The adult kidney consists of hundreds of thousands of fine epithelial tubules as functional units called nephrons. Nephrons have U-shaped tubules: loops of Henle that descend from the cortex to the medulla. This radial arrangement is critical to maintain water homeostasis in the kidney. Although Henle’s loops are crucial to renal physiology, the cue(s) they uses to navigate to the medulla are not understood. In this thesis, I investigate how the loop of Henle elongates during mouse renal development and show that it is probably guided to the medulla by diffusible, heparin-binding molecules. I used immumohistochemistry (IHC) on cryosections of embryonic kidneys to study the natural anatomy of the Henle’s loop. I used a low-volume culture system to allow embryonic kidneys (both natural and tissue-engineered) to form loops of Henle ex vivo and manipulated their direction of growth. Time-lapse imaging of Lgr-5 EGFP embryonic kidneys demonstrated the movement of the apex of the loop which suggested the idea of guidance cue(s) acting on the loop of Henle. Cut-and-paste experiments showed that loops appeared to be attracted to maturing collecting duct. Co-culture with an exogenous tubule inducer suggested the embryonic spinal cord as another source to attract the loops. Using raTAL (rat thick ascending loop of Henle) and 6TA2 (embryonic collecting duct cells) cell lines, I designed and performed a cell migration assay to test whether raTAL was attracted to 6TA2 cells. raTAL cells were notably attracted to 6TA2 cells compared to other cell lines. raTAL cells were also attracted to 6TA2-conditioned medium, which indicated that raTAL cells were attracted by secreted molecule(s). To begin to characterise those secreted molecule(s), heparin-binding protein-coated beads were used in the cell migration system and showed that at least one critical guidance factor is heparin-binding. From this study, I found that the apex of the Henle’s loop does move and loops are attracted by secreted molecule(s) possibly from the collecting duct. Although target molecule(s) were unidentified, this study provides the first mechanistic information about the guidance of the loop of Henle. Moreover, this was the first study of guidance of epithelial tubule shafts (rather than tips) adding to our understanding of general tubule morphogenesis.

Denna studie är en analys av Claude Debussys Cellosonat skriven år 1915. Sonaten är ett av de sista verk som Debussy komponerade innan sin död, och tillhör de mästerverk som går att hitta i repertoaren för cello och piano. I min analys försöker jag hitta vilken form varje sats har, och bryta loss rytmiska och melodiska motiv för att se hur Debussy utvecklar och använder sig av sitt material. Trots att det är svårt att komma fram till ett fast resultat blev min slutsats att första satsen är i sonatform, med delar ABA &amp; Coda. Andra satsen har jag valt att beteckna som ett rondo, med formen ABACA. Den tredje satsen innehåller både strukturen av sonatform och rondo och delas upp i ABACDAC (Coda). Sonaten hålls ihop med hjälp av hur de olika teman går mellan satserna istället för att luta sig på en fast struktur. Genom att framföra verket och söka efter klangfärgerna har jag slutligen fått en djupare förståelse för detta verk. / <p>J. S. Bach: Svit nr. 4 i Ess-dur, BWV 1010</p><p>C. Debussy: Cello Sonat i d-moll</p><p>S. Taneyev: Piano Trio i D-dur, Op. 22</p><p></p><p>Övriga medverkande:</p><p>Jonna Simonsson, violin</p><p>Albert Dahllöf, piano</p>

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Les claudines sont des protéines des jonctions serrées qui déterminent la perméabilité ionique paracellulaire. La branche large ascendante corticale de l’anse de Henle (cBLAH) exprime plusieurs claudines (en particulier claudine-10b, -14, -16 et -19). Les mutations inactivatrices des claudines-16 et -19 sont responsables du syndrome FHHNC chez l’Homme, caractérisé par une perte de calcium et de magnésium par un défaut de réabsorption dans la BLAH. En l’absence de modèle in vitro adapté, les fonctions des claudines dans la cBLAH restent méconnues, ainsi que l’action des déterminants de la réabsorption du calcium et du magnésium qui y sont exprimés : récepteur de la PTH (PTH1R) et Casr. L’objectif de ce travail était de contribuer à combler ces lacunes. Nous avons montré que la claudine-16 était requise pour une perméabilité paracellulaire aux cations divalents normale dans la cBLAH murine, grâce à l’étude des souris claudine-16-/-. La claudine-16 n’affecte pas les autres perméabilités ioniques, ce qui est concordant avec le phénotype d’inactivation de la claudine-16 chez l’Homme. En condition basale, la claudine-14 est indétectable. Les flux calciques ne sont pas augmentés chez les souris claudine-14-/-. Nous avons décrit le premier cas de mutation inactivatrice de la claudine-10b chez l’Homme, à l’origine d’un syndrome de Bartter et de déficits de sécrétion salivaire et sudorale et conclu que la claudine-10 augmente la perméabilité paracellulaire au sodium. Nous avons également étudié le rôle de Casr et du récepteur de la PTH (PTH1R) dans le contrôle de la perméabilité ionique de la cBLAH murine. La stimulation de la réabsorption du calcium par l’inhibition du Casr ou l’activation du PTH1R ne nécessite pas la présence de la claudine-16. En revanche, la claudine-16 est nécessaire pour le contrôle de la réabsorption de magnésium par ces deux déterminants. Ces résultats sont en faveur d’un contrôle séparé des absorptions de calcium et magnésium, et remettent en cause le concept du rôle central de claudine-14. Notre projet nous a également permis de décrire un nouveau mécanisme d’atteinte des jonctions serrées, d’origine auto-immune, par anticorps anti-claudine-16 chez un patient. Si l’origine de cette atteinte est inconnue, ce modèle soulève de nouvelles questions sur les conséquences de l’inactivation de la claudine-16 dans la BLAH, le phénotype du patient étant différent du syndrome FHHNC (absence de néphrocalcinose en particulier). Ce travail nécessite d’être complété par une étude plus approfondie des mécanismes contrôlant la fonction des claudines en réponse au calcium et au magnésium extracellulaires et à la PTH. / Claudins are integral membrane proteins expressed at tight junctions, which determine paracellular permeability to ions. The thick ascending limb of the loop of Henle (TALH), expresses several claudins (including claudin-10b, -14, -16, -19). Inactivating mutation of claudin-16 and -19 cause familial hypomagnesemia with hypercalciuria and nephrocalcinosis (FHHNC), a renal tubular disorder featuring a severe defect in paracellular divalent cation transport in the TALH. Due to the lack of appropriate study model, both the function of claudins and the role of potential regulatory factors, such as the PTH receptor PTH1R and the calcium receptor CaSR, are only partially known. The purpose of the study was to contribute to fill this gap. We studied several models of claudin inactivation (claudin-16-/- and claudin-14-/- mice, human inactivating mutation of claudin-10b). We demonstrated that claudin-16 was required for normal paracellular permeability to calcium and magnesium in the TALH, but did not affect the permeability to other ions; this was consistent with the known features of FHHNC syndrome. In basal conditions, claudin-14 is not detectable and calcium reabsorption is not increased in claudin-14-/- mice. We described the first inactivating mutation of claudin-10b in Humans, causing a Bartter syndrome and defects in sweat and saliva secretions; we concluded that claudin-10b increases paracellular permeability to sodium. We studied the role of Casr and PTH1R, as determinants of paracellular permeability in the mouse TALH. Casr inactivation or PTH1R activation could increase calcium absorption in the absence of Claudin-16. By contrast, both conditions did not change magnesium transport in the absence of Claudin-16. These results suggest that calcium and magnesium absorptions can be differentially controlled in the TALH; in addition, they challenge the hypothesis of a central role of Claudin-14. Finally, we described for the first time an autoimmune disease affecting tight junction in the TALH, due to anti-claudine-16 autoantibody. The phenotype of this patient differed from that of patients with FHHNC syndrome (no nephrocalcinosis) and raised new questions about the pathogenesis of claudin-16 inactivation. More data on the effect of extracellular calcium and magnesium, PTH1R and Casr on the function of tight junction in the TALH are warranted.

Le récepteur du facteur de libération de l’hormone de croissance (GHRHR) est un récepteur de la famille des récepteurs couplés aux protéines G. Il est fortement exprimé dans les cellules somatotropes de l’hypophyse antérieure de plusieurs mammifères. Ce récepteur exerce un rôle primordial dans la stimulation de la synthèse et de la sécrétion de l’hormone de croissance ainsi que dans la prolifération des somatotropes. Au niveau extrahypophysaire, les niveaux les plus élevés d’ARNm du GHRHR se retrouvent dans le rein. Toutefois, aucune analyse immunohistochimique n’existe encore sur la localisation précise et la quantification sur les niveaux de GHRHR dans les différents segments du rein de rat et sa dynamique d’expression en situation normale et pathologique telle que l’ischémie. De plus, dans le rein humain normal, aucune information n’est présentement disponible. Le premier article de ce mémoire a pour objectif d’identifier, par immunofluorescence directe, la localisation du GHRHR à travers le système tubulaire rénal, chez le rat jeune en bonne santé. Nos résultats mettent en évidence que dans le rein de rat sain, le GHRHR est exprimé dans les cellules du tubule proximal contourné et droit, de l’anse de Henlé ascendante épaisse corticale et médullaire et de l’anse de Henlé ascendante mince. Le cortex et la bande externe de la médulla externe seraient les deux régions où l’expression est la plus élevée. À la suite d’une insulte rénale comme l’ischémie-reperfusion (IR) chaude, nos résultats démontrent que l’expression du GHRHR est régulée à la baisse dans ces mêmes régions. De plus, une augmentation de certains marqueurs de détérioration cellulaire est présente comme l’enzyme initiatrice, la caspase-9 clivée et effectrice (caspase-3 clivée), des fragments d’ADN et la surexpression d’indication d’injure tissulaire comme la protéine Kidney Injury Molecule 1 (KIM-1). L’ensemble de ces résultats ouvre plusieurs pistes d’études concernant l’importance du GHRHR en rénoprotection. Le deuxième article de ce mémoire a pour objectif d’identifier, par immunofluorescence directe, la localisation du GHRHR à travers le système tubulaire rénal humain. Nos résultats suggèrent que dans le rein humain sain, le GHRHR est davantage exprimé dans le cortex, plus précisément, au niveau du tubule proximal droit et contourné et l’anse de Henlé corticale ascendante épaisse. L’expression du GHRHR est aussi notable au niveau de la région médullaire, pour être plus spécifique, au niveau de l’anse de Henlé médullaire ascendante épaisse et de la médulla. Ainsi, comme chez le rat, l’expression du GHRHR rénal est régio-spécifique. Finalement, le troisième article de ce mémoire est une revue de la littérature ayant pour but d’établir un lien entre les mécanismes connus du stress oxydant dans un contexte d’IR rénale et son impact spécifique dans la médulla. Cet article met en évidence que les différents segments du rein réagissent différemment à une agression oxydante et que la médulla est la région la plus vulnérable. De plus, cette revue de la littérature souligne que les différents types de mécanismes connus du stress oxydant dans un contexte d’IR rénale, tel que la production de dérivés réactifs de l’oxygène, ciblent principalement deux structures du néphron : le tubule proximal et l’anse de Henlé ascendante épaisse médullaire. Les principales répercussions de ces mécanismes observables sont l’inflammation, l’apoptose cellulaire et la diminution des fonctions rénales. Ces mécanismes peuvent aussi être utilisés comme un outil de diagnostic ou de détermination de la santé de l’organe. / The growth hormone-releasing factor receptor (GHRHR) is a receptor of the family of G- protein-coupled receptors. It is highly expressed in the somatotropic cells of the anterior pituitary of several mammals. This receptor plays an essential role in the stimulation of the synthesis and secretion of growth hormone as well as in the proliferation of somatotrophs. At the extra- pituitary level, the highest levels of GHRHR mRNA are found in the kidney. However, no immunohistochemical analysis yet exists on precise localization and quantification of GHRHR levels in the different segments of the rat kidney and its expression dynamics in normal and pathological situations such as ischemia. Additionally, in the normal human kidney, no information is currently available. The first article of this thesis aims to identify, by direct immunofluorescence, the localization of the GHRHR through the renal tubular system, in young healthy rats. Our results show that in the healthy rat kidney, GHRHR is expressed in the cells of the convoluted and right proximal tubule, of the cortical and medullary thick ascending loop of Henle and of the thin ascending loop of Henle. The cortex and the outer band of the outer medulla would be the two regions where the expression is the highest. Following a renal insult such as warm ischemia-reperfusion (RI), our results demonstrate that GHRHR expression is down-regulated in these same regions. In addition, an increase in certain markers of cellular damage is present including initiating enzymes, cleaved and effector caspase-9 (cleaved caspase-3), DNA fragments and overexpression indicative of tissue injury such as protein Kidney Injury Molecule 1 (KIM-1). All these results open up several avenues of study concerning the importance of GHRHR in renoprotection. The second article of this thesis aims to identify, by direct immunofluorescence, the localization of the GHRHR through the human renal tubular system. Our results suggest that in the healthy human kidney, the GHRHR is more expressed in the cortex, more precisely at the level of the right, convoluted proximal tubule and the thick ascending cortical loop of Henle. The expression of GHRHR is also appreciable at the level of the medullary region, more precisely at the level of the thick ascending medullary loop of Henle, and the medulla. Thus, as in rats, the expression of renal GHRHR is region specific. Finally, the third article of this thesis is a review of the literature aimed at establishing a link between the known mechanisms of oxidative stress in the context of renal IR and its specific impact in the medulla. This article highlights that the different segments of the kidney react differently to an oxidative attack and that the medulla is the most vulnerable region. In addition, this review of the literature underlines that the different types of known mechanisms of oxidative stress in a context of renal IR, such as the production of reactive oxygen species, mainly target two structures of the nephron: the proximal tubule and the thick ascending loop of Henle. The main repercussions of these observable mechanisms are inflammation, cellular apoptosis and reduced renal function. These mechanisms can also be used as a diagnostic tool or to determine the health of the organ.