Le muscle squelettique est le réservoir principal d’acides aminés libres de l’organisme. Ainsi, l’atrophie musculaire induite par l’immobilisation peut entraîner un affaiblissement et un allongement des périodes de récupération générant des coûts de santé publique élevés. Une aggravation de l’atrophie caractérise de façon surprenante le muscle tibialis anterior (TA) après le déplâtrage, retardant la récupération. Mon objectif a été de comprendre les mécanismes à l’origine de l’aggravation de l’atrophie du TA pendant les phases précoces de récupération en étudiant i) la structure et le phénotype des muscles, ii) la composition de la matrice extracellulaire (MEC), iii) la protéolyse et l’apoptose, et iv) les processus de signalisation via les intégrines. Des rats ont été soumis à une immobilisation par plâtrage pendant 8 jours d’une des deux pattes arrière, l’autre servant de témoin, et placés en récupération pendant 10 jours. L’aggravation de l’atrophie du TA apparaît dès déplâtrage, corrélée avec i) une baisse de l’aire des fibres associée à leur déformation, ii) une redistribution des isoformes des chaines lourdes de myosines, iii) une augmentation de l’apoptose localisée dans le tissu conjonctif, iv) un épaississement de l’endomysium pendant la remobilisation, v) des adaptations au niveau des processus de remodelage des collagènes, et vi) une activation prononcée et persistante du système protéolytique ubiquitine-protéasome (UPS) et de l’apoptosome. Nous montrons également une élévation des niveaux ARNm dans le TA remobilisé vii) de la ténascine-C et de Sparc dès le déplâtrage, et viii) de marqueurs de l’autophagie à partir du moment où l’atrophie se stabilise. Enfin, nous montrons également une élévation des ARNm dans le TA immobilisé ix) des facteurs myogéniques, et x) des intégrines membranaires et de leurs partenaires pendant l’immobilisation et après le déplâtrage. En conclusion, mon travail de thèse a permis de montrer que l'aggravation de l’atrophie du TA est précoce, associée à un remodelage important de la structure et de la composition de la MEC et du phénotype des fibres musculaires, et pourrait résulter de l’augmentation persistante et prononcée de la voie UPS et de l’apoptose. Ce travail suggère que des modifications au niveau des molécules matricielles pendant la remobilisation pourraient influencer la signalisation dépendante des intégrines et la régénération musculaire. / Skeletal muscle is the main reservoir of body amino acids. Thus, muscle atrophy induced by immobilization can lead to a weakening and to a lengthening of recovery periods, leading to elevated healthcare costs. Surprisingly, a worsening of tibialis anterior (TA) muscle atrophy prevailed after cast removal and thus delayed recovery. The aim of my Ph.D was to understand mechanisms underlying the worsening of TA atrophy during early recovery by studying i) the muscle structure and phenotype, ii) the composition of the extracellular matrix (ECM), iii) proteolysis and apoptosis, and iv) the signaling pathways via integrins. Rats were subjected to hindlimb casting for 8 days of one hindllimb, the other leg served as control, and then were allowed to recover for 10 days. The worsening of TA atrophy appeared immediately after cast removal and correlated with i) a decrease in fiber crosssection area associated to fiber deformation, ii) a redistribution of myosin heavy chain isoforms, iii) an increase in apoptosis localized in the connective tissue, iv) a thickening of the endomysium during remobilization, v) some adaptations in collagen remodeling processes, and vi) a pronounced and sustained activation of the ubiquitin-proteasome proteolytic system (UPS) and of the apoptosome. We also showed an increase in the remobilized TA of mRNA levels vii) of tenascin-C and Sparc immediately after cast removal, and viii) of some autophagy markers, when atrophy stabilized. Finally, we showed an elevation of mRNA levels encoding ix) myogenic factors, and x) transmembrane integrins and their partners during TA immobilization and after cast removal. In conclusion, my Ph.D project showed that the worsening of the TA atrophy occurred early after cast removal, was associated with a significant remodeling of the structure and composition of the ECM and of the phenotype of muscle fibers, and may result from pronounced and sustained increase in the UPS and apoptosis. This work suggests that changes in the matricellular matrix molecules during remobilization could influence integrin-dependent signaling and muscle regeneration.

La cicatrisation cornéenne représente un processus de réparation complexe qui vise à restaurer l'intégrité, la structure et la transparence de la cornée. Cependant, dans un certain nombre de cas, ce processus peut évoluer de façon anormale et se stabiliser en entraînant la formation d'une opacité cornéenne installée. Les mécanismes impliqués dans la formation de ces cicatrices persistantes ne sont pas encore complètement élucidés, mais il est établi que la composition et l'organisation de la matrice extracellulaire du stroma jouent un rôle majeur dans la restauration de la transparence de la cornée. Ce projet s’est concentré sur la métalloprotéase extracellulaire BMP-1 (Bone Morphogenetic Protein 1), déjà connue pour son rôle dans l'assemblage de la matrice extracellulaire et l'activation du TGF-bêta. Afin d’identifier les processus contrôlés par BMP-1 dans la cornée, nous avons d’abord effectué une comparaison systématique des inhibiteurs de BMP-1 connus ou potentiels, de différentes origines, pour caractériser leurs propriétés à la fois in vitro et dans des cultures cellulaires. Ensuite, nous avons mené une étude approfondie du sécrétome des cellules stromales de la cornée humaine (kératocytes), et des conséquences de la différenciation de ces cellules en myofibroblastes. Enfin, nous avons analysé les événements protéolytiques médiés par BMP-1 dans le sécrétome des kératocytes en utilisant principalement une approche de protéomique quantitative basée sur le marquage iTRAQ des protéines entières (technique TAILS). La comparaison des inhibiteurs disponibles de BMP-1 a permis de mettre en évidence différents profils d’efficacité, de spécificité et de toxicité et a conduit à l’identification d’un inhibiteur hydroxamate et d’un inhibiteur protéique efficaces, peu toxiques et très spécifiques de BMP-1. Le sécrétome des kératocytes s’est avéré être un modèle adéquat pour l’étude des activités de BMP-1 dans le contexte cornéen. Plus de 2022 protéines ont été identifiées, dont la métalloprotéase BMP-1 et 16 de ses 33 substrats connus jusqu’à présent. Enfin, 76 protéines modifiées par l’activité de BMP-1 ont été identifiées dans le sécrétome des kératocytes. Ces résultats confirment les liens forts entre BMP-1, l'assemblage de la matrice extracellulaire et le TGF-bêta, mais suggèrent également de nouveaux rôles pour la protéase dans l'inflammation. Certains des substrats nouvellement identifiés (TGFBI, HSP47 et collagène VI) sont très pertinents dans le contexte de la cicatrisation de la cornée et ont été validés d’un point de vue biochimique. En conclusion, BMP-1 est confirmée comme une cible potentielle intéressante pour traiter ou prévenir la formation des opacités cornéennes et la caractérisation des inhibiteurs disponibles ouvre des perspectives importantes pour des études précliniques chez l’animal / When the cornea is injured, a complex multi-step healing process is triggered which aims at restoring corneal integrity, structure and transparency. However, in some cases, corneal healing results in the formation of a stable scar associated with a prolonged loss of corneal transparency and with functional blindness. The mechanisms involved in the formation of these persistent scars are still not fully understood but it is known that the composition and organization of the extracellular matrix significantly contributes to the maintenance of corneal transparency. This work focused on the extracellular metalloproteinase called BMP-1 (Bone Morphogenetic Protein 1), a major player in the control of extracellular matrix assembly and TGF-beta activation, which was previously shown to be up-regulated in corneal healing and scarring. In order to further probe BMP-1 functions in corneal healing, we first performed a systematic comparison of known or potential BMP-1 inhibitors from different origins to characterize their properties both in vitro and in cell cultures. We then carried out an in-depth study of the secretome of human corneal stromal cells (keratocytes) and of the consequences of the differentiation of these cells into myofibroblasts. Finally, we analyzed BMP-1-mediated proteolytic events in keratocyte secretomes, mainly using a quantitative proteomic approach based on iTRAQ labeling of proteins (TAILS technique). The comparison of BMP-1 available inhibitors revealed different profiles of efficacy, specificity and toxicity and led to the identification of one hydroxamate inhibitor and one protein inhibitor, which were very efficient, non-toxic and very specific of BMP-1. The keratocyte secretome was shown to be a suitable model for the study of BMP-1 activities in the corneal context. More than 2022 proteins were identified, including the BMP-1 metalloprotease and 16 of its 33 already known substrates. Finally, 76 proteins modified by BMP-1 activity were identified in the keratocyte secretome. These results confirm the strong links between BMP-1, extracellular matrix assembly and TGF-beta, but also suggest new roles for this protease in cell proliferation and inflammation. Some of the newly identified substrates (TGFBI, HSP47 and collagen VI) are highly relevant in the context of corneal healing and were validated at the biochemical standpoint. In conclusion, BMP-1 is confirmed as a potential target to treat or prevent the formation of corneal opacities and the characterization of available inhibitors opens up important perspectives for preclinical studies in animals

Une expression élevée de la protéine de la matrice extracellulaire ténascine-C (TNC) favorise la progression du cancer et est corrélée à une réduction de la survie des patients. Dans cette thèse, j’ai étudié comment la TNC affecte l'angiogenèse tumorale. J’ai montré que la TNC altère les protrusions angiogéniques, la tubulogenèse, la migration et la prolifération des cellules endothéliales. J’ai lié ces effets à la perturbation du cytosquelette d'actine et la réduction de la signalisation YAP par la TNC. Chez les cellules tumorales et les fibroblastes associés au cancer, la TNC favorise la sécrétion de facteurs angio-modulateurs qui stimulent la survie et la tubulogenèse des cellules endothéliales de façon paracrine. Cet effet implique la régulation de l’expression de SDF1 (CXCL12) et de deux membres de la famille des lipocalines. Ainsi, la TNC favorise l’angiogenèse en activant chez les cellules tumorales un sécrétome pro-angiogénique, et inhibe la tubulogenèse en altérant la survie des cellules endothéliales. Ces effets opposés pourraient expliquer pourquoi nous avons observé dans un modèle de tumeur spontanée chez la souris que la TNC favorise le switch angiogénique résultant en la formation d’une forte vascularisation tumorale, mais qui reste peu fonctionnelle associée à la formation de plus de métastases. Ce travail fournit pour la première fois la possibilité de contrer l’action de la TNC dans l'angiogenèse tumorale. / A high expression of the extracellular matrix molecule tenascin-C (TNC) enhances multiple steps in cancer progression and correlates with worsened survival prognosis. In this thesis I studied how TNC affects tumor angiogenesis. I showed that TNC impairs endothelial sprouting, tubulogenesis, migration and proliferation. I linked this effect to disruption of the actin cytoskeleton and reduced YAP signaling activity by TNC. In tumor cells and cancer associated fibroblasts, TNC regulated secretion of angio-modulatory factors that promoted endothelial cell survival and tubulogenesis in a paracrine manner involving regulation of SDF1 (CXCL12) and two lipocalin family members. Altogether, TNC promotes endothelial tubulogenesis through a pro-angiogenic secretome from tumor cells, and inhibits by direct contact tubulogenesis by impairing endothelial cell survival. These opposing effects could explain why we observed that TNC promotes the tumor angiogenic switch resulting in more but poorly functional blood vessels associated with more metastasis in a spontaneous tumor mouse model. This knowledge provides for the first time opportunities to counteract TNC activities in tumor angiogenesis.

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) présente des mutations génétiques qui altèrent les principales voies de signalisation, notamment la voie Wnt/β-caténine. En absence de mutation génétique, certains CHC peuvent montrer une activité Wnt exacerbée suite à une inactivation épigénétique d’inhibiteurs ou à une surexpression de ligands Wnts ou de ses récepteurs. De plus, le remodelage de la matrice extracellulaire favorise la progression du CHC. Nous avons montré une association entre l’activation du signal Wnt et le remodelage de la matrice extracellulaire (MEC) dans les cirrhoses et le CHC. Puis modélisé in vitro, les effets des stimuli Wnt extracellulaires sur le phénotype de cellules hépatiques, en absence de mutation de la β-caténine. En effet, les cellules HepaRG ne présentent pas de mutations de la β-caténine, de l’axine et de p53. Ainsi, la stimulation Wnt3a des cellules HepaRG induisait la formation de palissades de cellules fusiformes. De plus, les cellules traitées exprimaient des taux élevés de αSMA, COLIV, c-MYC, CK19 et LGR5 suggérant un phénotype myofibroblastique, en accord avec l’expression des marqueurs de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), SNAIL et TWIST. Ces données sont en faveur du rôle déterminant du microenvironnement Wnt activé dans la progression du CHC entrainant les cellules vers un phénotype progéniteur plus agressif via une TEM. En outre, l'analyse in silico de la signature transcriptomique de l'activation non mutationnelle de la voie Wnt a révélé un réseau de gènes impliqués dans le remodelage de la MEC, la TEM et la différenciation cellulaire. Les résultats suggèrent le rôle de HAPLN1 qui affecterait la migration cellulaire et l'expression des gènes de la MEC. De plus, LGR5 semble favoriser la dédifférenciation des hépatocytes. Au total, 8 gènes marqueurs obtenus in vitro ont été validés in vivo dans une série de 81 CHC humains, par qPCR et immunohistochimie en utilisant des tissus micro-array (78 CHC et 5 foies contrôles). Au total, l'ensemble des données suggère que HAPLN1 a une valeur pronostique sur la récidive et la survie globale du CHC. HAPLN1semble être indépendant du statut mutationnel la β-caténine et des variables cliniques. De plus, sa valeur pronostique est additive avec celle de CK19 + EpCAM et il semble agir en synergie avec NOG. / Hepatocellular carcinoma (HCC) displays signaling pathway disorders, including Wnt/β-catenin. Up-regulation of extracellular Wnt pathway agonists and down-regulation of extracellular Wnt pathway inhibitors result in non-mutational activation of Wnt signaling. In addition, increased extracellular matrix remodeling fosters HCC progression. Thus, we showed that enhanced Wnt signaling is associated with extracellular matrix remodeling in human cirrhosis and cancer. To further investigate non-mutational Wnt pathway activation, we established a model of Wnt activation in HepaRG human HCC progenitor cells carrying wild-type β-catenin, axin and p53. HepaRG progenitor cells treated with Wnt3a became fusiform and grew in palisades with enhanced expression of αSMA, COLIV, CK19, c-MYC, LGR5, SNAIL and TWIST, suggesting that enhanced extracellular Wnt signaling may drive HCC cells toward a more aggressive progenitor and epithelial mesenchymal transition (EMT) phenotype. Moreover, in silico analysis of the transcriptomic signature of non-mutational Wnt activation revealed a gene network involved in ECM remodeling, EMT and cell fate. Results suggest a role of HAPLN1, affecting extracellular matrix gene expression and cell migration and of LGR5 in hepatocyte dedifferentiation. Eight genes among the HepaRG gene expression dataset were validated in vivo in a collection of 81 human HCC samples and controls by qPCR and immunohistochemistry using tissue micro-arrays (78 HCC samples and 5 normal livers) in the light of β-catenin activation and mutational status. In conclusion, data suggest that HAPLN1 has a prognostic value on overall survival and recurrence of HCC. HAPLN1 appears to be independent of clinical features and β-catenin mutationnal status. Moreover, HAPLN1 appears to have an additive prognostic value with CK19 + EpCAM and act synergistically with NOG.

Les pathologies valvulaires aortiques sont des pathologies plurifactorielles, comportant un déterminisme génétique indiscutable mais peu caractérisé. Ma thèse a pour but d’étudier le rôle du facteur de transcription Krox20 au cours du développement et de la maturation valvulaire à travers l’analyse de modèles murins. Nous avons montré que ce gène est nécessaire au développement et à la maturation de la valve aortique. L’invalidation de Krox20 chez la souris conduit à une hypertrophie des feuillets aortiques dès les stades fœtaux et à des insuffisances aortiques chez l’adulte. Ces anomalies sont associées à des défauts d’organisation de la matrice extracellulaire en partie liée à une régulation directe de l’expression des collagènes de type I et III. 25% des souris déficientes pour Krox20 présentent une bicuspidie de la valve aortique. Nous avons observé une diminution de l’expression de eNos chez ces mutants et pu mettre en évidence une interaction génétique entre Krox20 et eNos. De plus, nous avons identifié une sous population de cellules des crêtes neurales cardiaques impliquées dans l’apparition de la bicuspidie chez les mutants Krox20. Afin d’explorer le rôle de Krox20 dans la calcification de la valve aortique, nous avons étudié les conséquences de la surexpression de ce gène dans un modèle et montré que lcela induisait une activation de gènes pro-fibrotiques et pro-ostéogénique sans conduire à des dépôts calciques. Krox20 est donc un facteur de transcription important pour la valvulogenèse et à l’homéostasie valvulaire chez l’adulte. Mes travaux ont contribué à l’identification de Krox20 comme gène candidat potentiel aux valvulopathies rencontrées chez l’homme. / Long seen as a consequence of aging and mechanical wear of aortic cusps, aortic valve diseases are currently considered multifactorial diseases, with an indisputable genetic determinism but not well characterized. My thesis aims to study the role of the transcription factor Krox20 during development and maturation of the valve through the analysis of mouse models. We have shown that this gene is necessary for the development and maturation of the aortic valve. Indeed, the deletion of Krox20 in the mouse leads to thickened aortic leaflets from the fetal stage and the onset of aortic valve disease in adults. These anomalies are associated with defects in the organization of the extracellular matrix and more particularly to direct regulsation of collagen type I and type III expression. Our analysis showed that 25% Krox20-/- mice have a bicuspid aortic valve. The analysis of this model has allowed us to identify a population of cardiac neural crest cells involved in the occurrence of this phenotype. In addition, we were able to observe a down regulation of eNos in Krox20-/- embryos and show a genetic interaction between Krox20 and eNos. To address the role of Krox20 in the process of calcification of the aortic valve, we have studied the effects of its overexpression. Our preliminary results indicate that this overexpression leads to activation of pro-fibrotic and pro-osteogenic genes, however, this is not sufficient to induce calcification of aortic valve leaflets.Therefore Krox20 is important for valvulogenesis but also for valvular homeostasis in the adult. My work has contributed to the identification of a potential candidate gene involved in human valve diseases.

Le potentiel d'action est un des événements de signalisation majeurs du cerveau. Ce travail est dédié à l'étude de la génération du potentiel d'action, et son impact dans le potentiel extracellulaire ainsi que dans le réseau local. Pour ce faire nous avons abordé trois questions principales. Premièrement, nous nous sommes intéressés à comprendre pourquoi les potentiels d'action ont souvent un début brutal dans les enregistrements somatiques des neurones de mammifères. Nous avons montré que l'hypothèse du couplage résistive critique explique comment le potentiel d'action est initié dans le segment initial de l'axone pour fournir le 'kink' dans le soma. Deuxièmement, nous avons évalué l'impact de la position du segment initial sur le potentiel extracellulaire. De façon importante, nous démontrons que l’impact de la position du segment initial axonal dans la forme et l’amplitude du potentiel d’action dépend de la distance entre le site d’enregistrement et l’axone, et de sa position par rapport à l’axe soma-segment initial axonal.Finalement, nous avons exploré l’impact d’un seul potentiel d’action dans l’activité de réseau, car cet effet est souvent questionné. Nos montrons qu’un seul potentiel d’action d’un neurone pyramidal hippocampique peut commencer l’activité «sharp-wave ripple” qui consiste en l’activation de multiple interneurones. L’ensemble de nos résultats montre que les potentiels d’action sont des événements complexes modelés par la biochimie de le membrane neuronale et la morphologie de l’axone. De plus, ces caractéristiques neuronales modulent fortement leur impact dans le champ extracellulaire et l’activité de réseau. / The action potential is considered one of the major signaling events in the brain.Although it has been studied for years, many questions remain unanswered. The present work is dedicated to the study of action potential generation, its impact on extracellular field and local network establishment. We considered three questions: Firstly, (i) we asked why mammalian neurons often have characteristically sharp onset in the somatic recordings of action potentials. We show that the Critical Resistive Coupling Hypothesis is sufficient to explain how the action potential is initiated in the axon initial segment to provide for the ‘kink’ in the soma, while the Back propagation Hypothesis is not sufficient to explain it. Next, (ii)we asked how the placement of the axon initial segment might affect the extracellular field. We show that the impact of the axon initial segment position on the shape and amplitude ofextracellular action potential depends on the distance between the recording site andthe axon and on its position along the soma–axon initial segment axis. Finally, (iii)we inquired if a single action potential might have an effect on the network activity. Weshow that a single action potential from a single pyramidal neuron in the hippocampus can trigger sharp-wave ripple activity consisting of the firing of multiple interneurons.Altogether, our results show that action potentials are complex events shaped by the biochemistry of the neuronal membrane and morphology of the axon. In addition these features strongly modulate the neuron’s impact on the extracellular field and network activity.

La neurogenèse adulte permet la formation de nouveaux neurones dans les bulbes olfactifs de la souris. Les propriétés des cellules souches neurales situées dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) et des précurseurs sont régulées par la niche contenant des cellules de support et une matrice extracellulaire (MEC). Des facteurs contenus dans le liquide cérébrospinal (LCS), produits par les plexus choroïdes (PC), contrôlent aussi la niche. L'homéoprotéine Otx2 est secrétée dans le LCS par les PC, et internalisée spécifiquement par certaines cellules du parenchyme cérébral. Otx2 est impliquée dans différentes étapes du développement du cerveau, dont celui des PC, et peut agir de manière non-cellulaire-autonome. Ma thèse vise à comprendre comment Otx2 régule les fonctions des PC et participe à la neurogenèse adulte. Grâce à des études génomiques d'un modèle murin knockdown (KD) d'Otx2 dans les PC adultes, nous avons montré que (i) les PC de différents ventricules présentent des profils d'expression différents (ii) le KD d'Otx2 modifie l'expression de gènes impliqués dans des fonctions importantes des PC (iii) la dérégulation de certains gènes après KD est spécifique d'un type de PC. Une étude protéomique suggère (iv) qu'Otx2 pourrait être impliquée à d'autres niveaux que la régulation transcriptionnelle. L'étude de la neurogenèse adulte dans des modèles murins KD d'Otx2 nous a permis de montrer que (i) l'expression d'Otx2 dans les PC régule la neurogenèse adulte (ii) Otx2 transfère dans les astrocytes de la ZSV (iii) le transfert d'Otx2 est suffisant pour réguler la neurogenèse (iv) le KD d'Otx2 dans les PC modifie l'expression de protéines de la MEC secrétées par les astrocytes. / Adult neurogenesis in mice involves neural stem cells in the subventricular zone (SVZ) whose progenitors integrate into the olfactory bulbs. The neurogenic niche, which contains supporting cells and extracellular matrix (ECM), regulates the properties (proliferation, migration and differentiation) of progenitor cells. This niche is influenced by factors from cerebrospinal fluid (CSF), which is produced by the choroid plexus (CP) in the brain ventricles. The Otx2 homeoprotein transcription factor is secreted into CSF by CP, and taken up by a specific subset of cells within the brain parenchyma. Otx2 is involved in various stages of brain development, including CP development, and has non-cell autonomous functions. The aim of my thesis is to understand how Otx2 regulates adult CP function and participates in adult SVZ neurogenesis. Through genomic studies, we investigated the consequence of Otx2 knockdown (KD) in adult CP and found: (i) adult CP from different ventricles exhibit different expression profiles; (ii) Otx2 KD alters the expression of genes with important CP functions; and (iii) deregulation of certain genes after Otx2 KD can be CP specific. Through proteomics studies, we found that (iv) adult Otx2 could be involved in functions beyond transcriptional regulation, such as RNA processing.To evaluate the role of Otx2 in SVZ neurogenesis, we also used Otx2 KD mouse models. We found that: (i) the expression of Otx2 in CP regulates adult neurogenesis; (ii) Otx2 transfers to astrocytes of the SVZ; (iii) Otx2 transfer is sufficient to regulate adult neurogenesis; and (iv) Otx2 KD in CP alters the expression of ECM proteins secreted by astrocytes in the neurogenic niche.

Le bois représente une des ressources en polymères les plus abondantes de l’écosystème terrestre. Les champignons dégradant la matière lignocellulosique jouent un rôle important dans le cycle du carbone. Ils présentent un fort intérêt au niveau biotechnologique en particulier pour la production d’enzymes. Parmi les champignons saprophytes, ceux de la classe des Agaricomycota sont particulièrement intéressants puisqu’ils possèdent la capacité de dégrader les différents composés du bois : cellulose, hémicelloloses et lignine. De plus, ces champignons ont développé un système de détoxication impliquant des enzymes telles que les glutathion transférases (GST). Celles-ci sont impliquées dans la dégradation de composés potentiellement toxiques générés lors de la dégradation du bois mais également la dégradation de xénobiotiques. L’étude des systèmes extracellulaires et intracellulaires de Trametes versicolor impliqués dans les processus de décomposition du bois, décrite dans ce manuscrit, avait pour objectif d’identifier les facteurs moléculaires impliqués dans l’adaptation des champignons à leur environnement. Les approches pluridiciplinaires mises en œuvre lors de cette thèse ont permis d’identifier une variabilité phénotypique intraspécifique chez une dizaine de souches de T. versicolor, cette variabilité semblant être liée à la nature de l’essence ligneuse d’origine de ces souches. De plus, les travaux réalisés sur les GSTs apparteant aux classes oméga et GHR ont contribué à améliorer nos connaissances sur l’implication de cette famille multigénique dans l’adaptation des champignons xylophages à leur mode de vie / Wood is one of the most abundant polymer resources of the Earth’s ecosystem. Wood decaying fungi play an important role in the carbon cycle. They have a strong interest in biotechnology level in particular for the production of enzymes. Among the saprophytic fungi, those of the class of agaricomycota are particularly studied since they possess the ability to degrade varous compounds from wood : cellulose, hemicelluloses dand lignin. In addition, these fungi have developed a detoxification system involving enzymes such as glutathione transferases (GST). These latter are involved in degradation of wood but also in the degradation of xenobiotics. In this manuscript, the study of extracellular and intracellular system from Trametes versicolor, involved in wood decay process is described, the main goal being to identify the molecular factors involved in adaptation of the to their environment. Multidisciplinary approaches used in this PhD led to identification of an intraspecific phenotypic variability among ten strains of T. versicolor, this variability appearing to be related to the tree species where these strains have been isolated. Moreover, the work done on GSTs belonging to GHR and omega classes have improved our knowledge of the involvement of this gene family in adaptating the wood decayers to thrit lifestyle

L’angiogenèses par bourgeonnement est associée à une réorganisation majeure de la matrice extracellulaire (MEC). Nous avons déjà démontré que la lysyl oxydase-like 2 (LOXL2), une enzyme responsable du crosslinking de la MEC, régule la formation de vaisseaux intersomitiques dans les embryons de poisson zèbre et de capillaires en hydrogels 3D. Dans ce manuscrit, nous avons examiné les mécanismes impliqués dans cette régulation. Nous avons constaté l’association intracellulaire de LOXL2 avec la fibronectine et le collagène IV, avant d’être incorporée dans des structures fibrillaires dès l’exocytose. De plus, l’inhibition de l’expression de LOXL2 entraine des défauts de déposition de la MEC et diminue sa rigidité, inhibant secondairement la maturation des structures d'adhésion cellulaire. Alors que LOXL2 n‘est pas nécessaire pour la formation de capillaires dans un modèle 2D sur MEC de fibroblastes, les défauts de déposition de MEC sont corrélés à l'inhibition de formation des capillaires en hydrogel 3D. Ni l’addition de LOXL2 exogène, ni l’augmentation de la rigidité des hydrogels ne compense la perte d’expression de LOXL2. Enfin, nous avons pu montrer que ni l'activité catalytique ni le domaine catalytique de LOXL2 ne sont essentiels pour la formation de capillaire dans le poisson zèbre et dans les hydrogels et pour l’assemblage du collagène IV par des cellules endothéliales. L’ensemble de ces données suggère donc que les domaines SRCR de LOXL2 exprimés par des cellules endothéliales régulent l’échafaudage de fibronectine et de collagène IV dans la MEC qui est nécessaire à la formation de capillaires. / Sprouting angiogenesis is associated with major extracellular matrix (ECM) remodelling, consisting in both degradation of the microenvironment and generation of a new basement membrane. We have previously reported that lysyl oxidase-like 2 (LOXL2), an enzyme responsible for ECM crosslinking, regulates formation of intersomitic vessels (ISV) of zebrafish embryos and of capillaries in 3D hydrogels. In this manuscript we investigated the mechanisms involved. We found that LOXL2 associates with fibronectin and collagen IV intracellulary before direct incorporation in fibrillar structures of the ECM upon exocytosis. In addition, silencing LOXL2 demonstrated its involvement in ECM deposition as both composition and stiffness of the ECM were affected, which subsequently altered maturation of cell adhesion structures. Whereas LOXL2 is not required for formation of capillaries on top of a fibroblast monolayer, in a 2D assay, ECM defaults were associated with altered formation of capillaries in 3D hydrogels.Neither addition of exogenous LOXL2, nor increasing the stiffness of hydrogels could restore capillary formation. Moreover, we could show that neither the catalytic activity nor the catalytic domain were required for capillary formation in vivo and in 3D hydrogels, and for collagen IV deposition by endothelial cells. Altogether, these data suggest that the SRCR domains of LOXL2 expressed by endothelial cells regulate 3D capillary morphogenesis through scaffolding of fibronectin and collagen IV in the ECM.

Le système musculo-squelettique permet la mobilité. Le développement des muscles, du tissu conjonctif (TC) et des os est coordonné de manière très précise. Osr1 encode pour un facteur de transcription qui est exprimé au niveau du TC musculaire au cours du développement. Le but de cette thèse est d'élucider la fonction d’Osr1 dans la régulation cellulaire non-autonome de la formation des muscles au niveau des membres dans le modèle murin. Le traçage génétique a révélé que les cellules Osr1+ sont à l’origine de plusieurs TC, y compris musculaire, cutané et pulmonaire, mais aussi à l’origine du muscle lisse et des adipocytes bruns. L’analyse phénotypique des embryons de souris Osr1GCE/GCE à E13.5 a révélé des défauts dans l’organisation des muscles. L’analyse transcriptomique montre deux caractéristiques moléculaires causées par le manque d'activité d’Osr1. Tout d'abord, Osr1 réprime l'expression de gènes associés au développement du cartilage et du tendon, ce qui suggère qu’Osr1 confère une identité «tissu conjonctif musculaire». Ensuite, Osr1 régule positivement l'expression des composants de la matrice extracellulaire (MEC). De plus, l’expression de nombreuses molécules de signalisation est diminuée dans les cellules déficientes pour Osr1. Ces résultats montrent l’importance des cellules Osr1+ du TC dans la formation des muscles des membres. Ces résultats montrent également qu’Osr1 régule la transcription des composants de la MEC au niveau du tissu conjonctif musculaire. Enfin, ils suggèrent qu’Osr1 exerce sa fonction par l'intermédiaire de facteurs sécrétés pour assurer le bon développement musculaire. / The musculoskeletal system allows body motion. Despite the distinct mesodermal origins of its components, the development of muscle, connective tissue (CT) and bone is highly coordinated. Osr1 encodes a zinc-finger transcription factor expressed in muscle CT in limbs. The aim of the PhD was to elucidate Osr1 function in the non-cell autonomous regulation of mouse limb muscle formation. Genetic lineage tracing revealed that Osr1+ cells are progenitors for several CTs, including muscle, dermal and lung CTs, but also for smooth muscle and brown adipocytes. Comprehensive phenotypic analysis of skeletal muscles in E13.5 Osr1GCE/GCE mouse embryos revealed impaired muscle formation. Transcriptomic analysis highlighted two major molecular characteristics caused by the lack of Osr1 activity. First, Osr1 actively repressed the expression of genes associated with cartilage and tendon development, suggesting that Osr1 confers a muscle connective tissue identity. Second, Osr1 positively regulated the expression of components of the extracellular matrix (ECM). In addition to the decrease of ECM components, numerous signaling molecules were significantly down-regulated in Osr1-deficient cells of mutant embryos. This highlights the function of Osr1+ resident connective tissue cells in limb muscle formation. It also establishes that Osr1 regulates the transcription of ECM components in limb muscle CT. Lastly, it suggests that Osr1 exerts its function via chemokines and secreted factors to ensure proper muscle development.