Les capacités de cicatrisation de la gencive en font un modèle de régénération tissulaire naturelle. Ces capacités sont liées en grande partie à l’activité des fibroblastes. Composante cellulaire principale du tissu conjonctif gingival, ils sont au cœur de la régulation des réponses inflammatoires et des processus de cicatrisation. Nous avons supposé que ce tissu pouvait contenir des cellules souches, pouvant expliquer en partie, ces capacités de réparation. Au cours de cette thèse, nous avons pu mettre en évidence la présence de cellules souches mésenchymateuses aux propriétés communes avec les cellules souches adultes dérivées des crêtes neurales. Ces cellules expriment des marqueurs spécifiques des cellules souches et des crêtes neurales. Par ailleurs, elles présentent des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence. Elles sont, en effet, capables de se différencier en adipocytes, ostéocytes et chondrocytes. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à la différenciation chondro/endochondrale. La culture des cellules, sous forme de sphères en suspension, a permis de mettre en évidence leurs capacités de différenciation en tissus cartilagineux et articulaires. Elles s’organisent spontanément en plusieurs types cellulaires différents, générant notamment des chondrocytes hypertrophiques et des synoviocytes selon leur localisation au sein des sphères et du milieu de culture utilisé. Le comportement de ces cellules soumises à ces conditions a permis de montrer leurs facultés à reproduire, in vitro, des processus proches de ceux retrouvés au cours du développement. Ces résultats permettent une meilleure compréhension des phénomènes de différenciation des cellules souches adultes, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour des applications en thérapie cellulaire articulaire et osseuse. / The healing capacity of the gingiva makes it a model of natural tissue regeneration. These capabilities are largely related to the fibroblast activity. They are the main cellular component of the gingival connective tissue and they regulate inflammatory responses and healing process. We hypothesized that this tissue could contain stem cells, which could explain, in part, these repair capabilities. In this thesis, we were able to demonstrate the presence of mesenchymal stem cells with properties shared with the neural crest-derived adult stem cells. These cells express specific markers of stem cells and neural crest. Moreover, they do have the capacity to self-renew and multipotency. They are, indeed, able to differentiate into adipocytes, chondrocytes and osteocytes. We have particularly focused on the chondro / endochondral differentiation. When cultivated as micromasses cultures in suspension, cells were able to differentiate into cartilage and joint tissues. They organize themselves spontaneously into several different cell types, including hypertrophic chondrocytes and synoviocytes depending on their location within the micromasses and the culture medium used. The behavior of these cells under these conditions has shown their ability to replicate in vitro, close to those found during the development process. These results allow a better understanding of adult stem cells differentiation, opening new perspectives for applications in joint and bone cell therapy.

La voie de signalisation de l’inflammasome est impliquée dans plusieurs pathologies inflammatoires dont la fibrose pulmonaire et plus récemment, elle a été mise en lumière dans le développement de la fibrose hépatique. L’activation de ce complexe permet la maturation et la libération de la cytokine pro-inflammatoire IL-1β par les cellules immunitaires telles les macrophages, après reconnaissance de motifs bactériens ou de signaux de danger. L’objectif de cette thèse était de montrer les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquelles l’inflammasome est impliqué dans la fibrose hépatique. Par une première approche avec un hepatotoxique, le CCl4, chez la souris, nous avons observé que nos stratégies bloquantes de la signalisation de l’inflammasome ne permettent pas de faire le lien direct avec le développement de la fibrogénèse. Dans une seconde approche in vitro, nous avons montré que les fibroblastes hépatiques répondent à des médiateurs pro-inflammatoires comme l’IL-1β, le TNF-α et l’IL-8 par un déséquilibre de la balance MMP/TIMP favorable à la fibrolyse, une exacerbation de la réponse inflammatoire et la diminution de l’expression d’un marqueur d’activation des fibroblastes, l’α-SMA. Enfin, la mise en co-culture de ces fibroblastes avec différents macrophages a montré des effets similaires après activation de l’inflammasome par le LPS et les cristaux de MSU dans les cellules immunitaires, suggérant ainsi un rôle indirect de l’activation de l’inflammasome sur la réponse des fibroblastes hépatiques activés. / Inflammasome pathway is implicated in several inflammatory diseases such as pulmonary fibrosis. Nowadays, several data exist and suggest the implication of this pathway in liver fibrosis development. Once activated, the inflammasone pathway leads to the production and the release of IL-1β, a pro-inflammatory cytokine, by immune cells such as macrophages. The aim of this thesis was to describe the molecular and the cellular mechanism underlining the implication of the inflammasome pathway in liver fibrosis development. To assess this hypothesis, we have firstly inhibited inflammasome pathway in CCl4 hepatotoxicity mouse model. However, this approach did not clearly establish the implication of this pathway in liver fibrosis development. Thus in a second part, we have used an in vitro approach and demonstrate that liver fibroblasts response to pro-inflammatory mediators such as IL-1β, TNF-α and IL-8, and lead to a change in MMP/TIMP balance. The changes conduce to fibrosolysis, an exacerbation of the inflammatory response and the decrease in the expression of α-SMA, an activation marker of fibroblasts. Finally, by co-culturing the fibroblasts with different macrophages, we showed similar effects after inflammasome activation by LPS and the MSU crystals in immune cells, suggesting an indirect role of the activation of inflammasome on the response of activated liver fibroblasts.

L'ingénierie tissulaire osseuse est une branche de la médecine régénératrice. Le «concept diamant» avec ses quatre éléments fondamentaux permet d'approcher les problèmes actuels de la création d'un tissu osseux au laboratoire. Les facteurs de croissance s'avèrent la clé de voûte qui permet la stimulation des cellules souches. Le développement d'un tissu osseux passe par une succession d'évènements cellulaires dictés par des facteurs de croissance et implique la prolifération, la différenciation et la minéralisation. Les travaux présentés dans cette thèse, de part 1 'utilisation de techniques in vitro, me permettent de dire que: 1) J'ai démontré que le facteur EGF stimule la prolifération des ostéoblastes et que son effet est amplifié par les facteurs BMP-2 et BMP-7. Aussi, la formation de nodules à 28 jours est fortement réduite en présence de l'EGF. Ainsi, l'EGF est un facteur d'intérêt dans les stades précoces mais moins dans les évènements tardifs, comme au moment de la formation de nodules minéralisés. 2) J'ai identifié les voies de signalisation ERKl/2, JNKl/2 et SMADs qui régissent la prolifération dans des cultures d'ostéoblastes dérivés de cellules humaines souches pulpaires (hDPSCs) différenciées, par une co-stimulation avec le FGF-2 et la BMP-2. L'analyse génique et protéinique de l'ostéocalcine (OST), de la phosphatase alcaline (ALP) et du marqueur Runx-2 ont permis de mieux comprendre la différenciation cellulaire des hDPSCs dans un milieu de culture à différenciation ostéoblastique composé d'acide ascorbique, de dexaméthasone et de β-glycérophosphate. 3) J'ai fait la démonstration que le FGF-2 est un facteur ostéogénique précoce qui favorise la croissance des ostéoblastes plutôt qu'un facteur tardif impliquant la différenciation et la minéralisation. De fait, la formation de nodules à 28 jours était fortement réduite en présence du FGF -2. En marge des expériences au laboratoire, j'ai proposé un bioréacteur hypothétique que j'ai nommé « IV2B2TEC », il est breveté de manière provisoire, et il intègre les 4 éléments conceptuels en ingénierie tissulaire osseuse.

Les voies de signalisation Wnt et FGF sont parmi les plus importantes dans les communications inter-cellulaires qui régissent le développement et l’homéostase des tissus embryonnaires ou adultes. Bien que l’on connaisse énormément de choses sur ces voies et les protéines qui les composent, plusieurs questions persistent quant à leur régulation. Notre travail fait usage du modèle amphibien Xenopus laevis dans l’étude du rôle de deux MAP4K kinases de la famille Misshapen: xTNIK et xMINK dans la balance entre les branches «canonique» et «non-canonique» de la signalisation Wnt, ainsi que dans l’étude d’une nouvelle protéine adaptatrice de l’endocytose: E-Syt2 et de son rôle dans la régulation de la signalisation FGF. La voie signalétique Wnt est principalement traduite par la famille des récepteurs serpentins Frizzled vers deux voies distinctes : la voie dite «canonique» régulant la β-catenine nucléaire, et la voie dite «non-canonique» qui active les petites GTPases Rac et RhoA ainsi que la MAP-kinase JNK et les PKCs. Nous montrons ici que TNIK (Traf2 and Nck-interacting kinase) et xMINK (Misshapen/NIKs-related kinase) sont des composantes essentielles de ces deux voies de réponse. xTNIK et xMINK interagissent ensemble in vivo et subissent un clivage protéolytique libérant des domaines Kinase et Citron-NIK-Homology (CNH) respectivement activateur et suppresseur du signal. Les deux kinases interviennent dans la voie «non-canonique» cependant, alors que xTNIK est également un médiateur de la voie «canonique», xMINK y joue un rôle antagoniste et ces effets dépendent de leurs activités catalytiques. Nous apportons enfin la preuve qu’une régulation spécifique du clivage protéolytique des deux pro-enzymes dans les différents tissus embryonnaires régule leur activité de façon différentielle et suggérons qu’il s’agit là d’un mode d’aiguillage de la réponse Wnt entre les voies «canonique» et «non-canonique» in vivo. Enfin, nous montrons que la protéine membranaire de type synaptotagmine E-Syt2 est essentielle dans la phase précoce de l’endocytose du récepteur aux FGF activé, elle-même nécessaire à l’activation de ERK et à l’induction du mésoderme. E-Syt2 interagit spécifiquement avec le récepteur aux FGF activé ainsi qu’avec l’Adaptin-2. Il est en outre requis en amont de Ras dans l’activation de ERK et nos données identifient donc E-Syt2 comme un adaptateur endocytique de la voie de la clathrine. / The Wnt and FGF pathways are among the most critical inter-cellular signalling pathways controlling embryo development and the homeostasis of adult tissues. Although much is known about the signal transduction routes and proteins constituting these pathways, many questions concerning their regulation remain to be answered. The present work uses the Xenopus laevis model system to study the role of two kinases of the Misshapen family of MAP4K signalling kinases, xTNIK and xMINK, in the balance between canonical and non-canonical branches of Wnt signalling, and the role of a new endocytic adapter protein, E-Syt2, in regulation of FGF signalling by endocytosis. Wnt signals are predominantly transduced via the Frizzled family of serpentine receptors to two distinct pathways, the canonical pathway regulating nuclear -catenin and a non-canonical pathway that activates the small GTPases Rac and RhoA, the JNK MAP-kinase and PKC. My work shows that xTNIK (Traf2 and Nck-interacting kinase) and xMINK (Misshapen/NIKs-related kinase) are essential and indeed integral components of both the canonical and non-canonical Wnt pathways. xTNIK and xMINK interact with each other and are proteolytically cleaved in vivo to generate Kinase domain fragments that are active in signal transduction, and Citron-NIK-Homology domain (CNH) fragments that are suppressive. The Kinase domain fragments of xTNIK mediate both canonical and non-canonical signalling, whereas those derived from xMINK mediate non-canonical signalling but strongly antagonize canonical signalling. This work suggests that tissue specific regulation of the proteolytic cleavage of xTNIK and xMINK controls the balance between canonical and non-canonical Wnt signalling. The synaptotagmin-related membrane protein E-Syt2 was found to be essential for an early phase of activated FGF receptor endocytosis that is necessary for functional ERK activation and mesoderm induction. E-Syt2 interacts selectively with the activated FGF receptor and with Adaptin-2, and is required upstream of Ras for ERK activation. Together these data identified E-Syt2 as an endocytic adapter for the Clathrin-dependent pathway.

La peau est un organe à l'architecture complexe qui assure plusieurs rôles essentiels dont celui de barrière contre les agressions extérieures. De plus, il est capable de se régénérer grâce un processus hautement régulé: la cicatrisation. Des biomatériaux, synthétisés à partir de macromolécules d'origine naturelle et/ou synthétique, ont été développés pour servir de pansements, de support de culture cutanée ou de substitut cutané.L'originalité de notre étude a été de mimer, non pas la matrice extracellulaire dermique, mais le réseau de fibrine, temporaire, qui apparait lors de la cicatrisation. Au cours de travaux précédents, il a été démontré qu'il était possible de renforcer mécaniquement un réseau de fibrine, à concentration physiologique, en l'associant, dans une architecture de réseaux interpénétrés de polymères (RIP), avec un réseau de polyoxyde d'éthylène (POE). Durant mes travaux, la non toxicité de ces matériaux envers des cellules modèles a été démontrée. Puis, la composition du matériau a été optimisée pour augmenter son module de stockage jusqu'à un facteur 100 par rapport à celui du gel de fibrine. Ensuite, grâce à la synthèse d'alcool polyvinylique méthacrylate (PVAm) pour le remplacement du POE, un matériau présentant mêmes qualités, mais plus facilement stockable à l'état déshydraté et complètement réhydratable, a pu être obtenu. Nous nous sommes ensuite attachés à rendre ce nouveau matériau biodégradable. L'introduction de sérum albumine bovine méthacrylate (BSAm) copolymérisée avec le PVAm (co-réseau) dans une architecture RIP avec un réseau de fibrine a permis de synthétiser un matériau hydride présentant l'ensemble des propriétés précédemment décrites et dégradable par des enzymes. Ce matériau a été testé en contact avec des populations cellulaires fibroblastiques. Il a pu être démontré, qu'en plus d'être non cytotoxique, ce matériau pouvait être totalement colonisé par ces cellules. Pour finir, l'encapsulation de cellules à l'intérieur de cette matrice et leur prolifération ont pu être observées. En conclusion, les matériaux synthétisés lors de ces travaux, c'est-à-dire des RIPs associant un réseau de fibrine à la concentration physiologique et un réseau de polymère synthétique, possèdent les propriétés nécessaires pour être utilisés en tant que pansements et supports de culture pour la régénération cutanée. De plus, la possibilité d'encapsuler des fibroblastes dans le RIP à base de coréseaux de PVAm et BSAm en fait un substitut cutané potentiel.Mots clefs : hydrogel, réseaux interpénétrés de polymères, fibrine, POE, PVA, BSA, encapsulation cellulaire, fibroblaste, médecine régénérative, peau. / The skin is an organ with a complex architecture that provides several key roles including barrier against external aggressions. In addition, it has the ability to regenerate itself by following a highly regulated process,: the wound healing. Biomaterials, synthesized by using macromolecules from natural and/or synthetic origin, have been developed to serve as wound dressing, cell culture support or skin substitute.The originality of our study was to not mimic the dermal extracellular matrix, but mimic the the fibrin scaffold, the temporary matrix who appears during the healing process. In previous work, it was shown that it was possible to mechanically reinforce a fibrin scaffold at physiological concentration by associating into interpenetrating polymer network (IPN) architecture with a polyethylene oxide (PEO) network. In my work, the non-toxicity of these materials was proved with model cells. Then, the material composition has been optimized to increase the storage modulus by 100 in comparison of the fibrin scaffold. Then, through the synthesis of polyvinyl alcohol methacrylate (PVAm) to replace the POE, a material with the same properties, but more easily stored in a dehydrated state (more ductile) and completely rehydratable could be obtained. We then attached to make this new biodegradable material. The use of bovin serum albumin methacrylate (BSAm) copolymerized with PVAm(conetwork) into IPN architecture with a fibrin scaffold performs to synthesize a hybrid material with all the properties described above and degradable by enzymes. This material has been tested in contact with human fibroblast. It has been demonstrated that in addition to be non-cytotoxic, this material could be completely colonized by these cells. Finally, the encapsulation of cells in the bulk of this matrix and their proliferation inside were observed.In conclusion, the materials synthesized in this work, IPN containing a fibrin scaffold at physiological concentration and a synthetic polymer network, have sufficient properties to be used as wound dressings or cells culture support for skin regeneration. In addition, the ability to encapsulate fibroblasts in material based on conetwork of PVAm and BSAM makes it suitable for a skin substitute application.Key words: hydrogel, Interpenetrating Polymer Network, fibrin, POE, PVA, BSA, entrapping, fibroblast, tissue engineering, skin.

Les capacités de cicatrisation de la gencive en font un modèle de régénération tissulaire naturelle. Ces capacités sont liées en grande partie à l'activité des fibroblastes. Composante cellulaire principale du tissu conjonctif gingival, ils sont au cœur de la régulation des réponses inflammatoires et des processus de cicatrisation. Nous avons supposé que ce tissu pouvait contenir des cellules souches, pouvant expliquer en partie, ces capacités de réparation. Au cours de cette thèse, nous avons pu mettre en évidence la présence de cellules souches mésenchymateuses aux propriétés communes avec les cellules souches adultes dérivées des crêtes neurales. Ces cellules expriment des marqueurs spécifiques des cellules souches et des crêtes neurales. Par ailleurs, elles présentent des capacités d'auto-renouvellement et de multipotence. Elles sont, en effet, capables de se différencier en adipocytes, ostéocytes et chondrocytes. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à la différenciation chondro/endochondrale. La culture des cellules, sous forme de sphères en suspension, a permis de mettre en évidence leurs capacités de différenciation en tissus cartilagineux et articulaires. Elles s'organisent spontanément en plusieurs types cellulaires différents, générant notamment des chondrocytes hypertrophiques et des synoviocytes selon leur localisation au sein des sphères et du milieu de culture utilisé. Le comportement de ces cellules soumises à ces conditions a permis de montrer leurs facultés à reproduire, in vitro, des processus proches de ceux retrouvés au cours du développement. Ces résultats permettent une meilleure compréhension des phénomènes de différenciation des cellules souches adultes, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour des applications en thérapie cellulaire articulaire et osseuse.

La circulation pulmonaire est un système à faible pression (entre 10 et 15 mmHg au repos). Son principal rôle est la ré-oxygénation du sang qui permet l’apport aux organes du dioxygène nécessaire à leur fonctionnement. L’hyperTension Pulmonaire (HTP) est l’une de ses principales pathologies. Il s’agit d’une maladie rare engageant le pronostic vital du patient, définie par une pression artérielle pulmonaire moyenne supérieure ou égale à 25 mmHg au repos. Elle s’explique par une augmentation des résistances vasculaires pulmonaires liée, entre autres, au remodelage artériel présent dans cette pathologie participant à la diminution de la lumière artérielle. En effet, chez les patients atteint d’HTP, les trois tuniques formant l’artère (intima-media-adventice) voient leur structure se modifier. La plupart des travaux portent sur le remodelage de la media, mais de plus en plus d’études montrent que les premières altérations observées se situent au niveau de l’adventice. Plus précisément, les fibroblastes, les cellules majoritaires de cette tunique, agiraient comme régulateur clé de la fonction vasculaire pulmonaire. En réponse à un stress extérieur tel que l’hypoxie (à l’origine de certaines formes d'HTP), elles seraient les premières cellules à s’activer d'où leur dénomination par certains de « cellules sentinelles ». Cette activation se manifeste entre autres par des changements phénotypiques (différenciation en myofibroblastes), leur prolifération, leur migration, et la surproduction de protéines de la matrice extracellulaire. Ainsi les fibroblastes participent directement au remodelage artériel global observé dans l’HTP. Le calcium est connu pour réguler un grand nombre de voies de signalisation cellulaire impliquées dans les phénomènes précédemment cités. Au laboratoire, l’implication du canal TRPV4 (Transient Receptor Potential Vanilloid 4), un canal non sélectif perméable aux ions Ca2+, a déjà été montré concernant le remodelage de la media. L’activation du canal, amplifiée en situations pathologiques, participe à la migration et à la prolifération des cellules musculaires lisses des artères pulmonaires. Aussi, des données de la littérature montrent que TRPV4 joue un rôle important dans l’activité délétère des fibroblastes dans les sclérodermies, les fibroses pulmonaire et cardiaque. Il nous a donc semblé intéressant d’étudier l’implication des fibroblastes et du canal TRPV4 dans le remodelage adventitiel artériel lors de l’hypertension pulmonaire. Pour ce faire, nous nous sommes intéressés, dans une première partie, à l’implication du canal TRPV4 dans ce remodelage au niveau tissulaire. Nous avons ainsi montré, à l’aide de deux modèles animaux hypertendus, un induit par l’injection de monocrotaline et l’autre induit par une exposition hypoxique chronique, que la protéine TRPV4 est surexprimée dans l’adventice alors que son remodelage est significativement atténué chez des souris invalidées pour le gène trpv4. Dans un second temps, nous avons alors étudié le rôle de ce canal dans les réponses cellulaires impliquées dans le remodelage adventitiel. Pour cela nous avons mis au point la culture de fibroblastes d'adventice d'artères intrapulmonaires de rats. Puis par une approche pharmacologique (activateurs et bloqueurs du canal) et à l’aide de siRNA, nous avons montré que l’activation du canal TRPV4 favorise la prolifération (par incorporation de BrdU) et la migration (par test de brèche) des fibroblastes, ainsi que leur activité profibrotique avec la surproduction de matrice extracellulaire (MEC) (par quantification de l’expression protéique par Western blot). Il serait désormais intéressant de cultiver les fibroblastes en mimant in vitro les conditions pathologiques, en les plaçant dans un environnement hypoxique et/ou en les soumettant à un étirement chronique, et d’évaluer l’impact de l’HTP sur le canal et ses actions cellulaires. / Pulmonary circulation is a low pressure system (between 10 and 15 mmHg at rest). Its first role is blood oxygenation which allows to carry dioxygen to the organs fontionnality. Pulmonary Hypertension (PH) is one of the main pulmonary diseases. It is a rare and potentially fatal disorder, defined by a high arterial pulmonary mean pressure (greater than or equal to 25 mmHg at rest). This high pressure can be explained by the elevation of pulmonary arterial resistance and related to narrowing of the lumen of the artery, induced, among other, by the arterial remodeling in this pathology. Indeed, during the pathology implementation, the structure of the all three layers constituting the artery wall (intima-media-adventitia) is altered. The media and intima have received much attention from vascular biologists, howewer an increasing volume of experimental data indicates that this third compartment undergoes earlier and dramatic remodeling during PH. More specifically, the fibroblasts, the most abundant cells in adventitia, may act as key regulator of pulmonary vascular wall structure and function from the "outside-in". The fibroblasts may play the role of “sentinel cell” in the vessel wall. In responding to various stimuli, these cells are the first artery wall cells to show evidence of “activation” as proliferation, myofibroblast differenciation, migrationand invasion in the other wall layer, and extracellular matrix production. That way, fibroblasts participate directly to the overall artery remodeling observed in PH. Calcium is involved in numerous cellular signalling pathways such as those previously described. In the laboratory, we already proved that TRPV4 (Transient Receptor Potential Vanilloid) channel, a non-selective cationic channel calcium permeable, is involved in media remodeling. Moreover, several datas show that this channel play an important role in diseases in which we observe a negative role of fibroblast such as sclerodermia, cardiac and pulmonary fibrosis. Considering these results, we were interested in the role of TRPV4 in fibroblast during PH more precisely in the adventitial remodeling process observed in this pathology. We first demonstrated the involment of TRPV4 in the adventitia remodeling regarding the tissue. Using two different animal models of PH, chronic hypoxia and monocrotalin models, we identified that this protein was up-regulated in sick rats and the mouse knock-down for this gene developed attenuated PH and adventitia remodeling compare to the control. Then we studied the role of TRPV4 in the mechanism leading to the adventitia remodeling. Thanks to pharmacological molecule and siRNA we proved that activation of TRPV4 increased proliferation (BrdU assay), migration (wound assay) and fibrotic activity such as excessed production of extracellular matrix (using western blot analyse) of the fibroblasts. With all these results, it would be interested to culture fibroblasts in hypoxic conditions and/or subjecting themselves to chronicle stretch to imitate HTP pathology and evaluate TRPV4 role in these conditions

La sclérose systémique est une maladie autoimmune dont l’une des complications majeures est la fibrose. La DNA topoisomérase I (topo) est l’un des principaux autoantigènes associés à cette maladie. Toutefois, aucun lien n’a encore pu être établi entre la présence des anti-topo et le développement de la fibrose. Les travaux antérieurs du laboratoire d’accueil ont montré une interaction directe de la topo avec la surface des fibroblastes et la matrice extracellulaire. Nous avons voulu caractériser ces interactions du point de vue moléculaire. La topo a donc été exprimée sous forme de 5 fragments, déterminés à partir de ses principaux domaines structuraux et de ses épitopes majeurs, chez E. coli. Les fragments purifiés ont été analysés pour leur interaction avec l’héparine, représentant les héparane sulfates de la surface des fibroblastes, et avec des protéines purifiées de la matrice extracellulaire. Nous avons montré que le fragment topo-N est le principal responsable de l’interaction avec l’héparine, ce qui suggère donc l’implication potentielle de ce domaine dans l’interaction de la topo avec la surface des fibroblastes. Le fragment topo-DIDII est responsable de l’interaction avec la plupart des protéines de la matrice extracellulaire étudiées, alors que le fragment topo-H15 n’interagit qu’avec la vitronectine. Aucune interaction des fragments topo-DIII et topo-C n’a été décelée. Ces résultats pourront maintenant servir à mieux comprendre le rôle potentiel de la topo et des autoanticorps circulants anti-topo dans la fibrose présente chez les personnes atteintes de sclérose systémique en contribuant à l’identification de la cible de la topo sur les fibroblastes. / Systemic sclerosis is an autoimmune disease in which one of the major complications is fibrosis. DNA topoisomerase I (topo) is a major autoantigen associated with this disease. However, no link has yet been established between the presence of anti-topo and the development of fibrosis. Previous work of the host laboratory showed a direct interaction of the topo with the surface of fibroblasts and extracellular matrix. We wanted to characterize these interactions at the molecular level. Topo was expressed in 5 fragments, determined from its main structural domains and its major epitopes, in E. coli. The purified fragments were analyzed for their interaction with heparin, representing heparan sulfates on the surface of fibroblasts, and with purified proteins of the extracellular matrix. We have shown that the topo-N fragment is responsible for interaction with heparin, suggesting hence, potential involvement of this domain in the interaction of topo with the surface of fibroblasts. The topo-DIDII fragment is responsible for the interaction with most proteins of the extracellular matrix studied, whereas the topo-H15 fragment only binds to vitronectin. No interaction of fragments topo-DIII and topo-C was found. These results can now be used to better understand the potential role of topo and circulating anti-topo autoantibodies in the fibrosis present in patients with systemic sclerosis in helping to identify the target of topo on fibroblasts.

Le dysfonctionnement endothélial et le dérèglement du système immunitaire sont les deux principaux mécanismes physiopathologiques responsables de la fibrose de la peau et des organes internes dans la sclérodermie systémique (ScS). La pneumopathie interstitielle diffuse (PID) est devenue la principale cause de mortalité de la maladie. L'inflammation pulmonaire est la conséquence de l'activation du système immunitaire, qui stimule la NO synthase inductible (NOS-2) et augmente la production alvéolaire de monoxyde d'azote (NO). L'augmentation de la concentration alvéolaire de NO (CANO) est significativement corrélée à la sévérité de la PID chez les patients atteints de ScS. L'augmentation de la CANO est liée à l'effet inducteur du sérum des malades sur la prolifération des fibroblastes pulmonaires et leur différentiation en myofibroblastes, faisant ainsi le lien biologique entre l'inflammation alvéolaire et la fibrose pulmonaire dans la ScS. Nous avons ensuite testé la valeur prédictive de la CANO dans la détérioration de la PID. Les patients ayant une CANO supérieure à 5,3 ppb présentent un risque élevé (> 6 fois) de voir survenir l'aggravation de la fibrose pulmonaire ou le décès (évènement combiné) par rapport à ceux qui ont une CANO inférieure ou égale à 5,3 ppb. Une valeur de CANO supérieure ou égale à 8,5 ppb permet de détecter les patients avec un risque de 90% de survenue d'évènement combiné dans les trois ans. Ces patients pourraient alors bénéficier d'un traitement approprié précoce. Nous avons évalué l'inflammation pulmonaire dans deux modèles murins de fibrose pulmonaire induite par l'acide hypochloreux et la bléomycine, par la mesure non-invasive du NO expiré (FENO). Le pic d'augmentation de FENO se situe 4 semaines après le début des injections, et précède la fibrose pulmonaire, qui ne devient significative qu'à partir de 6 semaines d'intoxication. L'augmentation de la FENO est liée à l'augmentation de l'expression de la NOS-2 aussi bien aux niveaux des bronches qu'aux niveaux des alvéoles. Enfin, la forte production de NO constatée provoque un effet délétère direct sur le tissu pulmonaire attesté par la présence de 3-nitrotyrosines, marqueurs du stress nitrosatif.Mots-clés: sclérodermie systémique, pneumopathie interstitielle diffuse, monoxyde d'azote, physiopathologie. / Summary not transmitted

Les lésions d’Ischémie/Reperfusion (I/R) contribuent à la physiopathologie de l’infarctus du myocarde. Le stress induit par l’I/R entraîne la mort des cardiomyocytes, une forte réponse inflammatoire de type stérile et la mise en place d’un processus de réparation impliquant les fibroblastes cardiaques. Il a précédemment été montré au laboratoire que l’activation du récepteur purinergique P2Y11 par l’ATP diminuait la sécrétion d’IL-6 et d’IL- 12 par la cellule dendritique (DC), permettant une diminution de la polarisation vers une réponse adaptative Th1. Nous avons donc émis l’hypothèse que la signalisation purinergique pouvait également moduler la mortalité des cardiomyocytes et l’activation des fibroblastes cardiaques après I/R, en diminuant la mise en place de réponses cellulaires délétères à long terme pour l’organe. L’objectif de cette thèse a été de déterminer in vitro le rôle de la signalisation purinergique sur la réponse des cardiomyocytes et des fibroblastes cardiaques à l’Hypoxie/Réoxygénation (H/R). Nous avons pu montrer que l’activation des récepteurs purinergiques au moment de la réoxygénation, en particulier du récepteur P2Y11, permettait de réduire la mortalité des cardiomyocytes après H/R. Nous avons ensuite montré que la stimulation de P2Y11 au moment de la réoxygénation diminue la prolifération des fibroblastes cardiaques et leur switch phénotypique en myofibroblastes, mais aussi diminue leur sécrétion de facteurs pro-inflammatoires. Le sécrétome des fibroblastes cardiaques a également induit une diminution de la sécrétion d’IL-6 et d’IL-12 par les DC, ainsi qu’une diminution de la mortalité des cardiomyocytes soumis à une H/R. Ces effets immunomodulateurs et cardioprotecteurs étaient dépendants de l’activation du récepteur P2Y11 sur les fibroblastes cardiaques. Ces résultats suggèrent fortement que le récepteur P2Y11 est au centre des réponses cellulaires post-H/R, et que le cibler in vivo à la reperfusion pourrait améliorer le pronostic clinique des patients atteints d’infarctus du myocarde. / Ischemia/Reperfusion injuries are involved in the pathophysiology of myocardial infarction. I/R-induced stress leads to massive cardiomyocyte death, an acute inflammatory response and the establishment of a repair process by cardiac fibroblasts. Previous work in the laboratory showed that P2Y11 purinergic receptor activation by ATP decreased IL-6 and IL-12 secretion by dendritic cells (DC), inducing a decrease in polarization towards Th1 response. We hypothesized that purinergic signaling could also modulate cardiomyocyte death and activation of cardiac fibroblasts responses to hypoxia/reoxygenation (H/R). We showed that the activation of purinergic receptors at the onset of reoxygenation, especially P2Y11 receptor, improved cardiomyocytes survival following H/R. We then showed that P2Y11 stimulation at the onset of reoxygenation decreased cardiac fibroblasts proliferation and their phenotypic switch into myofibroblasts, but also decreased their secretion of pro-inflammatory factors. Cardiac fibroblasts secretome reduced IL-6 and IL-12 secretion by DC, and cardiomyocyte mortality. These immunomodulatory and cardioprotective effects were dependent on P2Y11 receptor activation in cardiac fibroblasts. These results suggest that P2Y11 receptor is strongly involved in post- H/R cellular responses, and that targeting this receptor in vivo could improve the clinical prognosis of patients with myocardial infarction.