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La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie causée par l’absence de dystrophine, qui se manifeste par une dégénérescence progressive des muscles squelettiques et cardiaque. Les garçons atteints ont une espérance de vie d’environ 20 ans. Même si la prise de certains médicaments peut ralentir la progression de la maladie, il n’existe à ce jour aucune thérapie curative. La transplantation autologue de myoblastes génétiquement corrigés peut restaurer l’expression de la dystrophine, mais les myoblastes des patients DMD ont une capacité proliférative très limitée. Leur prolifération nécessite l'immortalisation avec un oncogène viral, un processus augmentant les risques associés à la transplantation de myoblastes. Les protéines fusionnées au domaine de transduction de Tat peuvent transduire les cellules en culture et plusieurs tissus in vivo. La transduction de protéines pourrait s’avérer utile dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Nos objectifs étaient de tester la capacité des protéines de fusion Tat à transduire les fibres musculaires, de mieux comprendre le mécanisme de transduction, d’optimiser le ciblage efficace des cellules en culture et de développer des outils permettant l’immortalisation transitoire des myoblastes avant leur transplantation. In vivo, nos travaux indiquent que les fibres musculaires résistent à l’internalisation des protéines de fusion Tat, qui se retrouvent en périphérie associées à la matrice extracellulaire. In vitro, la distribution intracellulaire ponctuée, la cinétique d’internalisation, la sensibilité aux basses températures et l’augmentation fonctionnelle exercée par les agents lysosomotropiques révèlent un mécanisme d’endocytose classique. Ces données suggèrent que les protéines de fusion Tat, entrent par la voie endosomale, évitent les lysosomes, et sont ensuite séquestrées en périphérie du noyau. Un trafic intracellulaire inadéquat serait le principal facteur limitant l’efficacité de l’internalisation fonctionnelle des cargos fusionnés au domaine de transduction de Tat. Cette meilleure compréhension du mécanisme d’internalisation des protéines de fusion Tat, nous permit de développer une méthode efficace pour immortaliser de façon réversible les myoblastes d'un patient DMD. En utilisant un protéine de fusion Tat-Cre, nous avons déimmortalisé des myoblastes DMD transformés par l'AgT flanqué de sites LoxP. Cette technique permet de proliférer extensivement les myoblastes DMD, tout en rendant plus sécuritaire la déimmortalisation. / Duchenne muscular dystrophy (DMD) is caused by the absence of dystrophin and leads to progressive weakness in heart and skeletal muscles. Affected boys can only hope to live for 20 years since there is still no effective therapy for DMD. Autologous transplantation of genetically modified myoblasts can restore dystrophin expression, but the rapid death, the specific immune response and limited cellular migration severely limit the efficiency of the treatment. Immortalization, although a risky procedure, is necessary to proliferate myoblasts isolated from dystrophic patients, since by age five; their myogenic cells are practically senescent. Proteins and cargos fused to the Tat protein (HIV) can be internalized in cells and living tissue. The mechanism of Tat internalization is still misunderstood and controversial. Our objectives were to test the susceptibility of muscle fibers to be transduced by Tat fusion proteins, to better understand the mechanism of entry of Tat fusions, to optimize intracellular delivery and to develop techniques allowing the immortalization reversal of myoblasts using Tat-fusion proteins. The low susceptibility of muscle fibers to be transduced and the strong interaction between Tat-fusion proteins and the extracellular matrix surrounding muscle fibers resulted in poor protein delivery. Our work shows that the nuclear localization signal comprised in Tat is not sufficient to confer nuclear delivery to eGFP. The punctuate intracellular distribution, the internalization kinetics, the inhibitory effect of low temperatures and the functional increase exerted by lysosomotropic agents are coherent with a classical endocytosis internalisation mechanism. Our data suggests that Tat-fusion proteins proceed through the endosomal pathway, avoid lysosomes and are then sequestered in the periphery of the nucleus. Hence, improper intracellular trafficking is the main factor limiting the efficiency of Tat-mediated protein internalization. With a better understanding of this internalization mechanism, we were able to optimize the delivery of a Tat-Cre fusion protein to mediate the complete and efficient removal of an oncogene necessary for the proliferation of myoblasts isolated from DMD patients. Therefore this technique should help in the design of a successful treatment based on the autologous transplantation genetically-modified cells.

La transplantation de myoblastes (cellules précurseurs du muscle) est une thérapie potentielle prometteuse pour le traitement de la dystrophie musculaire de Duchenne. À ce jour, aucun traitement efficace n’existe pour cette maladie. Cette thérapie consiste en l’injection des cellules directement dans le muscle malade. Comme tous les autres types de transplantation allogénique, les myoblastes sont rapidement rejetés par le système immunitaire, mais le rejet peut être contrôlé par l’emploi soutenu d’immunosuppresseurs. L’utilisation de ces immunosuppresseurs serait idéale si ce n’était de leurs effets indésirables importants. Pour contourner ce problème, il est possible d’induire une tolérance immunologique envers les myoblastes transplantés. Cet état de tolérance peut-être induit par deux voies principales : la tolérance périphérique et la tolérance centrale. Plusieurs protocoles d’induction de tolérance périphérique et centrale ont été démontrés efficaces dans la littérature chez des modèles animaux et, dans certains cas, chez l’humain. Nous avons donc appliqué certains de ces protocoles d’induction de tolérance à la transplantation de myoblastes. Lors de cette étude, il est démontré que l’induction de tolérance périphérique, avec les protocoles utilisés, n’ont permis que la prolongation de la survie des myoblastes et qu’une modulation centrale du système immunitaire pourrait améliorer les résultats de survie. C’est pourquoi nous nous sommes tournés vers l’utilisation de protocoles non-myéloablatifs de greffe de moelle osseuse utilisant des anticorps monoclonaux bloquant les signaux d’activation des lymphocytes. Par le développement de chimérisme, nous avons démontré, pour la première fois, l’induction d’une tolérance robuste et spécifique à la transplantation de myoblastes, sans aucune immunosuppression soutenue. Cette démonstration montre que l’induction de tolérance par modulation centrale pourrait un jour être appliquée à un traitement de transplantation de myoblastes pour la dystrophie musculaire de Duchenne, améliorant ainsi l’espoir d’une qualité de vie meilleure pour ces jeunes malades.

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De nombreux contaminants organiques ubiquistes, dont certains en augmentation dans l’environnement, semblent avoir la capacité de perturber le système thyroïdien. Ces effets sont soupçonnés d’être à l’origine des déficits neurologiques observés par exemple chez les enfants exposés in utero aux biphényles polychlorés. Les objectifs de ce projet consistaient à évaluer les effets de l’exposition chronique à des contaminants environnementaux sur les concentrations circulantes des hormones thyroïdiennes de la femme enceinte, du nouveau-né et de l’adulte inuits ainsi que de quantifier et d’identifier les déterminants de l’exposition à des contaminants en émergence chez la population adulte inuite du Nunavik en 2004. De façon générale, les résultats observés chez les nouveau-nés et la femme enceinte ne démontrent pas d’associations franches entre les concentrations des hormones thyroïdiennes et l’exposition à certains contaminants organiques persistants. Toutefois, des associations négatives entre les concentrations des biphényles polychlorés et les niveaux circulants de la thyroglobuline ont été observées chez les nouveau-nés. Également, les concentrations du pentachlorophénol chez les femmes enceintes en fin de grossesse étaient associées négativement avec les niveaux circulants de T4 libre dans les cordons ombilicaux des nouveau-nés. Chez l’adulte, l’exposition à un mélange complexe de composés chlorés était associée à une réduction des concentrations de la T3 totale et de la globuline. Par ailleurs, les concentrations plasmatiques des contaminants en émergence, tels le perfluorooctanesulfonate (PFOS) et les diphényles éthers polybromés (PBDEs) étaient également associées à des altérations des paramètres thyroïdiens. En 2004, les concentrations sanguines du PFOS et des PBDEs chez les adultes inuits du Nunavik étaient inférieurs à celles observées dans d’autres populations d’Amérique du Nord, mais similaires et supérieurs respectivement, à celles rapportées chez les populations européennes. L’augmentation des concentrations plasmatiques du PFOS avec l’âge et la consommation de poissons et de mammifères marins semblent indiquer que ce composé possède des propriétés physicochimiques qui le rendent persistant et bioaccumulable dans les chaînes alimentaires. Les sources d’exposition aux PBDEs n’ont pu être identifiées clairement dans cette étude. Par contre, la consommation de nourriture traditionnelle et le style de vie des Inuit semblent les protéger contre l’exposition au PBDE congénère 47, un des plus prévalants chez l’humain. / Several ubiquitous organic contaminants, some of which are increasing in the environnement, seem to possess thyroid-disrupting capacities. These effects are suspected to be the underlying causes of neurodevelopmental deficits in infants prenatally exposed to polychlorinated biphenyls. The objectives of this project were 1) to evaluate the effects of chronic exposure to environmental contaminants on circulating concentrations of thyroid hormones in pregnant women, newborns and adult Inuit as well as 2) to quantify and identify determinants of exposure to emerging contaminants in the Nunavik Inuit population in 2004. Overall, results from newborns and pregnant women do not demonstrate clear associations between thyroid hormone concentrations and exposure to some persistent organic pollutants. However, negative associations between polychlorinated biphenyl concentrations and circulating levels of thyroglobulin were observed in neonates. Furthermore, pentachlorophenol concentrations in pregnant women during their last trimester of pregnancy were negatively associated with umbilical cord free T4 concentrations in newborns. In adults, exposure to a complex mixture of chlorinated compounds was related to a reduction in total T3 and thyroglobulin concentrations. Moreover, plasma concentrations of emerging contaminants such as perfluorooctanesulfonate (PFOS) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) were also associated with disruptions of thyroid parameters. In 2004, exposure levels of PFOS and PBDEs in Nunavik Inuit adults were lower compared to those observed in other North-American populations, but similar and higher respectively, to those reported among European populations. The increase of PFOS plasma concentrations with age as well as with fish and marine mammal consumption seems to indicate that this compound tends to persist and bioaccumulate in the food-web. Sources of exposure to PBDEs were not clearly identified in the framework of this study. However, traditional food consumption and Inuit lifestyle seem to protect against exposure to congener PBDE 47, one of the most prevalent in humans.

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