Ce travail consiste à étudier l’expression, le rôle et l’échange des microARNs (miARNs), dans le système nerveux (SN). Les microARNs (miARNs) sont des petits ARNs endogènes non-codants qui exercent une régulation négative sur l’expression desgènes, en s’hybridant sur la région 3’ non-codante des ARNm cibles.Dans un premier, nous avons dévoilé le rôle spécifique du miR-92a, dans lecontrôle de l’expression de la sous-unité GluA1 des récepteurs AMPA, dans un paradigme de plasticité synaptique homéostatique, dans lequel la plasticité synaptique est inhibée.Nous avons ensuite montré, par RNA-Seq que les miARNs sont différentiellement exprimés entre les structures du SN. Cette technologie nous a aussi permis de révéler la présence de nouvelles espèces de miARNs. De plus les résultats suggèrent que l’expression des miARNs (connus et nouveaux) participe à la signature transcriptomique singulière de chacune des structures.Dans un troisième temps, notre travail montre que les miARNs peuvent être échangés entre les cellules du système nerveux via les vésicules extracellulaires (EVs). Le contenu des EVs en miARNs varie en fonction de l’activité neuronale, et ces derniers ont pour cibles prédictives des protéines impliquées dans la régulation de la plasticité neuronale. Nos résultats suggèrent donc que l’échange de miARNs via les EVs est un nouveau mécanisme de modulation de la plasticité neuronale.Enfin, nous proposons un nouvel outil de purification des EVs, qui à l’avenir permettrait de purifier les EVs du SNC selon leur origine cellulaire.Pour conclure, ce travail apporte une meilleure compréhension du rôle des miARNs dans la régulation de la physiologie du SNC. / This work consists in stuying the expression, the role and the transport of microRNAs (miRNAs) in the central nervous system (CNS). microRNAs (miRNAs) are small endogenous non coding RNAs, exerting a negative regulation on gene expression.They inhibit protein translation by hybridization on the 3’ untranslated region of mRNA.First, we have revealed the specific role of miR-92a in the control of the expressionof GluA1, in an homeostatic plasticity paradigm in which the synaptic plasticity is inhibited.Second, by using RNA-Seq technology, we showed that miRNAs are differentially expressed in the different structures of the CNS. Moreover, we have discovered new species of miRNAs. Finally, our results suggest that the miRNA expression (of known and new miRNAs) participate in the singular transcriptomique signature of each structure.Third, we have shown that miRNAs are transported into EVs, and can be exchanged between the cells of the CNS. The miRNA content of EVs varies depending on neuronal activity. Target prediction of these miRNAs includes genes involved in the regulation of neuronal plasticity. Together, our results suggest that the exchange of miRNAs through EVs is a new mechanism involved in the modulation of neuronal plasticity. Finally, we propose a new tool for purifiying EVs depending on their cellular origin.To conclude, this study allows a better understanding of the role of miRNAs in the regulation of the physiology of the CNS.

L’inhibition, par p16INK4a, de la progression du cycle cellulaire est considérée comme liée à un arrêt de la progression en phase G1 du à l’inhibition de l’activité de CDK4/6. Nous montrons que l’expression ectopique de p16INK4a dans trois lignées cellulaires malignes, p16-/- et pRb+/+, issues de tissus différents, provoque un allongement de la durée de la phase S et du cycle cellulaire total. L’ensemble de nos travaux sur p16INK4a sauvage et son mutant p16G101W indique que p16INK4a induit un allongement de la phase S i) indépendamment de l’origine tissulaire des cellules analysées et ii) en partie lié aux conséquences de l’inhibition de l’activité de CDK4/6 et peut-être des MAP-kinases. Dans sa localisation nucléaire, p16INK4a interviendrait dans la régulation du cycle cellulaire indépendamment de sa liaison à CDK4. L’expression de CDK1 est inhibée par p16INK4a dans les trois lignées analysées. Dans les cellules MCF7 et U87, cette inhibition est post-transcriptionnelle, médiée par la région 3’non traduite de l’ARNm de CDK1, et est associée à une modification de l’équilibre d’expression, tissu-spécifique, des microARN régulant potentiellement CDK1. Nous démontrons que CDK1 est une cible de miR- 410 et miR-650 induits par p16INK4a et le rôle de l’inhibition de la voie pRb/E2F par p16INK4a dans l’induction de miR-410. Ainsi, p16INK4a régule l’expression des gènes à différents niveaux en modifiant l’équilibre fonctionnel des facteurs de transcription et, en conséquence, des miARN. / The inhibition of cell cycle progression by p16INK4a, have been considered to result from arrest in G1 phase due to inhibition of CDK4/6 activity. We show that ectopic expression of p16INK4a in three human malignant cell lines, p16-/- and pRb +/ +, derived from different tissues, led to an increase in the length of S phase and of the entire cell cycle. Our studies using wild-type p16INK4a and p16G101W mutant indicated that p16INK4a induces a lengthening of S phase i) independently of tissue origins and ii) partly linked to the inhibition of CDK4/6 activity and possibly MAP-kinases. In the nucleus, p16INK4a may intervene in regulating the cell cycle independently of binding to CDK4. The expression of CDK1 is inhibited by p16INK4a in three cell lines analyzed. In MCF7 and U87cells, this inhibition is post-transcriptional, mediated by the 3' non translated region of CDK1 mRNA, and is associated with changes in the balance of the expression of microRNAs, which regulate potentially CDK1. We demonstrate that CDK1 is a target of miR-410 and miR-650, both induced by p16INK4a and the role of the inhibition of pRb/E2F pathway by p16INK4a in the induction of miR-410. Thus, p16INK4a regulates gene expression at different levels by modifying the functional balance of transcription factors and, consequently, the microRNAs

Les sarcomes sont des tumeurs malignes des tissus conjonctifs, représentant moins de 1%des tumeurs malignes de l’adulte, mais près de 8% de l’ensemble des cancers pédiatriques. Enraison de leur rareté, de leur grande variété histologique et de leur potentiel évolutifhétérogène, les sarcomes sont des pathologies difficiles à traiter, tant sur le plan diagnostique,pronostique que thérapeutique. Ces dernières années, l’avènement de techniques d’analyse pangénomiques par biologie moléculaire a permis d’améliorer la prise en charge clinique des sarcomes, mais les microARN sont des biomarqueurs émergents encore peu utilisés. au cours de c e travail de thèse, nous avons cjhoisi d'étudier la valeur des profils d'expression des micrfoARN dans les rhabdomyosarcomes et les ostéosarcomes. Les données brutes des profils d'expression ont été obtenues à l'aidre d'une technologie à moyen débit basée sur des réactions de PCR quantitative. Nous avons tout d'abord développé une méthodologie d'ananlyse permettant d'obtenir des données d'expression précises, reproductibles et à forte valeur ajoutée, à partir de matériel biologique hétérogène.. Dans un second temps, nous avons montré que les profils d'expression de microARN permettent d'améliorer la prise en charge clinique des deuc types de sarcomes étudiés : il est possible d'affiner la classification nosologique des rhabdomyosarcomes, et de prédire la réponse des ostéosarcomes à la chimiothérapie néo-adjuvante. La recherche de nouvelles applications cliniques liées aux profils d'expression des micorARN doit donc être poursuivie, et peut désormais l'être grâce à l'outil robuste que nous avons développé au cours de cette thèse. / Sarcomas are malignant soft tissue tumors, accounting for 1% of adult tumors and 8% of all pediatric malignancies. Sarcomas are rare, and display a variety of histological subtypes and clinical characteristics. Therefore, everyday management is difficult in terms of diagnosis,prognosis and treatment. Recently, the development of pangenomic molecular techniquesimproved the clinical management of sarcomas, but the use of microRNAs as biomarkers is still being investigated.In the present work, we studied the value of microRNA expression profiles inrhabdomyosarcomas and osteosarcomas. Raw data of expression profiles were obtained using amedium throughput technology based on quantitative PCR. We first developed an analysismethodology to gain accurate, reproducible and relevant expression data, starting fromheterogeneous samples. Furthermore, we showed that microRNA expression profiles canimprove the clinical management of both sarcoma entities: they are helpful to upgrade the fine nosological classification of rhabdomyosarcomas, and they are able to predict the response of osteosarcomas to neoadjuvant chemotherapy. Searching for new clinical applications tomicroRNA expression profiles must be pursued.

Les microARNs sont de petits ARN non codants régulant négativement l'expression génique au niveau post-transcriptionnel. Ils interviennent dans de nombreux processus biologiques et leur rôle dans la régulation de l'homéostasie cutanée est clairement démontrée. Cependant, leur fonction durant le vieillissement épidermique n'a jamais été étudiée. Nous avons donc réalisé une analyse exhaustive du miRnome épidermique durant son vieillissement afin d'identifier les microARNs différentiellement exprimés avec l'âge dans ce tissu. Plusieurs microARNs significativement modulés dans des kératinocytes âgés, nous ont permis d'établir une signature du vieillissement épidermique. Parmi eux, les deux brins du microARN miR-30a sont induits dans les épidermes âgés. La construction d'un lentivirus permettant la surexpression stable et inductible de ce microARN a facilité son étude fonctionnelle dans un modèle organotypique d'épiderme reconstruit. Nous avons observé que la surexpression de ce microARN dans un modèle de culture tridimensionnelle induit un phénotype épidermique présentant des similitudes avec celui observé durant son vieillissement chronologique et caractérisé par une forte altération de la différenciation des kératinocytes, par une perturbation de sa fonction barrière et par une augmentation de l'abondance des cellules apoptotiques. Ce projet de thèse a permis l'identification de 3 cibles directes de miR-30a dans les kératinocytes. Il s'agit de LOX, codant pour la lysyl oxydase qui intervient dans la balance prolifération/différenciation des kératinocytes, d'AVEN, un inhibiteur de caspase et d'IDH1, codant pour l'isocitrate déshydrogénase, enzyme du métabolisme énergétique. Ainsi, ce projet de thèse a révélé un nouveau microARN acteur du vieillissement épidermique et a permis de de mettre à jour de nouveaux mécanismes moléculaires expliquant certaines altérations phénotypiques observées dans l'épiderme avec l'âge / MicroRNAs are small non-coding RNA that negatively regulate gene expression at the post-transcriptional level. There are involved in many biological processes and play a key role in the regulation of skin homeostasis. However, their function during epidermal aging has never been studied. We performed an exhaustive analysis of the epidermal miRnome during its aging in order to identify microRNAs differentially expressed with age in this tissue. Several microRNAs significantly modulated in elderly keratinocytes, allowed us to establish a signature of epidermal aging. Among them, the two strands of the microRNA miR-30a are induced in aged epidermis. The construction of a lentivirus allowing inducible and stable overexpression of this microRNA facilitated its functional study in an organotypic model of reconstructed epidermis. We observed that the overexpression of this microRNA in a three-dimensional culture model induces an epidermal phenotype similar of those observed during its chronological aging characterized by a strong alteration of keratinocyte differentiation, by a disturbance of its barrier function and by an increase in the abundance of apoptotic cells. This thesis project allowed the identification of three miR-30a targets in keratinocytes : LOX encoding lysyl oxidase, which plays a role in proliferation/differentiation balance of keratinocytes, AVEN encoding a caspase inhibitor and IDH1 encoding isocitrate deshydrogenase, a key enzyme of cellular metabolism.Our work revealed a new miRNA actor and deciphered new molecular mechanisms to explain some alterations observed in epidermis during aging, especially those concerning keratinocytes differentiation and apoptotic death

Le gène Egfl7 codant une protéine majoritairement sécrétée par les cellules endothéliales a été découvert au sein du laboratoire. Ce gène a la particularité d’héberger dans sa séquence intronique deux microARNs complémentaires nommés miR126-3p et miR-126-5p. Les microARNs sont de petites séquences de 20 à 25 nucléotides régulant l’expression de leurs cibles en se fixant sur leurs ARNm pour induire leur dégradation ou l’inhibition de leur traduction. L’expression endothéliale et les fonctions du microARN miR126-3p (microARN principal du duplex miR126-3p/126-5p) ont déjà été très largement abordées alors que celles de miR126-5p (microARN secondaire du duplex) restent inconnues. Les objectifs de notre étude ont donc été d’établir le patron d’expression de miR-126-5p lors du développement vasculaire et de caractériser ses fonctions dans les cellules endothéliales. Par hybridation in situ, miR-126-5p a été détecté dans les vaisseaux sanguins embryonnaires de souris principalement dans les cellules endothéliales. Cette spécificité endothéliale a été retrouvée dans différents organes tels que le cœur et les poumons et est maintenue in vitro. L’inhibition et la surexpression de miR-126-5p dans des cellules endothéliales veineuses (HUVEC) in vitro n’affectent pas les capacités de prolifération, de migration ou d’organisation en pseudocapillaires de ces cellules. En revanche, l’inhibition de miR-126-5p dans les HUVECs entraine une répression de l’adhérence des leucocytes à la surface d’un tapis de cellules endothéliales ainsi qu’une augmentation de la transmigration de monocytes à travers une monocouche endothéliale. A l’inverse, sa surexpression génère des phénotypes opposés. Des analyses in silico de recherche de cibles pour miR-126-5p en lien avec le recrutement leucocytaire ont permis d’identifier une protéine participant à la transmigration des leucocytes in vitro et in vivo nommée ALCAM. A l’aide de test de transactivation, nous avons pu démontrer que miR-126-5p était capable de se fixer au 3’UTR de l’ARNm d’ALCAM afin de réprimer l’expression de la protéine. De plus, l’augmentation de la transmigration induite par la chute d’expression de miR-126-5p dans les cellules endothéliales est inhibée suite au blocage direct de la protéine ALCAM montrant ainsi que l’effet répresseur de miR-126-5p sur ce mécanisme est établi via ALCAM. Une étude par microarray, réalisée sur des HUVECs où miR-126-5p a été inhibé, a permis d’identifier une seconde cible pour miR-126-5p nommée SetD5 pour laquelle aucune fonction n’est connue à ce jour. Des tests de transactivation ont permis de confirmer que SetD5 était une cible de miR-126-5p. De plus, l’effet de miR-126-5p sur l’adhérence des leucocytes aux cellules endothéliales est directement lié à la modulation d’expression de ce gène. Enfin, l’analyse de l’inhibition de miR-126-5p in vivo a permis de montrer que notre microARN d’intérêt contrôle effectivement les expressions d’ALCAM et de SetD5. Cependant, alors que miR-126-5p régule uniquement l’expression d’ALCAM dans les poumons, celle de SetD5 est sous le contrôle de miR-126-5p dans la rétine.Nos travaux ont donc permis de mettre en évidence l’expression endothéliale de miR-126-5p et d’identifier deux de ses cibles lui permettant de jouer un rôle dans le recrutement des leucocytes au niveau de l’endothélium. / The Egfl7 gene which was identified within the laboratory codes for a protein mainly secreted by endothelial cells. This gene harbors in its intronic sequence two complementary microRNAs named miR-126-3p and miR-126-5p. MicroRNAs are 20-25 nucleotides-long non coding RNAs which repress protein expression through binding to a complementary sequence of their target mRNAs, leading to mRNA degradation or translation inhibition. Endothelial expression and functions of miR-126-3p (The main miRNAs of the miR-126-3p/miR-126-5p duplex) was widely described while those of miR-126-5p remain unknown. The goal of our study was to establish the expression of miR-126-5p during the vascular development and to characterize its functions in endothelial cells. By in situ hybridization, miR-126-5p was detected in mouse embryonic vessels mainly in endothelial cells. This miR-126-5p endothelial specific expression was also found in different organs such as in the heart or lungs and is maintained in vitro. The inhibition and overexpression of miR-126-5p in vein endothelial cells (HUVECs) did not affect HUVECs proliferation, neither their migration nor their ability to form pseudocapillaries in vitro. On the other hand, miR-126-5p inhibition in HUVEC led to a repression of leukocyte adhesion onto endothelial cells as well as an increase of leukocyte transmigration across an endothelial cell monolayer. Interestingly, opposite phenotypes were observed after miR-126-5p overexpression. In silico analyses of miR-126-5p targets led to identify ALCAM as a potential mRNA transcript that could be regulated by miR-126-5p and which was already involved in leukocyte transmigration in vitro and in vivo. By transactivation assays, we showed that miR-126-5p was able to bind the 3’UTR of ALCAM mRNA and to repress ALCAM protein expression. Furthermore, endothelial cell treatment with an ALCAM blocking antibody abolished the effect of miR-126-5p inhibition on leukocyte transmigration indicating that miR-126-5p controls this process via ALCAM. A microarray analysis performed on HUVEC after miR-126-5p inhibition allowed the identification of another target for miR-126-5p named SetD5, a gene with unknown function. Transactivation assays confirmed that SetD5 is a target for miR126-5p. Furthermore, we showed that miR-126-5p controls leukocyte adhesion onto endothelial cells by regulating SetD5 expression. Finally, the inhibition of miR-126-5p in vivo demonstrated that miR-126-5p controls ALCAM and SetD5 expression in mouse. However, while miR-126-5p exclusively regulates ALCAM expression in lungs, SetD5 expression is controlled by miR-126-5p in the retina.In this study, we demonstrated that miR-126-5p is a functional microRNA expressed in endothelial cells. We identified two targets for this microRNA indicating that miR-126-5p participates in the control of leukocyte trafficking onto endothelial cells.

Afin de mieux comprendre la physiopathologie et de mieux caractériser les différents types de tumeurs thyroïdiennes, notre travail s’inscrit dans un projet de recherche visant à identifier des biomarqueurs (signatures moléculaires) et à développer des outils permettant le diagnostic, le pronostic et le traitement de ces tumeurs. Afin d’arriver à cet objectif, les profils d’expression de différents types de tumeurs thyroïdiennes sont étudiés, ainsi que leurs modèles in vitro. L’un des mécanismes physiopathologiques rencontré dans le développement de tumeurs est la dérégulation ou l’expression aberrante de microARN. Il a, par ailleurs, été rapporté que cette famille d’ARN pourrait fournir de bons classifieurs moléculaires. Nous nous sommes dès lors demandés quelle pouvait être l’implication de ces microARN dans le développement des tumeurs thyroïdiennes, et s’ils pouvaient fournir un bon outil de classification. <p><p>Ainsi, dans la première partie de cette thèse, nous avons caractérisé les profils d’expression miRNA d’une tumeur bénigne différenciée, l’adénome autonome hyperfonctionnel. Afin d’aller au-delà d’une simple description des régulations miRNA observées, nous avons également étudié les profils d’expression ARNm. Au travers d’algorithmes de prédiction de cibles ARNm de miRNA, nous avons pu proposer des hypothèses quant à la signification des régulations observées. De plus, en utilisant un test fonctionnel luciférase, nous avons montré que deux miRNA (hsa-miR-144 et hsa-miR-451) peuvent lier le 3’UTR et réprimer l’expression d’une phosphodiestérase (PDE4D), mettant ainsi en évidence un mécanisme de rétrocontrôle négatif du niveau d’AMPc dans ce type de tumeur. <p><p>Outre les adénomes autonomes, nous avons également étudié les profils d’expression des microARN dans les adénomes et carcinomes folliculaires, afin de mieux comprendre leurs physiopathologies et d’étudier le pouvoir discriminant des miRNA pour la distinction de ces deux types de tumeurs. Nos résultats, encore partiels, remettent en question l’actuelle classification des adénomes et carcinomes folliculaires en deux groupes distincts. Nos données vont plutôt vers un continuum de tumeurs appartenant à une classe unique mais présentant des stades d’évolution différents. <p><p>Afin de pouvoir étudier plus en profondeur les mécanismes tumoraux, il est nécessaire d’avoir à sa disposition de bons modèles in vitro. Nous avons étudié la représentativité des cultures primaires de thyrocytes humains sains et de lignées cellulaires thyroïdiennes humaines cancéreuses pour l’étude des microARN dans les tumeurs thyroïdiennes. Nos résultats indiquent que les longs temps de stimulation des cultures primaires par la TSH ou l’EGF/sérum ne mimiquent respectivement pas les adénomes autonomes ou les carcinomes papillaires, comme c’est le cas au niveau des ARNm. Par contre, il apparaît clairement que les lignées cellulaires, du point de vue des miRNA, ont toutes évolué vers un phénotype commun, dédifférencié. Elles représentent dès lors un bon modèle pour l’étude des cancers thyroïdiens anaplasiques.<p><p>Nos résultats nous ont également amenés à nous poser des questions sur la stabilité des miRNA. Nous avons ainsi entrepris d’en étudier la demi-vie. Nous avons mis au point une stratégie expérimentale permettant d’en étudier la stabilité dans des conditions les plus physiologiques possibles. Ceci nous a permis d’obtenir un atlas de demi-vies des miRNA dans la lignée cellulaire BCPAP. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'hétérogénéité tumorale observée dans le cancer du sein est à l'origine des échecs cliniques malgré un important arsenal thérapeutique. Cette hétérogénéité est expliquée par la présence, au sein de la tumeur d'une population minoritaire de cellules, les cellules souches cancéreuses (CSC). Ces CSC sont responsables des résistances aux traitements conventionnelles entrainant des rechutes et des métastases. Un meilleur décryptage des programmes régulant les propriétés cardinales de ces cellules, autorenouvellement et différenciation, est une étape cruciale pour le développement de nouvelles thérapies. L'identité des CSC est régulée par des mécanismes épigénétiques. Les travaux de cette thèse se sont intéressés à l'étude de deux mécanismes épigénétique: la méthylation de l'ADN et les microARNs. Nous avons d'abord identifié une signature de 68 régions hypométhylées dans les CSC. Cette signature présentait un enrichissement de la voie TGF-ß et avait un impact pronostic sur la survie des patientes. Nous nous sommes ensuite intéressés à la régulation des CSC par les miARNs. Nous avons identifié miR-600, un microARN bimodal, régulant la balance autorenouvellement-différenciation. miR-600 régule la voie Wnt, via SCD1. L'identification de l'axe miR-600/SCD1/Wnt ouvre une nouvelle perspective thérapeutique pour cibler les CSC. Nos travaux ont décryptés de nouveaux programmes épigénétiques régulantl'identité le destin des CSC mammaires. Ces travaux pourront être le terreau du développement de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter le cancer du sien. / Tumor heterogeneity observed in breast cancer is the main cause of clinical failures despite a significant therapeutic arsenal. This heterogeneity is explained by the presence of a minority population of cells, the cancer stem cells (CSC). CSC are resistant to conventional therapies causing relapse and metastasis. Deciphering programs regulating the cardinal properties of these cells, self-renewal and differentiation, is a crucial step for the development of new therapies. The identity of CSC is regulated by epigenetic mechanisms. The work of this thesis focused on the study of two epigenetic mechanisms: DNA methylation and microRNAs. We first identified a signature of 68 regions hypomethylated in CSC. This signature showed an enrichment of the TGF-ß pathway and had a prognostic impact on patient survival. We then were interested in the regulation of CSC by miRNAs. We identified miR-600, a bimodal microRNAs, regulating the self-renewal-differentiation balance. MiR-600 regulates Wnt pathway via SCD1. The identification of the miR-600/SCD1/Wnt axis opens a new therapeutic perspective to target CSCs. Our work deciphered epigenetic programs, regulating breast CSC-fate and open new perspective to improve breast cancer care.

Des études épidémiologiques ont montré que l’obésité est associée à une diminution du taux plasmatique en rétinol et en 25 hydroxyvitamine D. Il a été également montré qu’il existe une corrélation entre carences en vitamines A et D et de nombreuses pathologies notamment l’insulino-résistance et l’inflammation. Notre hypothèse était de savoir s’il existe un lien entre vitamines A/D et inflammation au niveau du tissu adipeux (TA). Quelques études avaient montré que les formes actives de ces vitamines limitaient l’inflammation au niveau du TA en s’intéressant uniquement à quelques marqueurs inflammatoires. Nous avons alors voulu étudier l’impact global de ces deux vitamines sur le transcriptome d’adipocytes soumis à un stress inflammatoire en ayant recours à des approches haut débit. Nous avons montré que les vitamines A et D limitent l’inflammation au niveau des adipocytes humains et murins, in vitro, en diminuant l’expression de cytokines et de chimiokines ce qui induit une diminution de la migration macrophagique. Nous avons confirmé l’effet anti-inflammatoire de ces deux vitamines in vivo en ayant recours à des modèles murins d’inflammation chronique et aigüe. Nous nous sommes ensuite intéressés aux microARN dérégulés dans les adipocytes en condition inflammatoire. Nous avons mis en évidence le rôle clé du miR-155 dans l’amplification du signal inflammatoire. Nous avons montré que les vitamines A et D réduisent l’expression du miR-155 mais également celle des miR-146a et miR-150 au niveau des adipocytes murins et humains. Enfin, nous avons montré que les effets anti-inflammatoires des vitamines A et D sont médiés par une inhibition de la voie de signalisation NF-κB. / Epidemiological studies have shown that obesity is associated with a decrease in plasma retinol and 25-hydroxyvitamin D. It was also shown a correlation between insufficiencies of vitamins A and D and many diseases including insulin resistance and inflammation. Our working hypothesis was to test whether there is a link between vitamins A/D and inflammation in adipose tissue. Some studies have shown that the active forms of vitamins A and D limited inflammation in adipose tissue by looking only at few inflammatory markers. On the basis of these promising preliminary results, we wanted to examine the overall impact of these two vitamins on the transcriptome of adipocytes submitted to an inflammatory stress by using high-throughput methodologies. We have shown that vitamins A and D are able to limit inflammation in human and murine adipocytes, in vitro, by decreasing the expression of cytokines and chemokines which induces a decrease of macrophage migration. We have confirmed the anti-inflammatory effect of these two vitamins in vivo by using of chronic and acute inflammation mouse models. We then focused on microRNA which were deregulated in adipocytes in inflammatory conditions. We highlighted the key role of miR-155 in the amplification of the inflammatory signal. We have shown that vitamins A and D reduce the expression of miR-155 but also that of miR-146a and miR-150 in murine and human adipocytes. Finally, we showed that the anti-inflammatory effects of vitamins A and D are mediated by an inhibition of the signaling pathway NF-κB.

Les microARN sont des petits ARN non-codant impliqués dans la régulation de multiples fonctions biologiques dont la réponse immunitaire. L'infection par un pathogène induit un changement transcriptomique fort chez l'hôte. Cependant, la variabilité de ces dérégulations reste encore mal décrite. Cette thèse avait pour principaux objectifs de mieux comprendre la spécificité et la variabilité de la réponse des microARN chez l'homme ainsi que mettre en évidence les bases génétiques de cette diversité en utilisant comme modèle l'infection des cellules dendritiques par Mycobacterium tuberculosis (MTB). Nous avons utilisé une approche ex vivo et des techniques à haut débit dans le but de décrire la réponse des microARN suite à l'infection par MTB dans la population générale, et de la comparer à celle induite par d'autres mycobactéries et bactéries intracellulaires. Nous montons que l'infection modifie profondément l'expression des microARN ainsi que la diversité de leurs isoformes, dont un certain nombre de microARN sont impliqués dans une réponse très conservée. Nos résultats soulignent aussi l'effet de l'infection sur les réseaux de régulation de l'expression des gènes impliquant les microARN et montrent que l'expression de 3% de ces transcrits peut-être corrélée à un marqueur génétique. Grâce à l'intégration de ces différentes analyses, nous proposons certains microARN candidats qui pourraient jouer un rôle dans la variabilité de la réponse immunitaire. L'ensemble de nos résultats constitue la première tentative de compréhension de l'architecture génétique de la réponse des microARN et apporte un nouvel éclairage sur le rôle de ces transcrits dans la réponse antibactérienne. / MicroRNAs (miRNAs) are important epigenetic regulators of gene expression that play a key role in many biological processes, including the immune response. Although infection is accompanied by marked changes in the transcriptional profiles of host cells, little is known about the variability of host miRNA responses to infection. In this thesis, we aimed to define the extent and specificity of pathogen-induced miRNA transcriptional responses of host cells, and to characterise the genetic basis of miRNA variability upon infection, using the model of Mycobacterium tuberculosis (MTB) infection of human dendritic cells. To this end, we have combined ex vivo approaches with a range of high-throughput genomic techniques to profile miRNA responses to MTB at the population-level and to compare this response with other mycobacterial and non-mycobacterial infections. We show that miRNAs display marked changes in expression and in isomiR distribution upon infection that are highly consistent across diverse bacteria, demonstrating the presence of a strong core miRNA response to bacterial infection. Our results highlight the impact of infection on miRNA-mediated gene regulatory networks and show that the expression of 3% of miRNAs are controlled by proximate expression quantitative trait loci (eQTLs) and identify a number of candidate miRNAs that may play a role in variability in the immune response to infection. Together, these results provide the first assessment of the impact of genotype-environment interactions on the regulation of miRNA expression, as well as offering novel insights into the specificity of these miRNAs in the response to mycobacterial infections.

Le gène CFTR, impliqué lorsqu'il est muté dans la mucoviscidose, est finement régulé au niveau tissulaire (principalement exprimé dans les organes cibles de la mucoviscidose) et au cours du développement. Par exemple, dans les tissus pulmonaires, l'expression du gène CFTR est plus forte chez le fœtus que chez l'adulte (75:1), où seulement deux copies en moyenne par cellule sont détectées.L'objectif de ce travail était de déterminer les mécanismes moléculaires responsables de cette régulation. Nous avons identifié de nombreux motifs cis-régulateurs au niveau de la région promotrice et de la région 3'UTR. Nous avons également caractérisé des facteurs de transcription, dont certains présentent une spécificité tissulaire et développementale. C'est notamment le cas des protéines de la famille FOX, des régulateurs clés dans le développement du système reproducteur et pulmonaire. Cette étude a également permis d'identifier le rôle de certains microARNs dans la déstabilisation des transcrits CFTR. Finalement, nous proposons un rôle combiné de ces différents acteurs dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du gène CFTR. L'identification des éléments répresseurs devrait fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour la mucoviscidose. / CFTR gene, involved in cystic fibrosis, displays a tightly regulated spatio-temporal pattern of expression (mainly expressed in taget tissues of cystic fibrosis). In lung, CFTR transcripts are abundant during fetal development compared to the adult stage (75:1), where only two copies per cell are detected. The aim of this work was to determine the molecular mechanisms involved in this regulation. We have identified several cis-regulatory motifs in the 5'UTR and the 3'UTR parts. We have characterized transcription factors with tissue- and temporal-specific activity. Members of FOX family are crucial regulators in reproductive duct and lung formation. We have also identified microRNAs in destabilizing CFTR transcripts. Finally, we propose a coupling role of trans-acting regulators in the transcriptional and post-transcriptional regulation of the CFTR gene. Characterizing the repressors would help to identify novel therapeutic tools in cystic fibrosis.