore très limitée et les données sont peu nombreuses et controversées.Mon travail de thèse a consisté à évaluer, en utilisant un modèle expérimental de réduction néphroniquechez la souris, le rôle de la voie AKT/mTORC au cours de la progression des MRC.Nous résultats démontrent que AKT, et plus précisément AKT2, est une molécule essentielle àl’adaptation podocytaire aux contraintes imposées par la réduction néphronique. En appliquant plusieursmodèles de réduction néphronique à des souris génétiquement modifiées, nous avons pu établir la fonctioncruciale de cette isoforme. En effet, l’inactivation d’Akt2, soit systémique soit conditionnelle dans le podocyte,est responsable d’une hyporéactivité de la voie AKT podocytaire, d’un remodelage du cytosquelette, d’uneaugmentation de l’apoptose glomérulaire avec raréfaction podocytaire et de lésions de glomérulosclérose.Transposant nos données à la pathologie humaine, nous avons mis en évidence une activation podocytaired’AKT2 après transplantation rénale chez les patients présentant une altération importante de la fonction rénale.De façon marquante, la survenue d’une protéinurie en réponse à un traitement par sirolimus s’associait à uneperte de cette activation et à une augmentation de l’apoptose glomérulaire.Parallèlement, nous avons évalué le rôle de cette voie chez l’homme au cours d’une MRC trèsparticulière secondaire à la présence d’anticorps antiphospholipides. Cette néphropathie est caractérisée par laprésence de lésions vasculaires sévères prolifératives, hypertrophiques et progressivement obstructivesaboutissant à la destruction du parenchyme rénal. Jusqu'à maintenant, aucun lien formel n’avait été établi entre laprésence de ces anticorps et le développement des lésions vasculaires, et aucune thérapeutique n’était disponible.Nos résultats indiquent que ces anticorps sont directement pathogènes pour l’endothélium induisant l’activationde la voie AKT/mTORC. L’activation de cette voie stimule la prolifération des cellules endothéliales mais aussi .... / Pas de résumé en anglais

L’identification fréquente de mutations des protéines régulatrices du complément suggère que les lésions endothéliales du syndrome hémolytique et urémique atypique (SHUa) résultent d’une activation incontrôlée de la voie alterne du complément. Les mutations, en soi, ne constituent cependant que des facteurs de susceptibilité et les mécanismes menant de l’anomalie de régulation du complément au développement de lésions de microangiopathie thrombotique rénale restent mal compris. L’objectif de ce projet était donc d'étudier certains mécanismes de l’activation du complément à la surface des cellules endothéliales dans le SHUa et les conséquences de cette activation pour l’endothélium. Dans ce but, ce travail s’est initialement concentré sur la mutation C3R139W, dont nous avons réalisé la caractérisation phénotypique et fonctionnelle et qui a constitué un modèle d’étude des conséquences d’un complément dérégulé sur l’endothélium. Cette mutation a été identifiée de façon sporadique chez 4% des patients de la cohorte française de SHUa. Son étude phénotypique a mis en avant une évolution fonctionnelle rénale souvent sévère mais inhomogène ainsi qu’une fréquence non négligeable d’événements cardio-vasculaires. Sa caractérisation fonctionnelle a révélé une augmentation de son affinité pour le facteur B, à l’origine de la formation d’une « hyper C3 convertase », échappant également en partie aux systèmes de contrôle (diminution de liaison avec la MCP). L’étude de ses conséquences endothéliales a montré, à la surface de cellules pré-activées, une augmentation des produits d’activation du complément et de l’expression membranaire de facteur tissulaire, faisant le lien avec l’acquisition d’un phénotype endothélial prothrombotique. Nous rapportons également, sous l’effet de sérum porteur de cette mutation, une majoration de la perméabilité et du détachement cellulaire, susceptibles de traduire une souffrance endothéliale. Dans la deuxième partie et en vue de préciser les liens entre anomalie du complément et activation des cellules endothéliales, nous nous sommes intéressés au rôle de l’hémolyse, dénominateur commun des SHU. Nous avons ainsi montré que l’hème libre activait la voie alterne du complément dans le sérum et à la surface des cellules endothéliales et ce, de façon exacerbé, en cas de dysrégulation sous-jacente du complément. Nous avons identifié plusieurs mécanismes d’action par lesquels l’hème peut activer le complément : il favorise les interactions C3/C3 et ainsi la formation d’une hyper C3/C5 convertase, déclenche une mobilisation des corps de Weibel-Palade à l’origine de l’expression membranaire de P-selectine, qui est capable d’activer la voie alterne du complément et induit une diminution de l’expression membranaire des régulateurs MCP et DAF. Par ces travaux, nous avons précisé les liens entre activation du complément et acquisition d’un phénotype endothélial prothrombotique dans le SHUa. Nous avons notamment identifié l’hémolyse comme un acteur potentiel de l’amplification des lésions endothéliales complément-dépendantes. Son contrôle pourrait ainsi constituer une nouvelle voie thérapeutique dans le SHU. / Pas de résumé en anglais

Les microvésicules (MVs) sont des petites vésicules membranaires libérées par les cellules, ayant des effets bénéfiques et/ou délétères dans le sepsis. Nous avons déjà démontré que la délétion de l’isoforme non musculaire de la kinase de la chaîne légère de la myosine (MLCKnm) protège les souris contre le choc endotoxique en réduisant l'inflammation. Ici, nous avons évalué les conséquences de la délétion de MLCKnm sur le phénotype et les effets inflammatoires des MVs au cours du choc endotoxique. La délétion de MLCKnm augmente le taux circulant des MVs et ceux dérivées des cellules progénitrices. Les souris MLCKnm-/- présentent une augmentation du nombre des plaquettes, mais leurs capacité à libérer les MVs est réduite et une diminution du nombre des leucocytes et des MVs leucocytaires. Une diminution du relâchement de l’aorte a été observé chez les souris injectées avec des MVs dérivées des souris MLCKnm+/+ (MVsMLCKnm+/+), mais pas les MVs dérivées des souris MLCKnm-/- (MVsMLCKnm-/-). En présence de lipopolysaccharide (LPS), MVsMLCKnm+/+ augmentent la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires par les cellules endothéliales de l’aorte de souris alors que les MVsMLCKnm-/- induisent la libération des cytokines anti-inflammatoires. L’injection des MVsMLCKnm-/-, prévient partiellement l'augmentation du stress oxydatif, nitrosatif, et la dysfonction endothéliale induites au niveau des souris par le LPS. Ces résultats montrent que MLCKnm joue un rôle important dans l'activation cellulaire, la libération des MVs, ainsi que le nombre des cellules circulantes. La délétion de MLCKnm permet de générer des MVs circulantes moins inflammatoires avec un potentiel protecteur. / Microvesicles (MVs), small membrane vesicles released from cells, have beneficial and/or deleterious effects in sepsis. We previously reported that non-muscle myosin light chain kinase (nmMLCK) deletion protects mice against endotoxic shock by reducing inflammation. Here, we evaluated the consequences of nmMLCK deletion on the phenotype and inflammatory effects of cell-derived MVs during endotoxic shock. nmMLCK deletion increased circulating levels of MVs. In nmMLCK-/- mice, platelet count was increased but the platelet ability to release MVs was reduced, and both leukocyte-derived MVs and leukocyte count were reduced. Endothelium-dependent relaxation of aorta was reduced in mice injected with MVs from nmMLCK+/+ (MVsnmMLCK+/+) but not from nmMLCK-/- mice (MVsnmMLCK-/-). In presence of lipopolysaccharide, MVsnmMLCK+/+ increased pro-inflammatory cytokine release by mouse aortic endothelial cells whereas MVsnmMLCK-/- enhanced anti-inflammatory secretome. Injection of MVsnmMLCK-/-, but not MVsnmMLCK+/+, prevented the increase of oxidative and nitrative stresses and reduced endothelial dysfunction in aorta from lipopolysaccharide-treated mice. Altogether, nmMLCK plays an important role in cellular activation and release of circulating MVs. Moreover, nmMLCK deletion generates MVs with low inflammatory properties and high protective effects.

La migration des cellules endothéliales est une des étapes nécessaires à l'angiogenèse physiologique et tumorale. Le facteur pro-angiogénique VEGF (vascular endothelial growth factor) induit la réorganisation du cytosquelette d'actine en fibres de tension et la migration cellulaire en activant la kinase de stress SAPK2/p38 via le récepteur à activité tyrosine kinase VEGFR-2. Nous avons étudié les événements moléculaires suivant l'activation du récepteur du VEGF et menant à l'activation de la voie SAPK2/p38 dans les cellules endothéliales. La tyrosine 1214 en C-terminal du VEGFR-2 est un site majeur d'autophosphorylation nécessaire à l'activation de SAPK2/p38 par le VEGF dans les cellules endothéliales. Le résidu phospho-tyrosine 1214 permet le recrutement de la protéine adaptatrice Nck via son domaine SH2. De plus, l'activation de Fyn, une kinase de la famille Src, mais non c-Src même, dépend de la phosphorylation de la tyrosine 1214. L'utilisation d'un dominant négatif de Fyn empêche l'activation de SAPK2/p38, inhibe la formation de fibres de tension et abolit la migration endothéliale. Nck et Fyn s'associent en réponse au VEGF et l'activité de Fyn est nécessaire à la phosphorylation sur tyrosine de Nck et de la kinase PAK-2. La formation de fibres de tension nécessite aussi l'activation de la petite GTPase Cdc42, ce qui permet d'acheminer le signal du VEGF vers SAPK2/p38, sa cible physiologique MAPKAP K2, puis vers l'actine. Ces résultats suggèrent une séquence d'étapes moléculaires précoces suivant l'activation du VEGFR-2 et régulant la dynamique d'actine nécessaire à la migration endothéliale. 11 s'agit de la première description d'une séquence d'événements couplant l'activation d'un récepteur à activité tyrosine kinase à celle d'une kinase de stress. Par ailleurs, l'identification du rôle du site tyrosine 1214 du VEGFR-2 en fait une cible précise pour le développement d'une drogue anti-angiogénique. / Endothelial cell migration is one major step of physiological and pathological angiogenesis. The vascular endothelial growth factor (VEGF) is a potent regulator of angiogenesis and induces actin reorganization into stess fibers and cell migration via activation of SAPK2/p38 downstream of the tyrosine kinase receptor VEGFR-2. We studied the molecular events following the activation of the VEGF-receptor that lead to the activation of the SAPK2/p38 pathway in endothelial cells. The tyrosine 1214 residue in C-terminal of the VEGFR-2 is a major autophosphorylation site that is required for the activation of SAPK2/p38 by VEGF in endothelial cells. The adaptor protein Nck is recruited to the phospho-tyrosine 1214 residue via its SH2 domain. Moreover, the activation of the Src-family kinase Fyn, but not c-Src itself, depends on phospho-tyrosine 1214. A dominant negative form of Fyn inhibits SAPK2/p38 activation, stress fibers formation and endothelial cell migration. Nck and Fyn associate in response to VEGF and Fyn activity is required for the tyrosine-phosphorylation of Nck and PAK-2. The activation of the small Rho GTPase Cdc42 downstream of tyrosine 1214 is also required for the activation of SAPK2/p38, its physiological target MAPKAP K2, and stress fiber formation. Altogether, these results suggest a sequence of early molecular steps following VEGFR-2 activation by VEGF that regulate the actin dynamics required for endothelial cell migration. This is the first description of a sequence of events that couple the activation of a tyrosine kinase receptor to that of a stress-activated kinase. The identification of the role of the tyrosine 1214 residue on VEGFR-2 makes it an appealing target for the development of an anti-angiogenic therapy.

Contexte: Les cellules endothéliales cornéennes humaines (CECH) peuvent adopter un phénotype fibroblastique en culture, les rendant inutilisables en génie tissulaire de la cornée. Le facteur de croissance transformant β (TGF-β) serait impliqué dans ce phénomène, mais il est aussi connu pour maintenir les CECH en état de quiescence in vivo. Objectifs: Comparer l’effet du TGF-β1 sur le phénotype des CECH lors des phases de prolifération ou de maturation des cultures et optimiser les conditions de culture des CECH. Méthodes: Des CECH ont été cultivées en présence ou non de TGF-β1 et de facteur de croissance épidermal (EGF) dans une culture à deux phases. La morphologie, l’expression de marqueurs de fonctionnalité, la résistance trans-endothéliale et la perméabilité des cultures ont été analysées à l’approche de la confluence (phase de prolifération) et suivant la phase de maturation post-confluence. Résultats: L’ajout de TGF-β1 lors de la prolifération a généré des CECH fibroblastiques et la perte des marqueurs de jonctions cellulaires, indépendamment de la présence d’EGF. En phase de maturation, les CECH présentaient un phénotype endothélial et des jonctions cellulaires fonctionnelles. Elles avaient une forte résistance trans-endothéliale et une faible perméabilité. Les résultats démontrent que le TGF-β1 favorise la formation d’une barrière endothéliale semi-perméable lors de la maturation des cultures de CECH, se rapprochant ainsi de l’état physiologique des CECH in vivo. / Background: Human corneal endothelial cells (HCEC) easily become fibroblastic when cultured, rendering them unsuitable for tissue engineering of the cornea. Transforming growth factor β (TGF-β) could be a key factor in this phenomenon; however, it is also known to maintain the endothelium in a quiescent state in vivo. Purpose: To compare the effects of TGF-β1 on HCEC’s phenotype during either the proliferation or the maturation phase of the cultures and optimize culture conditions for HCECs. Morphology, functionality markers, trans-endothelial resistance and permeability of the cultures were analyzed at confluency (proliferation phase) and after the post-confluence maturation phase. Results: Adding TGF-β1 during proliferation produced fibroblastic HCECs and loss of the cell junction’s markers, independently from the presence of EGF. On contrast, during the maturation phase, HCECs had an endothelial phenotype and functional cell junctions. They produced a high trans-endothelial resistance and a low permeability. Overall, results show that TGF-β1 promotes formation of a typical leaky endothelial barrier during the maturation phase of cultured HCECs, thus approaching the physiological properties of in vivo HCECs.

Contexte : La dystrophie endothéliale cornéenne de Fuchs (DECF) est une pathologie de l'endothélium cornéen (EC), la couche interne de la cornée. La protéine SLC4A11 est connue pour être mutée dans certaines formes de la DECF et la troisième boucle extracellulaire (EL3) de cette protéine est connue pour être en mesure de se lier à certaines protéines de la membrane basale de l'EC, la membrane de Descemet. Objectif : L'objectif de ce projet est d'analyser le rôle des intégrines et d'EL3 dans l'adhésion des cellules endothéliales cornéennes (CECs) à la membrane de Descemet. Méthode : Des CECs ont été mises en culture à partir de cornées natives. Leur profil d'expression d'intégrines a été étudié en exploitant la technique d'immunofluorescence indirecte. Des essais d'adhésion en présence d'anticorps anti-intégrines (a1 et a2b1; a3 et b1) ou d'un peptide bloquant (RGD) ont été réalisés sur des membranes de Descemet dévitalisées avec des CECs. Puisque l'expression de SLC4A11 est perdue en culture, les CECs ont dû être transfectées avec un plasmide d'EL3 avant les essais d'adhésion. L'efficacité de transfection a été déterminée par immunofluorescence. Des tests d'adhésions sur membrane de Descemet dévitalisées ont ensuite été réalisés avec les CECs. Résultats : Les CECs en culture primaire expriment les sous-unités d'intégrines a1, a2, a3, av, b1 et b5. L'utilisation d'anticorps spécifiques aux sous-unités d'intégrines a3 et b1 a résulté en une diminution de 58% de l'adhésion tandis que les essais avec a1 et a2b1 ainsi que le peptide RGD n'ont pas diminué leur adhésion à la membrane de Descemet. La transfection d'EL3 a permis son expression membranaire chez les CECs. La surexpression d'EL3 n'a pas augmenté l'adhésion des CECs à la membrane de Descemet. Conclusion : Les résultats suggèrent que les intégrines a3 et b1 sont importantes pour l'adhésion des CECs en culture primaire. En présence des intégrines, la boucle EL3 ne semble pas avoir un rôle majeur à jouer dans l'adhésion des CECs à la membrane de Descemet. Ces résultats remettent en question l'impact de mutations de la protéine SLC4A11 dans la perte d'adhésion des CECs à la membrane de Descemet. / Context: Fuchs endothelial corneal dystrophy is a corneal endothelium (CE) pathology, which can be caused by mutations of SLC4A11 proteins. The third extracellular loop (EL3) of SLC4A11 is already known to bind proteins present in the Descemet membrane (DM), which is the basal membrane of the CE. Objective: This project aims to analyze the role of integrins and EL3 in the adhesion of corneal endothelial cells (CECs) to the DM. Method: CECs were isolated from native corneas and cultured in vitro. Their integrin expression profile was determined using immunofluorescence staining. Adhesion assays using anti-integrin antibodies (a1 and a2b1; a3 and b1) or a blocking peptide (RGD) were done on decellularized DMs with CECs. Because of the loss of SLC4A11 expression in culture, EL3 was transfected in CECs before conducting adhesion assays. Efficiency of transfection was checked using immunostaining. Adhesion assays were done using transfected cells. Results: CECs in culture expressed the integrin subunits a1, a2, a3, av, b1 and b5. Blocking the adhesion of a3 and b1 subunits decreased adhesion of CECs by 58%. Blocking a1 subunits and a2b1integrin with antibodies or the RGD sequence did not change CEC adhesion to the DM. Transfection of EL3 increased its expression at the cell membrane. However, it did not change the adhesion of CECs to DM. Conclusion: Our results suggest that integrin subunits a3 and b1 are important for adhesion of CECs to the DM. In the presence of integrins, EL3 does not seem to play a major role in CECs adhesion to the DM. These results question the impact of mutations in the SLC4A11 protein in the loss of adhesion of CECs to the DM.

L’augmentation de l’espérance de vie entraîne l’accroissement d’une population vieillissante et augmente ainsi le nombre de personnes souffrant de maladies neurodégénératives. Le développement de nouveaux médicaments pour le traitement de ces maladies est grandement limité par la présence d’une barrière physiologique, appelée barrière hémato-encéphalique (BHE), qui protège l’homéostasie du cerveau. Cependant, un grand nombre de transporteurs spécifiques sont situé sur les cellules endothéliales formant la BHE et pourrait être l’objet de ciblage thérapeutique afin d’augmenter la disponibilité cérébrale de plusieurs médicaments. Afin d’évaluer le potentiel d’anticorps monoclonaux (AcM) ciblant le récepteur de la transferrine (RTf) dans le cadre d’une approche non invasive de thérapie génique, nous avons tout d’abord étudié la distribution cérébrale de l’AcM Ri7. Nous avons, en premier lieu, observé une rétention au cerveau des AcM ciblant le RTf. Cependant, des analyses de microscopie ont démontré que la distribution était confinée à la cérébrovasculature. Par la suite, en conjuguant le Ri7 à des points quantiques, nous avons caractérisé la distribution subcellulaire du vecteur. Nos analyses de microscopie électronique ont confirmé que les complexes Ri7-points quantiques étaient massivement internalisés dans les cellules endothéliales du cerveau (CECCs) et que ces complexes étaient observés dans les petites vésicules, les structures tubulaires et dans les corps multivésiculaires. Nous avons ainsi identifié les CECCs comme cible potentielle pour le traitement de la pathologie endothéliale de maladies neurodégénératives. Par la suite, nous avons évalué le potentiel de deux formulations de nanoparticules pour acheminer du matériel génétique dans les CECCs. Nos résultats ont démontré que l’utilisation de micelles polyionques et d’immunoliposomes permettait une accumulation importante d’acides nucléiques dans les CECCs. Notre étude ouvre donc la porte à de nouvelles approches thérapeutiques basées sur le ciblage thérapeutique des cellules endothéliales du cerveau. / The increase in life expectancy leads to a direct expansion of the aging population. This expansion further increases the burden of neurodegenerative diseases. The development of new drugs to treat brain pathologies is greatly hindered by the presence of a physiological barrier, the blood-brain barrier (BBB), protecting the brain homoeostasis. However, a high number of specific transporters are located on endothelial cells forming the BBB and could be the target of brain-drug delivery allowing significant cerebral accumulation of many therapeutic compounds. To study the potential of monoclonal antibodies (mAb) targeting the transferrin receptor (TfR) in the context of a non-invasive gene therapy strategy, we foremost studied the cerebral distribution of the mAb Ri7. We first observed retention in the brain of the mAb. However, fluorescence microscopy analysis revealed that the distribution of Ri7 was confined to cerebral vasculature. Thereafter, by conjugating Ri7 to quantum dots (Qdot), we performed experiments to characterize the subcellular distribution of the mAb. Our transmission electron microscopy analyses showed that Ri7-Qdots were massively internalized within brain capillary endothelial cells (BCECs) and that the TfR-targeted Qdots were in small vesicles, tubular structures and multivesicular bodies. We thus identified BCECs as a potential target for the treatment of endothelial pathology of neurodegenerative diseases. Finally, we investigated the potential of two nanoformulations to delivery nucleic acids to BCECs. Our data demonstrated the capacity of polyionic complex micelles and immunliposomes to deliver a large number of nucleic acids to BCECs. Overall, our study opens the door for a novel therapeutic approach based on brain endothelial cells drug delivery.