La glycosylation est un processus enzymatique permettant l'ajout de sucres à des composés (sucres, lipides ou protides), modifiant ainsi leurs propriétés. La glycosylation est impliquée dans la détoxification des xénobiotiques et des variations d'activité des enzymes responsables ont été identifiées comme facteur de risque de cancer en particulier dans les organes exposés aux xénobiotiques. Dans la première partie de notre travail nous étudions l'impact des polymorphismes génétiques de certaines enzymes responsables de la détoxification (UGT1A7, GST et XRCC1) sur le risque de carcinome hépatocellulaire. Nous montrons que la combinaison de certains polymorphismes génétiques peut entraîner une augmentation du risque de CHC. Des modifications d'expression des glycoprotéines de surface ont été observées dans les cellules cancéreuses jouant un rôle dans leurs interactions avec le microenvironnement. Dans la seconde partie, nous étudions l'effet de l'inhibition des interactions des cellules de CHC/cellules endothéliales par le blocage du couple sialyl Lewis x/E-sélectine sur la croissance tumorale. Ce blocage est obtenu, d'une part par transfert du gène de la Fucosyl-transferase I, inhibant l'expression de sLex à la surface des cellules de CHC, et d'autre part, par utilisation de cimétidine ou d'amiloride permettant une inhibition de l'expression de la E-sélectine par les cellules endothéliales. Nous obtenons une inhibition de la croissance tumorale in vivo par blocage de la néoangiogénèse. Ces travaux permettent donc d'identifier des facteurs de risque génétiques de CHC et d'envisager une autre voie de traitement du CHC. / Glycosylation is an enzymatic process that consists of the addition of glycosyl groups to compounds (sugars, lipids or proteins), thus modifying their properties. Glycosylation is involved in the detoxification of xenobiotics and variations in activity of enzymes responsible have been identified as a potential risk factor for cancer in particular in organs in contact with the external environment. In the first part of our work we study the impact of polymorphisms of detoxification enzyme (UGT1A7, GST and XRCC1) on the risk of hepatocellular carcinoma. We show that the combination of genetic polymorphisms of such enzymes may increase the risk of HCC. Modifications in the expression of surface glycoproteins have been observed in cancer cells and play a role in their interactions with the tumoral microenvironment. In the second part, we study the effect of inhibition of interactions of HCC cells / endothelial cells on tumor growth by blocking the interaction between sialyl Lewis x and E-selectin. First, we achieved the inhibition of the expression of sLex on the surface of HCC cells by introducing fucosyl transferase- I gene in HCC cells. In a second part of our work we used cimetidine and amiloride to inhibit the expression of E-selectin by endothelial cells. This approach resulted in inhibition of HCC cells / endothelial cells interaction and thereby tumor growth inhibition in vivo. This effect is mediated by an inhibition of tumor neoangiogenesis. This work therefore identifies genetic risk factors for HCC and allows considering another way of treatment of HCC.

Cette thèse a été consacrée à l'évolution du transcriptome de Drosophila simulans, et à son rôledans l'adaptation et la spéciation. L'étude a comporté deux parties. La première utilisant des pucesà ADN pour comparer les transcriptomes de populations de D. simulans, de son espèce jumelleD. sechellia, et de leurs hybrides. La seconde basée sur la quantification des transcrits par séquen-çage haut débit pour comparer une population de la zone d'origine (Afrique), et une populationd'une zone récemment envahie (France métropolitaine). Ces analyses ont mis en évidence plusieursgroupes ou familles de gènes montrant des variations d'expression.Un résultat majeur est l'implication prépondérante de la famille des cytochromes P450 dansl'adaptation. Cette superfamille composée de 85 gènes chez D. simulans est notamment importantepour la détoxi_cation des xénobiotiques. L'expression de plusieurs gènes de cette famille estfortement réduite chez D. sechellia, probablement à cause de la spécialisation de cette espèce surla plante Morinda citrifolia (plante toxique pour les autres drosophiles). On peut s'attendre alorsà un relâchement des contraintes de sélection sur cette famille de gènes, dû à une forte réductionde la diversité des toxines auxquelles cette espèce est exposée.Ces gènes sont également impliqués dans la différenciation entre les populations de la zoneancestrale de D. simulans et les populations dérivées. La zone ancestrale, en Afrique de l'est etdans les îles de l'Océan Indien occidental, est encore peu anthropisée. A contrario, la plupartdes populations dérivées, comme ici notre population de la vallée du Rhône, sont exposées à descontraintes chimiques sous la forme de pesticides utilisés massivement sur les grandes cultures.Ces pesticides contraignent les populations dérivées à s'adapter, ce qui peut se réaliser par uneaugmentation de l'expression. Nous avons détecter une augmentation de l'expression de treizeP450, dont un gène très bien connu pour ses fonctions de détoxifcation : Cyp6g1. Ce gène montreune augmentation d'expression corrélée à une résistance aux pesticides et à l'insertion d'élémentstransposables en 5' ; ceci a été montré en détail chez D. melanogaster, et dans une moindre mesurechez D. simulans. Nous avons mis en évidence chez cette dernière espèce un nouvel évènementd'insertion.Nos résultats montrent également que d'autres familles de gènes impliqués dans les détoxi_-cations sont concernées par ces augmentations d'expression liées à l'anthropisation des milieux,notamment les Glutathion transfèrases (GST).Nous avons également examiné la plasticité d'expression liée au changement de ressource, enélevant une partie de nos populations sur la ressource d'origine (fruits), et une autre partie sur lemilieu axénique, milieu d'élevage standard de laboratoire (stérile). Les drosophiles élevées sur unmilieu "naturel" montrent une forte activation du système immunitaire, et notamment une forteinduction des gènes effecteurs de l'immunité innée, codant les peptides anti-microbiens. Cela estprobablement dû à la présence de microorganismes sur ce milieu (ici, la banane). En conclusion,cette thèse a révélé des familles de gènes fortement impliquées dans les différenciations d'expressionentre populations, espèces, et ressources, posant les jalons d'une meilleure compréhension desmécanismes d'adaptation du transcriptome. / The topic of this thesis was the evolution of the transcriptome of Drosophila simulans, andits role in adaptation and speciation. First, we used microarrays to compare transcriptomes ofpopulations of D. simulans, its sister species D. sechellia and their hybrids. Second, we useda RNA-seq like approach to quantify gene expression of a population from the ancestral range(Africa) on the one side, and a population from a recently invaded zone (France) on the other side.These analyses revealed several gene groups or families showing gene expression variations.One main result is the major involvement of the cytochrome P450 gene family in adaptation.This superfamily is composed of 85 genes in D. simulans, and is notably important in detoxificationof xenobiotics. The expression of several genes of this family is strongly reduced in D. sechellia,likely due to the specialization of this species on Morinda citrifolia (a plant toxic for any otherdrosophila). This specialization may strongly reduce the diversity of toxines this species is exposedto, thus relaxing selective constraints on this gene family.These genes are also involved in the differentiation between populations of the ancestral range ofD. simulans and derived populations. The ancestral range, in eastern Africa and in the occidentalislands of the Indian Ocean, is not highly anthropized yet. Contrasting with this pattern, manyderived populations (here our population from the Rhône valley) are exposed to chemical pressuresdue to the massive use of pesticides on agricultural zones. These pesticides force derived populationsto adapt, which can happen via increased expression in genes such as the very famous exampleof Cyp6g1. This gene shows a strong increase in expression correlated with pesticide resistance aswell as the insertion of transposable elements upstream of the gene ; this was described in detailsin D. melanogaster, and to some extent in D. simulans. We have shown a novel insertion event inthe latter species.Our results also reveal the involvement of other gene families in detoxification linked withanthropized environment via increase of gene expression, notably the Glutathione transferases(GST).We also examined expression plasticity linked with resource change, raising half our _ies ontheir natural food resource (fruits), and the other half on axenic medium (standard sterile laboratorymedium). Drosophila raised on their natural medium show a strong activation of their immunesystem, and notably an induction of the effectors of teir innate immunity, the anti-microbial peptides.This observation can be explained by the presence of microorganisms on this medium (here,banana). To conclude, this thesis revealed gene families strongly involved in expression differentiationamong populations, species and food resources, paving the way of a better understanding ofmechanisms of adaptation of the transcriptome.

Cette étude à pour objectif de maîtriser les conditions de culture et de production toxinique chez Karenia selliformis et Alexandrium ostenfeldii dans le but de réaliser des contaminations expérimentales indépendamment du caractère aléatoire des proliférations toxiques en zones côtières. Ce travail vise également à étudier l'impact de l'alimentation sur la détoxification artificielle de la palourde Ruditapes decussatus contaminée par des gymnodimines et de l'huître Crassostrea gigas contaminées par des spirolides et enfin d'étudier l'impact physiologique de ces micro-algues toxiques au niveau des organes accumulateurs des coquillages. Dans un premier temps, il a été mis en évidence que les performances de croissance de K. selliformis (taux de croissance et concentration maximale) sont obtenues à une température de 22°C pour une salinité de 36 psu en utilisant le milieu f/2 alors que celles d'A. ostenfeldii sont obtenues à une température de 16°C pour une salinité de 35 psu en utilisant le milieu L1. Le contenu en gymnodimine dans les cellules de K. selliformis augmente en fonction de l'âge de la culture alors que le contenu en spirolide diminue au cours de la croissance cellulaire d'A. ostenfeldii plus particulièrement lors de la culture en photobioréacteur de 100 l. Dans un deuxième temps, des études expérimentales portant sur l'interaction des micro-algues toxiques avec les mollusques ont permis d'apporter des connaissances nouvelles sur le devenir des imines cycliques après contamination et lors de la détoxification. Il a ainsi été mis en évidence i) une accumulation majoritaire des GYMs et des SPXs au niveau des glandes digestives des palourdes et des huîtres ii) une accélération des cinétiques de détoxification lors de l'ajout de l'alimentation. Dans un troisième temps, les essais portant sur la contamination de C. gigas par A. ostenfeldii ont permis de déterminer i) une altération des diverticules digestifs consistant en une réduction de l'épaisseur de la paroi épithéliale et en une augmentation de la surface de la lumière des diverticules digestifs ii) une réaction inflammatoire dans la glande digestive de certains individus contaminés se caractérisant par une agglutination massive d'hémocytes autour de différents organes de la glande digestive: l'estomac, l'intestin ainsi que les conduits et tubules digestifs. Dans le cas des contaminations naturelles et expérimentales des palourdes les analyses histologiques réalisées n'ont pas permis de mettre en évidence des signes d'altération de la glande digestive comme dans le cas des les huîtres contaminées par A. ostenfeldii.

Les prophages sont des vecteurs majeurs de l’évolution des génomes bactériens et ont des rôles divers dans le processus adaptatif de leurs hôtes et peuvent leur apporter un avantage sélectif. Au cours de l’évolution, certains gènes prophagiques peuvent être perdus, notamment ceux codant pour des protéines du cycle lytique. Cependant, alors que certains de ces prophages défectifs sont capables de s’exciser, ils sont maintenus dans le génome de l’hôte, suggérant une pression sélective pour les conserver. C’est le cas du prophage défectif KplE1 chez E. coli K12. Dans l’équipe, des travaux ont mis en évidence que le maintien en lysogénie de différents prophages était sous le contrôle du terminateur de la transcription bactérien Rho. Afin d’identifier de nouveaux facteurs de l’hôte impliqués dans le maintien des prophages, j’ai développé un crible génétique qui m’a permis d’identifier plusieurs candidats impliqués dans le métabolisme général, la détoxification du NO ou qui appartiennent à un autre prophage défectif. Mon travail a été de discriminer lesquels de ces candidats jouaient un rôle significatif dans le maintien des prophages. Sur les trois gènes impliqués dans la détoxification du NO, seule l’expression de norV ou norW permet le maintien de KplE1. NorV réduit le NO et cette réduction nécessite l’utilisation d’un électron généré par l’oxydation du NADH par NorW. J’ai pu également montrer que l’expression du gène norV permettait le maintien d’un autre prophage fonctionnel (HK620) partageant le même module de recombinaison spécifique de site que KplE1. L’ensemble de mes résultats montre qu’il existe un lien co-évolutif important entre les prophages et leurs hôtes. / Prophages play recognized roles in their host genomes evolution and adaptation to variable ecosystems. They can provide to their host selective advantages that increase their competitiveness. Upon evolution, some prophage genes can be lost, especially those coding for lytic cycle capacity. While some of the defective prophages are perfectly competent for excision, they prove to be maintained in bacterial genomes, suggesting the involvement of a selective pressure. This is the case for our defective prophage model: KplE1 in E. coli K12. Previous work in our laboratory demonstrated that lysogeny maintenance of various prophages was controlled by Rho which is the bacterial transcription termination factor. In order to identify new host factors involved in prophage maintenance, I developed a genetic screen. This screen allowed me to identify candidate genes involved in bacterial general metabolism, in NO detoxification and also some genes that belong to another defective prophage. I determined which candidate genes actually played a role in KplE1 maintenance. Among the three genes involved in NO detoxification, I showed that norV or norW individual expression allowed KplE1 maintenance. NorV reduces NO and this reduction needs an electron produced by NorW NADH oxidation. I also showed that norV expression allowed the maintenance of another functional prophage (HK620) that shares the same site specific recombination module as KplE1. Together, my results illustrate the coevolution between prophages and their hosts.

Les interfaces sang-cerveau comme la barrière hémato-encéphalique (BHE), les plexus choroïdes (PC) ou les organes circumventriculaires (OCV), constituent des barrières physiologiques nécessaires au fonctionnement du système nerveux central. Ces barrières sont à la fois « physiques », constituées de jonctions serrées, et « enzymatiques ». Longtemps considérées comme immatures chez le fœtus, ces barrières sont en réalité présentes précocement au cours du développement. Leurs caractéristiques et leurs propriétés restent peu connues chez l'homme. Nos travaux montrent que les PC expriment, précocement au cours du développement, des protéines de jonction serrée, les claudines (CLDN) 1, 2 et 3 chez le rat et chez l'homme. Cette expression est dynamique au cours du développement avec une apparition progressive de la CLDN2 pouvant avoir un lien avec la sécrétion du liquide céphalo-rachidien. Les CLDN 1 et 3 sont identifiées chez le fœtus humain au niveau de l'organe sous-commissural (OSC), un des OCV. La CLDN5 est exprimée précocement au niveau de la BHE chez le rat et chez l'homme et son expression est altérée dans un modèle d'excitotoxicité néonatale. Nos travaux montrent également que l'analyse du profil des CLDN est utile en pathologie tumorale notamment dans la compréhension et le diagnostic de tumeurs développées à partir des PC ou de l'OSC. Enfin, diverses enzymes antioxydantes et de détoxification dont l'époxyde hydrolase microsomale sont exprimées à 22 semaines d'aménorrhée principalement au niveau des PC du fœtus humain. Ces données suggèrent des capacités de détoxification des PC, d'installation précoce au cours du développement chez l'homme / Blood-brain interfaces including blood-brain barrier (BBB), choroid plexuses (CP) or circumventricular organs (CVO) are physiological barriers required for brain homeostasis. These barriers are “physical”, with tight junctions, and “enzymatic”. Though long considered immature in fetuses, these barriers are present from an early stage of development. Their characteristics and their properties are largely unknown in humans. Our work demonstrates that CP express tight junction-associated proteins claudins (CLDN) 1, 2, and 3 at early stages of development in rat and human. This expression is dynamic during development as shown by the progressive increase of CLDN2 immunopositivity that may follow increase in cerebrospinal fluid secretion. CLDN 1 and 3 are identified in human fetal subcommissural organ (SCO), one of the CVO. CLDN5 is early expressed in rat and human BBB and its expression is disrupted by excitotoxic injury. Our work also shows that CLDN immunohistochemical profile is useful in tumoral pathology, notably to better understand and diagnose tumors arising from CP or the SCO. Finally, various antioxidant and detoxifying enzymes such as the microsomal epoxide hydrolase are expressed at 22 weeks of gestation in the human fetus, mainly in CP. These results suggest a high detoxifying capacity for the CP during development in humans

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