L'épithélium intestinal, en constant renouvellement, assure de nombreuses fonctions vitales comme l'absorption des nutriments et le maintien d'une barrière entre le milieu extérieur et l'organisme. L'absorption intestinale des sucres est assurée par de nombreux transporteurs au niveau de l'intestin proximal. Parmi eux, GLUT2, localisé dans les entérocytes et les cellules endocrines de l'intestin, transporte le glucose, le fructose et le galactose. Les cellules L entéroendocrines produisent le GLP-1, un puissant stimulateur de la sécrétion d'insuline en réponse au glucose. L'objectif de ma thèse a été d'élucider le rôle de GLUT2 intestinal dans l'absorption des sucres et la fonction entéroendocrine grâce à l'étude d'un modèle murin spécifiquement invalidé pour ce transporteur dans les cellules épithéliales intestinales. La délétion intestinale de GLUT2 entraîne une malabsorption intestinale modérée des sucres associée à une distribution retardée du glucose aux tissus périphériques. Le retard spatial et temporel de l'absorption des sucres provoque une dysbiose intestinale au profit de bactéries ayant un rôle protecteur de l'homéostasie intestinale. De façon surprenante, l'invalidation de GLUT2 intestinal s'accompagne d'une chute de la densité de cellules L entéroendocrines, sans modification des niveaux plasmatiques de GLP-1. Cette étude met en exergue le rôle primordial de GLUT2 intestinal dans l'absorption des sucres et la fonction endocrine de l'intestin. Elle permet d'envisager le criblage de molécules capables d'inhiber l'activité de GLUT2 intestinal, pour atténuer la prise de poids et limiter les perturbations métaboliques induites par des régimes riches en sucres. / The constantly renewing intestinal epithelium handles various essential functions including nutrient absorption and persistence of a barrier between our internal and external environments. Several transporters mediate sugar absorption in the proximal intestine. Among them, GLUT2, a very efficient glucose, fructose and galactose transporter and receptor, is located at the membranes of enterocytes and enteroendocrine cells. The enteroendocrine L-cells produce GLP-1, a strong activator of glucose-induced insulin secretion. This thesis aimed to further decipher the role of intestinal GLUT2 in sugar absorption and enteroendocrine cell function. To address this question, mice lacking GLUT2 specifically in intestinal epithelial cells have been generated and studied. Intestinal GLUT2 invalidation alters intestinal glucose absorption and delays glucose biodistribution to peripheral tissues. This spatial and temporal sugar absorption delay provokes intestinal dysbiosis, favoring gut microbiota having a protective impact on gut homeostasis. Surprisingly, intestinal GLUT2 deletion leads to a strong loss in enteroendocrine L cell density, with no impact on GLP-1 plasma levels. This study highlights critical roles for GLUT2 in sugar absorption and enteroendocrine cell function management. The use of specific GLUT2 inhibitors could be considered to limit body weight gain and metabolic disorders induced by sugar rich diets.

Cette thèse participe à l’étude générale des facteurs environnementaux et périphériques qui contrôlent le développement précoce du système nerveux central. Plus particulièrement, notre objectif a été d’établir quel rôle tient la leptine, hormone de satiété également connue pour sa fonction neurotrophique, dans l’établissement de la séquence développementale GABAergiqueEn combinant des approches électrophysiologiques, morphologiques et moléculaires, nous avons montré que cette séquence était altérée chez la souris déficiente pour la leptine (ob/ob) et pour son récepteur (db/db). En effet, chez ces souris, le GABA hyperpolarise et inhibe les neurones hippocampiques dès le troisième jour de vie post-natale, alors que le GABA induit une dépolarisation pendant la première semaine de vie post-natale chez les animaux sauvages. Grace à une étude in vivo sur les nouveau-nés ob/ob et in vitro sur cultures neuronales, nous avons montré que cette altération du fonctionnement de la transmission GABAergique était due à une expression, prématurée du transporteur du chlore KCC2 tant au niveau traductionnel que transcriptionnel. In vivo, nous avons démontré qu’il était possible de rétablir la séquence développementale GABAergique par injection de leptine chez les souris ob/ob. Nous avons évalué comment l’hyperleptinémie associée à l’obésité maternelle altérait l’homéostasie du chlore, sur la descendance de souris obèses. Ces résultats établissent ainsi l’idée d’un contrôle de l’homéostasie du chlore par la leptine dans l’hippocampe en développement et ouvre de nouveaux horizons sur la prise en charge des troubles neurodéveloppementaux liés à une altération de l’homéostasie du chlore. / This dissertation tackles the general study of external cues (sensory inputs, neuronal activity, neurotrophins, and peripheral factors) controlling early central nervous system development. Our specific aim was to establish the role of leptin in shaping GABAergic developmental sequence, from a depolarizing to an hyperpolarizing action of GABA (D/I shift). Using acute hippocampal slices of newborn rodents, we have shown that this shift was abolished in leptin deficient (ob/ob) mice and in leptin receptor deficient (db/db) mice. In these mice the D/I shift occur as early as post-natal day 3, whereas in wild-type (WT) mice it takes place during the second post-natal week. Using newborn ob/ob mice and neuronal cultures we show that this GABAergic transmission impairment was due a precocious expression of the chloride extruder KCC2. In vivo we have also demonstrated that leptin injections were sufficient to restore the WT phenotype. Finally, we have evaluated how hyperleptinemia associated to maternal obesity alter chloride homeostasis in the offspring of high fat fed mothers. This work establishes therefore the involvement of leptin in the control of chloride homeostasis during development, and will help the management of neurodevelopmental disorders in which altered chloride-homeostasis is part of the pathogenic mechanism. Overall, this dissertation proposes that a peripheral factor, leptin, acts as a relay between the environment and the central nervous system to ensure the proper development of the latter.

L’hypothalamus joue un rôle clef dans la régulation de l’homéostasie énergétique grâce à la présence de circuits neuronaux contrôlant la prise alimentaire. Ces circuits peuvent être remodelés dans le cerveau. Nous avons émis l’hypothèse que la plasticité de ces circuits intervient en conditions physiologiques. Nous avons démontré que les synapses des neurones à pro-opiomélanocortine sont modifiées en fonction de l’alimentation. Ce processus de plasticité est indispensable pour ajuster la prise alimentaire et nécessite la présence d’un polymère glucidique appelé PSA (acide polysialique), se fixant sur les protéines d’adhésion cellulaire NCAM et limitant les contacts synaptiques. Nous avons évalué le lien entre la plasticité cérébrale et la vulnérabilité à développer une obésité chez des souris placées en régime gras pendant 3 mois. La réponse comportementale au régime gras était variable, et prédictive de la prise de poids à terme, et était liée aux taux de PSA hypothalamique. La déplétion chronique de PSA dans l’hypothalamus a accéléré la prise de poids et l’adiposité des animaux. Ces résultats suggèrent qu’une capacité réduite de plasticité synaptique est un facteur de risque de l’obésité. En parallèle, nous nous sommes intéressés à l’homéostasie du cholestérol circulant contrôlée par le système à mélanocortine. Il existe un mécanisme de régulation du cholestérol circulant dépendant de PSA dans l’hypothalamus. Une dérégulation de ce mécanisme a provoqué l’accumulation de dépôts graisseux dans les vaisseaux sanguins. L’ensemble de ces travaux a permis de mettre en évidence le rôle de la plasticité synaptique hypothalamique dans la régulation de l’homéostasie énergétique. / Hypothalamus plays a major role in the regulation of energy homeostasis by the presence of neural circuits controlling food intake. These circuits are plastic and can be rewired during adulthood. We hypothesized that synaptic plasticity can occur during physiological conditions. We have shown that synaptic contact on hypothalamic anorexigen POMC neurons are rewired in mouse upon high fat diet (HFD). This synaptic process is mandatory to adjust energy intake and requires the glycan PSA (polysialic acid). PSA promotes synaptic plasticity in the brain by the weakening of cell-to-cell interaction by addition on NCAM (neural cell adhesion molecule). We hypothesized that a defect in brain synaptic plasticity capacity could be a risk factor in the etiology of metabolic diseases. We show that homeostatic feeding response to HFD ingestion was predictive to weight gain observed three months after HFD introduction. The feeding response to HFD was correlated with the hypothalamus PSA level. We show that chronic depletion of hypothalamic PSA accelerate the onset of diet induced obesity. These results indicate that a low hypothalamic PSA level prone to diet induced obesity. In parallel, we focus on the hypothalamic regulation of circulating cholesterol. Melanocortin system control level of circulating cholesterol. Using our model of diet induced synaptic plasticity; we show that there is a link between hypothalamic PSA and circulating cholesterol. A long term reduction of hypothalamic PSA level, lead to an accumulation of fat deposit in blood vessels. This whole work allows us to underscore the role of diet induced synaptic plasticity in the regulation of energy homeostasis.

Le gène Cdx2 exerce de nombreuses fonctions au cours du développement embryonnaire. Son expression est maintenue spécifiquement dans l’épithélium intestinal adulte. Cdx2 est diminué dans les cancers colorectaux (CCR), favorisant la migration et la dissémination des cellules tumorales. Cette diminution de Cdx2 est réversible, suggérant une dérégulation du gène. Nous avons étudié d’une part les fonctions intestinales de Cdx2 au cours du développement et surtout chez l’adulte, et d’autre part les mécanismes moléculaires associés à la dérégulation de Cdx2 dans les CCR.Une approche d’invalidation conditionnelle de Cdx2 chez la souris a été choisie. Nous montrons que Cdx2 est nécessaire pour l’établissement de l’identité intestinale au cours du développement. De plus, dans l’intestin adulte il contribue au maintien de l’identité des cellules souches et intervient dans la différenciation terminale des cellules épithéliales. Le croisement du modèle murin transgénique pCdx2-9LacZ avec le modèle de cancérogénèse colique spontanée Apc∆14/+ indique que les éléments nécessaires à la diminution d’expression de Cdx2 dans les CCR sont sur le promoteur de 9kb de Cdx2. Par ailleurs, nous montrons une corrélation d’expression entre les protéines HNF4α, régulateur transcriptionnel de Cdx2, et Cdx2 dans des échantillons de tumeurs intestinales humaines et murines. L’invalidation conditionnelle de Hnf4α dans l’intestin est associée à une réduction d’expression de Cdx2 et à une plus grande susceptibilité des animaux à la tumorigenèse colique chimio-induite. HNF4α constitue un facteur important de la dérégulation de Cdx2 dans les CCR et exerce une fonction suppresseur de tumeur dans l’intestin / The Cdx2 gene exerts many functions during embryonic development. Its expression is maintained specifically in the adult intestinal epithelium. Cdx2 expression is reduced in colorectal cancers (CRC); moreover, this reduction promotes migration and the spread of colon tumor cells. The alteration of Cdx2 in CRC is reversible, suggesting a deregulation of the gene. The objectives of my project were to study the functions of Cdx2 during intestinal development and in adults and to study the molecular mechanisms associated with the deregulation of Cdx2 in CRC. An approach of conditional invalidation of Cdx2 in mice has been used. We show that Cdx2 plays a key role in establishing the intestinal identity during development. In addition, at the adult stage Cdx2 is involved in the maintaining of the intestinal stem cells identity and in the control of terminal differentiation of intestinal epithelial cells. Crossing the transgenic mouse model pCdx2-9LacZ with spontaneous colon carcinogenesis model ApcΔ14/+ indicates that the elements necessary for the decrease of Cdx2 expression are located on the Cdx2 promoter of 9kb. Earlier team works have highlighted HNF4α as a transcriptional regulator of Cdx2 expression. In this work, we have demonstrated a correlation between HNF4α and Cdx2 protein expression in samples of human and mouse intestinal tumors. The conditional invalidation of Hnf4α in the intestine is associated with a reduction of Cdx2 expression, and a greater susceptibility for mice to chemo-induced colonic tumorigenesis. HNF4α is an important factor in the deregulation of Cdx2 in CRC and it exerts itself a tumor suppressor function in the gut.

Durant cette dernière décennie, plusieurs voies de régulation de l’homéostasie de différents ions ont été identifiées chez les plantes. Le croisement des données de la littérature révèle l’existence de connexions insoupçonnées entre ces différentes voies de régulation, limitant ainsi les perspectives d’apporter des solutions adaptées pour chaque élément. En effet, la carence ou l’excès en un seul élément cause une profonde perturbation de l’homéostasie des autres éléments associés. Un exemple frappant illustrant l’interconnexion entre l’homéostasie des ions est celui qui concerne le phosphate inorganique (Pi), le zinc (Zn) et le fer (Fe). Dans ce contexte, l’objectif de mon travail de thèse est de mieux comprendre les bases physiologiques et moléculaires de l’interaction entre le Pi, le Zn et le Fe chez les plantes. Trois plantes ont été utilisées dans ce travail : la plante modèle Arabidopsis thaliana, et deux plantes d’intérêt agronomique, la laitue (Lactuca sativa) et le riz (Oryza sativa L.). Chez la laitue, mes résultats montrent l’existence d’une base génétique pour la co-régulation de l’homéostasie du Pi et de celle du Zn chez les deux variétés de laitue utilisées, toute en y révélant un comportement contrasté. Chez le riz, j’ai prouvé également l’existence d'une base génétique pour les interactions non seulement entre les homéostasies du Pi, et celle du Zn et mais aussi avec celle du Fe, et j'ai démontré un rôle important du transporteur du Pi OsPHO1;1 dans ce processus. Enfin, en utilisant l’approche de génétique d’association, de nouveaux gènes impliqués dans les interactions homéostatiques Pi-Zn ont été caractérisés chez Arabidopsis. / Plants require a variety of elements for their basic biological functions. Interestingly, Transport, assimilation and utilization of these nutrients are not independent of another. However, the biological significance, molecular and genetic bases of these dependencies are not well understood. We use the over-accumulation of inorganic phosphate (Pi) in plants under zinc (Zn) deficiency as an example to dissect a fundamentally and agronomically important Pi-Zn interdependency in Lettuce, rice and Arabidopsis plants. We described the physiological and molecular basis of the interaction between Pi and Zn homeostasis. In Lettuce, we revealed a contrasting behavior between the two lettuce varieties in terms of the coregulation of Pi and Zn homeostasis. In rice, our data reveal coordination between pathways involved in Fe transport and PiZn signaling, which involves the OsPHO1; 1. In Arabidopsis, we discovred a new mecanism that plants use to gate defense and growth process in Pi-Zn dependant manner.

De nombreuses données cliniques et expérimentales suggèrent l'existence de liens importants entre thermoception et nociception. Il a par exemple été montré que la qualité de la sensation douloureuse chez des patients souffrant de douleurs centrales dépend de l’intégrité des voies de la thermoception. Sur la base de ces données, il a été suggéré que ces douleurs pourraient être liées à une réduction de l'inhibition normalement exercée par les systèmes thermoceptifs sur les systèmes nociceptifs et, de façon plus générale, que la douleur pourrait être un constituant du système homéostasique. Pour valider ces hypothèses, nous avons conduit 2 études chez des volontaires sains durant lesquelles nous avons utilisé une grille thermique comme test de douleur. Le contact cutané avec cette grille provoque 2 sensations à type de brûlures: la chaleur paradoxale (CP) et la douleur paradoxale (DP). Dans une 1ère étude, nous avons recherché si ces 2 sensations étaient distinctes ou s'il existait un continuum. En étudiant plusieurs dizaines de combinaisons thermiques chez des volontaires, nous avons retrouvé que l’apparition de la CP précédait systématiquement celle de la DP, et que l’intensité de la CP augmentait progressivement jusqu’à l’apparition de la DP. Nos résultats indiquent qu’il existe une continuité entre les 2 sensations paradoxales et, par voie de conséquence, confirment l'existence de liens forts entre nociception et thermoception. Dans une seconde étude, nous avons évalué l’impact d’un challenge thermique (chaud et froid) sur le seuil d’apparition de la DP chez 15 volontaires. La mise en jeu de la thermorégulation par un réchauffement actif a été associée à une élévation du seuil d’apparition de la DP. Une relation directe a été retrouvée entre la variation de la température corporelle et le seuil de DP. L’existence d’un impact des challenges thermiques sur le seuil d’apparition de la DP suggère un lien entre douleur et thermorégulation. Nos résultats tendent à confirmer que la douleur a une dimension homéostasique. / Numerous experimental and clinical data suggest the existence of a strong relationship between thermoception and nociception. For example, it has been shown that the pain quality in patients suffering from central pain depends on the integrity of the thermal sensation pathway. Based on these data, some authors have suggested that this kind of pain could be related to a reduction of the inhibition physiologically exerted by thermoception on nociception, and, by extension, that pain could be a part of homeostasis. To validate this hypothesis, we conducted 2 studies in healthy volunteers using a thermal grill as experimental pain test. A cutaneous contact with the grill induces two burning sensations: paradoxical heat (PH) and paradoxical pain (PP). In a first study, we studied if there is a continuum or not between these 2 sensations. By studying decades of thermal combinations in volunteers, we found that PH systematically occurred before PP and that PH intensity gradually increased until PP appearance. Our results indicate a continuum between these two paradoxical sensations and, therefore, confirm the existence of a strong link between nociception and thermoception. In a second study, we estimated the impact of a thermal challenge (warm and cold) on the PP appearance threshold in 15 volunteers. The thermoregulation involvement by active warming was associated to an increase of PP threshold. A correlation was found between body temperature variations and PP threshold. The existence of an impact of thermal challenges on the PP threshold suggests a link between pain and thermoregulation. Our results tend to confirm that pain possesses a homeostatic dimension.

L’homéostasie des tissus et la formation d’organes fonctionnels au cours du développement mettent en jeu un équilibre entre prolifération, croissance, mort et différenciation des cellules. Cycline G de D. melanogaster est une protéine impliquée dans plusieurs de ces processus de maintien de l’homéostasie tissulaire. Au cours de ma thèse, j’ai montré que Cycline G est impliquée dans le maintien épigénétique des identités cellulaires au cours du développement. En effet, CycG interagit avec des gènes codant des facteurs chromatiniens des groupes Polycomb (PcG) et Trithorax (TrxG), impliqués respectivement dans le maintien d’un état réprimé ou activé des gènes au cours des divisions cellulaires. Ces interactions corrèlent avec une modification du profil d'expression des gènes homéotiques Scr et Ubx, qui suggère un rôle de Cycline G dans la répression de ces gènes. Je me suis également intéressée au rôle de CycG dans la stabilité du développement (SD), qui participe au maintien de l’homéostasie en contrôlant les variations stochastiques des processus développementaux. En effet, la surexpression de CycG induit une asymétrie visible de la taille des ailes des mouches, indiquant que la SD est altérée. L’étude des bases génétiques de ce processus par une analyse de gènes candidats suggère que des gènes PcG et trxG jouent un rôle dans la SD. Par ailleurs, l’asymétrie induite par CycG est aggravée par des mutations des effecteurs de la compétition cellulaire, un mécanisme via lequel des cellules entraînent l’apoptose de cellules voisines de moindre capacité proliférative. Ces résultats soulèvent l’intéressante possibilité d’une implication de la compétition cellulaire dans la SD. / Tissue homeostasis and formation of functional organs during development require a precise balance between proliferation, growth, cell death and differentiation. Drosophila Cyclin G is involved in several of these processes. During my PhD, I showed that Cyclin G is implicated in epigenetic maintenance of cell identities during development. Indeed CycG interacts with genes of the Polycomb (PcG) and trithorax (trxG) groups that encode chromatin factors involved in the maintenance through cell divisions of repressed or active transcriptional state of genes, respectively. These interactions correlate with a change of the homeotic genes Scr and Ubx expression profile, suggesting a role for Cyclin G in the repression of these genes. I also addressed the role of CycG in developmental stability that participates in tissue homeostasis by buffering stochastic variations of developmental processes, also known as developmental noise. CycG overexpression induces a visible asymmetry of wing size, indicating that developmental stability is impaired. Genetic and cellular bases of this process are poorly understood. The results of a gene candidate approach suggest that PcG and trxG genes contribute to developmental stability. Besides, CycG-induced asymmetry is increased by mutating effectors of cell competition, a phenomenon through which cells induce apoptosis of less fit neighbour cells. These observations raise the question of a role for cell competition in developmental stability.

La structure polygonale des épithéliums mono-stratifiés exerce une certaine fascination sur les biologistes depuis les observations originales par Robert Hooke en 1665. Cependant, il est difficile d‘expliquer comment la stabilité de la morphogenèse est atteinte, i.e. comment les structures polygonales maintiennent la régularité au sein d'un individu, entre les individus et au sein des phylums. Dans ces travaux, nous introduisons une nouvelle mesure quantitative de la stabilité de la morphogenèse entre individus appelée l'homéostasie topologique. Nous démontrons que les épithéliums non-prolifératifs, formés par un processus d'accrétion, sont plus stables que les épithéliums prolifératifs. Dans le contexte de prolifération, l'homéostasie topologique dépend du rapport apoptose/mitose comme en témoigne le modèle Drosophila où l'homéostasie épithéliale diminue drastiquement quand l'apoptose est inhibée dans les disques imaginaux. Ainsi, l'apoptose agit comme un régulateur positif dans la canalisation de la stabilité de la morphogenèse. En outre, des simulations numériques reproduisant la morphogenèse épithéliale, basées sur la physique des milieux divisés, décrivent comment les mécanismes d'accrétion dans les épithéliums non prolifératifs et l'apoptose dans les épithéliums prolifératifs sont des moyens efficaces pour parvenir à la stabilité morphogénétique. / The polygonal structure of mono-stratified epithelia exerts a unique fascination among biologists since the original observations of Robert Hooke in 1665. However, it is always unclear how the stability of morphogenesis is achieved, i.e., how these polygonal structures maintain regularity among individual, between individuals and among all phyla, and among individuals for each tissue within each species. Here, we introduce a new and quantitative measure of the level of morphologic stability between individuals, referred to as topological homeostasis. We demonstrated that non-proliferative epithelia, formed by an accretion process, are significantly more regularly stabilized than proliferative ones. In proliferative context, topological homeostasis directly depends on the apoptosis/mitosis ratio, as evidenced in the Drosophila imaginal disc model, where topological homeostasis drastically drops down when apoptosis is inhibited. Apoptosis therefore acts as an unexpected positive regulator in the canalization of morphogenetic stability. In addition, numerical simulations of epithelial morphogenesis, based on the physics of devided media, described how accretion mechanisms in non-proliferative epithelia, and, apoptosis in proliferative ones, are efficient means to achieve morphogenetic stability.

L’accumulation de cellules spumeuses dans l’intima des artères est le point critique de l’initiation de l’athérosclérose. L’accumulation de cholestérol et l’activation des voies pro-inflammatoires sont responsables de l’acquisition par les macrophages de ce phénotype délétère. Les dérivés oxydés du cholestérol accumulés vont stimuler les récepteurs nucléaires LXR et incidemment l’efflux de cholestérol athéroprotecteur, tandis que la phagocytose de cholestérol cristallisé dans la lésion causera une perturbation du trafic vésiculaire qui activera l’inflammasome NLRP3, verrou de l’inflammation IL-1. Cette étude a pour but de décrypter ces voies dans le macrophage humain. La stimulation de l’efflux de cholestérol par un agoniste LXR dans le macrophage humain m’a est médiée par l’activation transcriptionnelle LXRα-dépendante d’ARL7 - qui permet le transport du cholestérol libre de la membrane des endosomes et lysosomes aux radeaux lipidiques – et du transporteur ABCA1 – l’exportant vers les HDL, lipoprotéines athéroprotectrices. L’activation du complexe multi-protéique NLRP3 dans le macrophage, et la sécrétion des cytokines délétères IL-1β et IL-18, est également réprimée par l’agoniste LXR. L’activation des cathepsines B et L par l’enzyme AEP est aussi nécessaire pour l’activation de NLRP3 par des cristaux. Inactiver l’AEP protège ainsi contre le développement de l’athérosclérose. Ces travaux ont démontré la nécessité des études chez l’humain pour la mise en évidence des mécanismes moléculaires et la nécessité d’intégrer les signalisations lipidiques et inflammatoires étroitement liées dans la cellule spumeuse. / Foam cell accumulation in arterial walls is the critical initiating event of atheroma plaque development. Macrophages acquire this phenotype by cholesterol ester accumulation and pro-inflammatory signaling pathways activation. Oxydized form of cholesterol activates LXR and subsequently atheroprotective cellular cholesterol efflux. In parallel, crystallized cholesterol phagocytosis will impair vesicular traffic, activating NLRP3 and deleterious IL-1 cytokines release. Here we describe further those pathways in human macrophages and to evidence new key factors in atherosclerosis development. First, stimulation of cellular cholesterol efflux to ApoA-I and HDL from human macrophage by LXR agonist is LXRα-dependent. Transcriptional activation of ARL7 increases cholesterol transport from endolysosomal membrane to efflux-prone plasmic membrane pools, lipid rafts. From there, cholesterol will be exported on ApoA-I containing lipoproteins by ABCA1 transporter, whose expression is stimulated by LXRα agonists as well. Cholesterol crystals phagocytose will lead to inflammasome NLRP3 activation, leading to pro-atherogenous IL-1β and IL-18 secretion. We first showed LXR agonist GW3965 role in repressing transcription of NLRP3 partners. Also, we evidenced the importance of cathepsin B and L maturation by asparagin endopeptidase (AEP) in human macrophages, and atheroprotective properties of AEP silencing. Overall, this work demonstrated the necessity of using human models to confirm murine data about molecular mechanisms. Also, it is important to integrate lipid homeostasis and inflammation signaling in foam cells, for there is a strong molecular link between both.

Les protéines destinées à la sécrétion ou adressées à la membrane transitent par le réticulum endoplasmique (RE) où elles acquièrent leur conformation native et subissent des modifications post-traductionnelles comme la formation de ponts disulfures. Dans ce compartiment, la formation de ponts disulfures repose sur l’activité de l’oxydase Ero1 et de la Protein Disulfure Isomerase (PDI). Ero1 catalyse la formation de ponts disulfures et les transmet à la PDI qui à son tour oxyde les substrats. L’isomérisation ou la réduction terminale des ponts disulfures non-natifs repose sur un système de réduction dans le RE encore non élucidé. Des études suggèrent l’importance du glutathion réduit (GSH) dans ce système de réduction. Le GSH est un tripeptide redox exclusivement synthétisé dans le cytosol. Notre étude s’attache à (i) décrire les flux de glutathion entre RE et cytosol et (ii) identifier les acteurs de ce transport (iii) comprendre l’impact d’une modification de l’homéostasie redox du glutathion sur la physiologie du RE.Nous avons établi un système permettant d’étudier les flux de glutathion entre cytosol et RE. Afin de démasquer ces flux intracellulaires, nous avons utilisé une souche de S. cerevisiae surexprimant le transporteur plasmatique du glutathion, HGT1. Ce système permet de modifier rapidement et drastiquement la concentration cytosolique de glutathion. Les flux intracellulaires engendrés sont ensuite suivis grâce à des sondes redox spécifiques du glutathion adressées dans le RE ou le cytoplasme.(i) Nos résultats suggèrent que le GSH et le GSSG sont importés dans le RE depuis le cytosol. Le GSH est transporté selon un gradient de concentration via un système de transport de diffusion facilité. Ces flux sont également observés lors de stress stimulant la synthèse de GSH (stress thermique, arsenite…).(ii) Le transport de GSH dans le lumen est assuré par le translocon Sec61, et une régulation de cet import par la chaperone luminale Kar2 est observée.(iii) une réduction rapide de l’état redox du glutathion dans le RE conduit à une mort cellulaire programmée non apoptotique, également observée lors d’autre stress RE (traitement tunicamycine). / The endoplasmic reticulum (ER) is the first intracellular compartment of the protein secretion pathway. Protein maturation in this compartment involves protein folding and post-traductionnal modification including formation of disulfide bonds. The formation of disulfide bonds is operated by a highly conserved redox relay made of the thiol oxidase Ero1 and the protein disulfide isomerase (PDI). Ero1p catalyzes disulfide bond formation and relays them by thiol-disulfide exchange to PDI, which in turn oxidizes substrates. Isomerization and terminal reduction of non-native disulfide bonds both rely on a reduction system that remains to be formally identified. Studies however suggest the importance of reduced glutathione in this reducing system. GSH is small redox tripeptide exclusively synthesized in the cytosol. In this study we (i) describe the main parameters of glutathione traffic across the ER membrane (ii) identify the main actors involved in the transport and (iii) analyze the physiological impact of a modification of the ER glutathione redox state.We established a system to monitor the fluxes of glutathione from the cytosol to the ER in S. cerevisiae. To artificially increase fluxes of glutathione, we used a cell over-expressing the GSH plasma membrane transporter HGT1, which when grown in presence of glutathione import high levels of this compound. Consequently, we monitored the intracellular relocation of imported GSH by following GSH fluxes using two specific redox probes. Our data indicate that:(i) GSH is transported into the ER by facilitated diffusion along a concentration gradient. GSSG can also be imported into the ER. Similarly, stress conditions that stimulate GSH synthesis, such as heat shoc, arsenite treatment, also triggered a GSH import in the ER.(ii) GSH import in the ER is achieved by the translocon Sec61, and is regulated by the lumenal chaperone Kar2.(iii) A rapid reduction of glutathione ER redox state leads to the activation of a non-apoptotic programmed cell death pathway, usually observed during high ER stress.