Mise en contexte : Le syndrome du X fragile (SXF) résulte de la perte d’expression de la protéine FMRP. L’absence de FMRP est responsable d’une série de perturbations signalétiques, notamment une hyperactivation de la voie MAPK/ERK. La lovastatine, un médicament hypocholestérolémiant, possède comme effet pléiotrope la capacité d’inhiber la voie MAPK/ERK et a permis de corriger certains phénotypes pathologiques clés du modèle murin du SXF, mettant en lumière son potentiel thérapeutique chez l’humain. Ainsi, nous avons réalisé en 2013 une étude ouverte visant à étudier l’effet d’un traitement de 12 semaines à la lovastatine sur les troubles cognitifs et comportementaux des enfants et des adultes avec SXF. La plupart des individus ont présenté des améliorations cognitives et comportementales, telles qu’évaluées par les échelles cliniques Vineland-II Adaptive Behavior Scale (VABS-II) et Aberrant Behavior Checklist-Community (ABC-C), respectivement. Ces échelles remplies par les tuteurs et les soignants sont toutefois évaluateur-dépendantes et sujettes à l’effet expérimentateur. Ces variables parasites, qui s’ajoutent à l’effet placebo inhérent à la conception ouverte de l’essai thérapeutique, peuvent ainsi avoir faussé l’évaluation de la réponse au traitement. Nous avons donc étudié si les cascades signalétiques des plaquettes sanguines peuvent être utilisées comme biomarqueurs objectifs pour surveiller la réponse au traitement. Méthode : Des échantillons sanguins des 15 individus SXF ayant participé à l’essai clinique ont été recueillis au début et à la fin de l’étude afin d’évaluer par Western Blot l’effet in vivo de la lovastatine sur l’activité de ERK dans les plaquettes sanguines, et ainsi de pouvoir corréler les réponses biologiques et cliniques. L’état de phosphorylation de ERK a également été étudié dans les plaquettes d’une cohorte contrôle. Résultats : Nos résultats démontrent une augmentation significative de près du double de la phosphorylation basale de ERK dans les plaquettes sanguines des individus avec SXF en comparaison avec les sujets contrôles (p=0,002). De plus, nous avons observé une normalisation de la phosphorylation de ERK chez 13 des 15 individus SXF après le traitement de 12 semaines à la lovastatine (p=0,007). Notre étude fournit ainsi les premières évidences d’un effet bénéfique de la lovastatine dans le SXF chez l’humain. Nous avons également démontré que les changements de la phosphorylation de ERK étaient partiellement corrélés à la réponse clinique, et ce, pour le score total et les scores des sous-domaines ‘socialisation’ et ‘compétences de la vie quotidienne’ de l’échelle VABS-II (p=0,003). Conclusion : De façon générale, ces résultats suggèrent que les cascades signalétiques plaquettaires peuvent être utilisées comme biomarqueurs pour évaluer de façon objective la réponse au traitement lors de futurs essais thérapeutiques. / Abstract: Background: Fragile X syndrome (FXS) results from loss of FMRP expression, which causes several signaling dysregulations, including the hyperactivation of the Mitogen-activated protein kinase (MAPK)/Extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway. Lovastatin, a drug used for the treatment of hypercholesterolemia, pleiotropically inhibits the MAPK/ERK cascade and has successfully corrected key pathological phenotypes in the FXS mouse model, underscoring its ‘disease-modifying’ potential. Thereby, we conducted in 2013 the first open-label clinical trial investigating the effect of a 12-week lovastatin regimen on cognitive and behavioral disabilities in FXS. Most individuals presented subtle positive cognitive changes as assessed by the Vineland-II Adaptive Behavior Scale (VABS-II) as well as behavior improvements using the widely used scale Aberrant Behavior Checklist-Community (ABC-C). The latter two scales are filled up by caregivers making them rater-dependent and prone to observer-expectancy effect. This might result in a placebo effect which is inherent to the open-label design of the trial. We therefore investigated whether blood platelets’ signaling cascades may be used as objective biomarkers to monitor treatment response. Methods: Blood samples were gathered from 15 FXS individuals during the trial in order to evaluate by quantitative Western Blotting the in vivo effect of lovastatin on ERK activity in blood platelets, and to correlate clinical and biological responses. The basal phosphorylation status of ERK was also assessed in platelets from a control cohort. Results: Our results showed a more than two-fold significant increase in FXS blood platelet basal ERK phosphorylation as compared to controls (p=0.002). Of note, we found that this hyperphosphorylation was normalized following the 12-week lovastatin trial (p=0.007) in 13 of the 15 FXS individuals enrolled in the trial. This represents the first evidence for a beneficial effect of lovastatin in human FXS. The extent of changes in ERK phosphorylation was also found to partly correlate with the clinical response scales’ scores, especially for the VABS-II. Indeed, the composite total score and the ‘daily living skills’ as well as the ‘socialization’ subscales scores of the VABS-II were correlated with the biological response (p=0.03). In comparison, no correlation was observed with the ABC-C scale. Conclusion: Broadly, these results suggest that platelets’ signaling cascades could be used as biomarkers to objectively assess treatment response during future clinical trials.

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Les méthanogènes sont des Archaea anaérobies stricts, connus pour être les seuls êtres vivants capables de produire du méthane comme sous-produit de leur métabolisme. Notre revue de littérature a montré qu’outre les espèces environnementales, l’ordre des Methanomassiliicoccales ne comptait à ce jour qu’une seule espèce Methanomassiliicoccus luminyensis isolée et cultivée dans notre laboratoire. Aucours de notre thèse, nous avons développé une nouvelle méthode permettant la culture et l’isolement des méthanogènes en absence de source externe de dihydrogène (H2) d’une part et d’autre part une méthode de génotypage Multispacer Sequence Typing (MST) basée sur le séquençage d’espaces intergéniques pour typer Methanobrevibacter smithii et M. oralis. Par la suite, nous avons mis en évidence la présence de méthanogènes en situation pathologique chez l’homme. Nous avons détecté et isolé pour la première fois au sein de flores anaérobies, M. oralis à partir d’échantillons d’abcès cérébraux, et de sinusite d’une part, et d’autre part M. smithii à partir d’un échantillon de patient souffrant d’abcès para-vertébral. Enfin, dans la cinquième partie de notre thèse, nous avons testé in vitro la sensibilité de cinq méthanogènes associés aux flores humaines à la lovastatine qui est une pro-drogue utilisée pour abaisser la concentration de cholestérol chez l’homme dans le cadre de certaines pathologies. Les cinq méthanogènes se sont avérées sensibles à une concentration minimale inhibitrice de 1µg/mL, après activation par hydrolyse de la lovastatine par des bactéries anaérobies du microbiote digestif, via une l’inhibition de la croissance et de la production du méthane. / Methanogens are strict anaerobic Archaea, known to the only being able to producing methane gas as a byproduct. Methanogens which are not detected in clinical microbiology laboratories were present in oral, digestive, vaginal and cutaneous microbiota of human. Only five species on the thirteen known in human have been cultivated before the beginning of our thesis. In our thesis, we initially reviewed the state of knowledge about methanogens in human microbiota, particularly the new order Methanomassiliicoccales of methylotrophic methanogens, the as member of human microbiota. In the second part of this work, we performing new method for methanogens culture and isolation without any dihydrogen atmosphere, by co-cultured in tubes methanogens with Bacteroides thetaiotaomicron, which produces hydrogen. We also developed Multispacer Sequence Typing (MST), a genotyping method based on intergenic spacers sequencing, to genotype M. oralis and Methanobrevibacter. Smithii. We demonstrated that methanogens could be part of polymicrobial infection in the case of brain and sinusal abscesses, and also in skeletal muscle abscess, by isolating for the first time M. oralis and M. smithii in these pathologies, using culture-based and molecular-based approaches, and suggested that methanogens could be considered as human opportunistic or emerging pathogens. Finally, we tested the in vitro susceptibility of lovastatin which is a prodrug used as a powerful serum cholesterol-lowering drug in some human diseases and showed that it’s inhibits growth and methane production in human-associated methanogens without affecting intestinal bacteria.