Paramecium, a unicellular ciliate, can be attracted by various chemical stimuli. Chemoattractants such as glutamate, folate, cAMP, and acetate activate different receptor mediated signal transduction pathways. The final event in these signal transductions is a hyperpolarization of membrane potential, which makes Paramecium swim smoothly and fast. There is evidence that the effecter of this hyperpolarization is the plasma membrane calcium ATPase (PMCA), that when activated, expels Ca2+ from the cell. In Paramecium three PMCA isoforms, named PMCA2, 3, and 4, have been cloned. PMCA2 is associated with lipid rafts, which is demonstrated by its resistance to cold detergent solubilization and distribution in sucrose density gradients in ultracentrifugation. PMCA3 and 4 are not associated with lipid rafts. On the cell surface, PMCAs are localized to the bases of cilia. Sterol-depletion by methyl-ß-cyclodextrin (MßCD) treatment disrupts the distribution of PMCA2 in sucrose density gradients and ciliary base-localization on the cell surface. MßCD treatment also decreases the chemoattraction to glutamate and cAMP. This indicates that PMCA2 and its association with lipid rafts are essential in the chemoattraction signal transduction pathways. Based on these results, a model of membrane domains incorporating three signal transduction pathways is proposed.

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Les plaquettes sanguines sont des cellules anucléées qui jouent un rôle majeur dans l’hémostase. Au-delà de cette fonction, elles possèdent une composante inflammatoire multifacette ; recouvrant la détection du signal de danger, la libération de cytokines et la migration leucocytaire. Dans ce contexte, la première partie de ces travaux met en avant la capacité des plaquettes à mettre en place une activation de type inflammatoire en réponse à un pathogène. En effet, lors de l’infection à HIV les plaquettes sont dans un état d’hyperréactivité et libèrent des facteurs immunomodulateurs pouvant participer à l’inflammation observée chez les patients infectées. D’une manière parallèle, les plaquettes présentent une sensibilité aux bactéries, faisant intervenir les TLR2 et 4 mais aussi les exotoxines, voire les bactéries entières. Le profil de la réponse inflammatoire induite est assez conséquent et diversifié pour participer à la physiopathologie du sepsis. La participation des plaquettes à l’inflammation concerne également leur interconnexion avec les neutrophiles. La seconde partie des travaux traite d’ailleurs de cette coopération qui ne semble pas s’arrêter à la barrière endothéliale, car lors de leur extravasation les neutrophiles transportent avec eux les plaquettes ; qui sont encore capables d’entretenir l’inflammation au niveau du site inflammatoire (ici, modèle de l’alvéole pulmonaire). La diversité du répertoire moléculaire plaquettaire, mis en avant au cours de cette thèse, qui participe à l’inflammation ouvre plusieurs possibilités quant à l’élaboration d’anti-plaquettaires qui pourraient moduler une réponse inflammatoire exacerbée / Blood platelets are anucleate cells which play an key role in haemostasis. In addition to this function, they participate in a number of other functions related to the inflammatory response including danger detection, cytokine release, and leukocyte transmigration. In the first part of the study, we highlight the ability of platelets to undergo an inflammatory activation response to a pathogen. Indeed during HIV infection, platelets are hyperresponsive and release immunomodulatory factors that can be involved in the inflammatory state seen in the patients. In a parallel way, platelets are also sensitive to bacteria, involving TLRs 2 and 4, exotoxins, as well as whole live bacteria. The inflammatory profile induced is sufficient, and quite diversified to participate in sepsis physiopathology. Platelet inflammatory functions also apply to their ability to crosstalk with neutrophils. Thus in the second part of our study, we focus on this interconnection, which does not appear to be stopping at the endothelial barrier, and can be seen during extravasation where neutrophils carry surface bound platelets in order to maintain inflammation directly onsite (alveolar inflammation model here).The diversity of platelet inflammatory activities highlighted in our work leads to several possibilities for the development of an antiplatelet therapeutic target which could modulate an exacerbated inflammatory response

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Beim Tissue Engineering ist die Vaskularisierung von größeren Zell-Matrix-Konstrukten nach Implantation bis heute ein großes Problem. Durch das initiale Fehlen eines mikrovaskulären Netzwerkes kommt es zu einem raschen Zellsterben im Scaffold. Aufgrund dessen war das Ziel dieser Arbeit, im Sinne des in situ-Tissue Engineering ein Scaffold auf Basis von mineralisiertem Kollagen zu entwickeln, welches mit dem angiogenen Wachstumsfaktor VEGF funktionalisiert wird, um den Prozess der Vaskularisierung – die Einsprossung von Blutgefäßen – zu fördern und gleichzeitig durch Chemoattraktion in vivo Zellen aus dem umliegenden Knochengewebe in das Innere des Scaffolds migrieren zu lassen, so dass eine beschleunigte Defektheilung erzielt wird. Poröse Scaffolds aus mineralisiertem Kollagen wurden durch zwei unterschiedliche Strategien funktionalisiert und durch in vitro-Testungen charakterisiert. Die erste Strategie umfasste die Heparin-Modifizierung der gesamten Scaffolds, während die zweite Strategie die Injizierung eines zentralen VEGF-haltiges Depots in das Scaffoldinnere darstellte. Neben der Charakterisierung der Scaffolds wurde die Freisetzungskinetik des Modellwachstumsfaktors VEGF aus den modifizierten Scaffolds untersucht und die biologische Aktivität des freigesetzten Faktors auf Endothelzellen getestet. Zusätzlich wurde bei der 2. Strategie, der Injizierung eines Wirkstoffdepots, die Ausbildung eines Wirkstoffgradienten und die zielgerichtete Migration von Endothelzellen in Richtung des Wirkstoffdepots analysiert.

Beim Tissue Engineering ist die Vaskularisierung von größeren Zell-Matrix-Konstrukten nach Implantation bis heute ein großes Problem. Durch das initiale Fehlen eines mikrovaskulären Netzwerkes kommt es zu einem raschen Zellsterben im Scaffold. Aufgrund dessen war das Ziel dieser Arbeit, im Sinne des in situ-Tissue Engineering ein Scaffold auf Basis von mineralisiertem Kollagen zu entwickeln, welches mit dem angiogenen Wachstumsfaktor VEGF funktionalisiert wird, um den Prozess der Vaskularisierung – die Einsprossung von Blutgefäßen – zu fördern und gleichzeitig durch Chemoattraktion in vivo Zellen aus dem umliegenden Knochengewebe in das Innere des Scaffolds migrieren zu lassen, so dass eine beschleunigte Defektheilung erzielt wird. Poröse Scaffolds aus mineralisiertem Kollagen wurden durch zwei unterschiedliche Strategien funktionalisiert und durch in vitro-Testungen charakterisiert. Die erste Strategie umfasste die Heparin-Modifizierung der gesamten Scaffolds, während die zweite Strategie die Injizierung eines zentralen VEGF-haltiges Depots in das Scaffoldinnere darstellte. Neben der Charakterisierung der Scaffolds wurde die Freisetzungskinetik des Modellwachstumsfaktors VEGF aus den modifizierten Scaffolds untersucht und die biologische Aktivität des freigesetzten Faktors auf Endothelzellen getestet. Zusätzlich wurde bei der 2. Strategie, der Injizierung eines Wirkstoffdepots, die Ausbildung eines Wirkstoffgradienten und die zielgerichtete Migration von Endothelzellen in Richtung des Wirkstoffdepots analysiert.