Les maladies des petites artères cérébrales sont un groupe hétérogène de maladies qui affectent les petites artères, artérioles, veines et/ou capillaires du cerveau. La plupart des patients sont des cas sporadiques, mais plusieurs formes héréditaires ont été identifiées.Toutefois, 15 % seulement des patients atteints d’une cSVD familiale sont porteurs d’une mutation dans l’un de ces gènes, suggérant l’implication d’autres gènes. Dans cette thèse, nous avons montré que des mutations hétérozygotes du gène HTRA1 étaient responsables d’environ 5 % des cSVD familiales. L’analyse fonctionnelle de ces mutations a montré un effet perte de fonction. L’âge de début chez les sujets hétérozygotes était beaucoup plus tardif que chez les patients CARASIL, où les deux allèles d’HTRA1 sont mutés. Ensuite, nous avons identifié 2 familles (incluant la famille rapportée sous l’acronyme PADMAL / Pontine Autosomal Dominant Microangiopathy and Leukoencephalopathy) portant deux mutations distinctes dans un site d’accrochage du microRNA miR-29, dans la partie 3’UTR du gène COL4A1.Quatre autres patients index porteurs du même type de mutations ont été identifiés dans notre cohorte de cas cSVD. L’analyse fonctionnelle de ces mutations a mis en évidence une up-régulation de l’expression du gène COL4A1. Le phénotype observé était très stéréotypé, caractérisé par la survenue d’infarctus pontiques dans la 3ème décade. L’identification des bases moléculaires de ces deux nouvelles formes de cSVD héréditaire a des applications diagnostiques immédiates. Elle renforce par ailleurs l’hypothèse du rôle essentiel d’une altération du matrisome dans les mécanismes physiopathologiques des cSVD / Cerebral small vessel diseases (cSVD) are a heterogeneous group of disorders affecting small arteries, arterioles, veins, and/or capillaries of the brain. In most cases cSVD are sporadic, but several hereditary monogenic forms have been identified. Nevertheless, only 15% of familial cSVD patients sent for genetic screening are carriers of mutations in one of these genes, suggesting the implication of other genes. In this thesis work, we showed that heterozygous mutations in HTRA1 are found in 5% of familial cSVD cases. Functional analysis of these mutations showed that most of them behave as loss-of-function mutations. Disease onset was much later (>25 years) than in CARASIL patients, in which both2 HTRA1 alleles are mutated. Afterwards, we identified 2 informative families (including the original family reported to be affected by PADMAL / Pontine Autosomal Dominant Microangiopathy and Leukoencephalopathy) harboring two different mutations in the binding site of miR-29 microRNA within the 3’UTR of COL4A1 gene. Four other index patients carrying the same type of mutations were identified in our patient cohort. Functional analysis of these mutations showed an up-regulation of COL4A1 gene expression. The observed phenotype was highly stereotyped in all patients, characterized by pontine infarcts appearing in the 3rd decade. Identification of the molecular defects underlying these two novel hereditary cSVD forms provides tools to improve the molecular diagnosis of cSVD. Besides, it reinforces the hypothesis of an essential role of matrisome alteration in cSVD pathophysiological mechanisms

Notch3, récepteur exprimé dans les cellules musculaires lisses (CML), est impliqué dans la maturation des artères de résistance. La délétion de Notch3 aggrave les atteintes cardiaques induites par une hypertension artérielle (HTA), mais les mécanismes impliqués sont inconnus. Mes objectifs étaient de déterminer le rôle de la voie Notch3 dans le myocarde lors du remodelage cardiovasculaire induit par une surcharge de pression ou de débit. Nous avons étudié l'impact de l'absence de Notch3 lors l'HTA induite par l'Angiotensine II via deux modèles de souris (1- Notch3 KO et 2- invalidation induite de cette voie dans les CML, via RBPJk). Nous montrons que la voie Notch3-RBPJk est nécessaire à l'intégrité coronaire à l'âge adulte. Lors d'une HTA, son absence altère la réponse vasculaire et la microcirculation conduisant à un stress oxydant et une inflammation cardiaque. Puis, nous avons exploré les conséquences d'une surcharge de débit (exercice physique chez le mâle ou gestation chez la femelle Notch3-/-). Les mâles Notch3-/- ne présentent pas de signes de réponse angiogénique après 5 semaines de course, mais ce protocole a un effet bénéfique sur l'hypertrophie cardiaque. En parallèle, l'analyse des coeurs femelles Notch3-/- montre un défaut artériolaire similaire aux mâles Notch3-/-, mais sans hypertrophie ventriculaire. En post-partum, la densité capillaire augmente chez ces souris. Alors que le c¿ur post-partum se caractérise par un environnement anti-angiogénique, ces voies ne sont pas activées chez les femelles Notch3-/-. Ces résultats démontrent que la voie Notch3 est nécessaire à la réponse adaptative du réseau coronaire en réponse à une surcharge de pression ou de débit / Notch3, a receptor expressed in the smooth muscle cells (SMC), is involved in the maturation of resistance arteries. Notch3 knockout aggravates cardiac disorders induced by hypertension (HT), however mechanisms are unknown. My objectives were to determine the role of Notch3 signaling during cardiovascular remodeling induced by pressure or volume overload. First, we studied the Angiotensin II-induced HT consequences on two mouse models (1- congenital: Notch3 KO or 2- induced invalidation of Notch signaling in SMC via RBPJκ). We showed that Notch3-RBPJκ signaling is required for the maintenance of coronary structure in the adult. During HT, Notch3 signaling defect impaired the media hypertrophic response and the microvasculation leading oxidative stress and inflammation. Then we aimed to define the consequences of volume overload (moderate exercise training in males or pregnancy in female Notch3-/- mice). The Notch3-/- males doesn’t exhibit any signs of angiogenic responses in the microvascular compartment after 5 weeks of exercise training, however this protocol had positive effect on the basal hypertrophy. In parallel, female Notch3-/- mice exhibited the same arteriolar defect as males, without ventricular hypertrophy, suggesting a better adaptation. The post-partum hearts showed a microvascular adaptation in these mice. While cardiac status in post-partum is characterized by an anti-angiogenic environment leading to a physiological hypertrophy regression, these signaling pathways didn’t seem to be active in the Notch3-/- mice. These results showed that Notch3 signaling pathway was necessary to the adaptive coronary network response to pressure or volume overload.

Un certain nombre de régions du cerveau des vertébrés, y compris chez l’homme, continuent d’être le siège de l’ajout de nouveaux neurones à l’âge adulte. Ces nouveaux neurones sont produits à partir de cellules spécialisées, appelées cellules souches neurales (CSN). Celles-ci sont capables de s’auto-renouveler et sont principalement trouvées dans un état d’arrêt transitoire du cycle cellulaire que l’on appelle quiescence. A l’heure actuelle, les mécanismes cellulaires et moléculaires permettant aux CSN de trouver un équilibre entre maintien et différentiation, ainsi que les règles générales gouvernant l’évolution de leur population, ne sont que partiellement compris. A l’échelle moléculaire, plusieurs facteurs et voies de signalisation apparaissent déterminants pour l’homéostasie des CSN. Notamment, la voie de signalisation du récepteur Notch s’avère essentielle pour maintenir à la fois l’état de quiescence et le caractère souche des CSN. Il demeure néanmoins inconnu si la signalisation Notch affecte ces deux propriétés de manière indépendante ou non. A l’échelle cellulaire, la plupart des modèles actuels suggèrent que les CSN se divisent rarement et principalement de manière asymétrique. Cette dernière propriété permettrait aux CSN de se perpétuer tout en donnant naissance à des cellules filles déterminées à se différencier en neurones. Le pallium du poisson-zèbre abrite une population particulièrement importante de CSN, que l’on appelle glies radiaires (GR), et qui possèdent les mêmes caractéristiques fondamentales que leurs homologues chez les mammifères. Notre laboratoire avait précédemment démontré que le récepteur Notch3 était nécessaire au maintien de la quiescence des GR. Le travail présenté dans ce manuscrit se décompose en deux études complémentaires dont les objectifs respectifs étaient: (1) d’améliorer notre compréhension du rôle de la voie de signalisation Notch3 dans l’homéostasie des GR et (2) d’étudier les schémas de divisions adoptés par les GR afin de maintenir leur nombre sur une longue durée. Dans la première étude, nous démontrons que le rôle de la signalisation Notch3 s’étend au-delà du simple contrôle de la quiescence des GR en contribuant également au maintien de leur caractère souche par l’intermédiaire de son gène cible hey1. Un point important de cette découverte est que l’action du facteur Hey1 sur le caractère souche des GR apparaît indépendante du rôle de Notch3 dans le maintien de leur quiescence. Dans la seconde étude, nous avons réalisé une analyse clonale du devenir des GR exprimant le gène her4.1. Ceci nous a permis de mettre en évidence que leurs choix entre différentiation, amplification et auto-renouvellement apparaissent stochastiques, mais équilibrés, ce qui leur permet de maintenir leur population dans le temps. De façon très intéressante, nous avons aussi observé que le nombre total de GR du pallium augmente au cours de la vie, ce qui, au regard du comportement homéostatique de la population de GR exprimant her4.1, nous amène à proposer que la zone neurogénique du pallium est organisée selon une hiérarchie dans laquelle une population inconnue de progéniteurs produit continuellement de nouvelles GR, qui ensuite se maintiennent grâce à un équilibre probabiliste entre leurs différents lignages. / New neurons continue to be added into discrete brain regions of most adult vertebrate species, including humans. Adult born neurons arise from precursor cells, called neural stem cells (NSCs), endowed with self-renewal potential and mostly found in a state of reversible cell cycle arrest, named quiescence. Currently, the molecular, cellular and population rules allowing NSC to balance maintenance and differentiation remain incompletely understood. At the single cell level, several factors and signalling pathways were demonstrated to be essential for NSC homeostasis. Among them, the Notch signalling pathway is critically involved in the control of NSC quiescence and stemness. However, whether these two properties represent molecularly distinct or overlapping outputs of the Notch signalling pathway remains unknown. At the cellular level, current models state that NSCs divide rarely and mostly asymmetrically, allowing both self-renewal and the generation of a more committed progeny that ultimately exits the cell cycle and fulfils neuronal differentiation. The adult zebrafish pallium harbours NSCs, called radial glia (RG), which share with their mammalian counterparts the same basic properties. Previously, our laboratory demonstrated that Notch3 was necessary to maintain RG quiescence. Here, in two different and complementary works, we took advantage of the widespread neurogenic ventricular zone (VZ) of the adult zebrafish pallium to (1) explore further the role of Notch3 signalling in RG homeostasis and (2) investigate the division pattern and dynamics allowing the RG population to be maintained on the long run. In the first study, we demonstrate that the role of Notch3 signalling extends beyond the simple maintenance of RG quiescence and that Notch3 also contributes to RG stemness. By overlapping the transcriptomic profiles of both notch3 mutant RG and adult pallial VZ progenitors, we identified different sets of Notch3 target genes potentially responsible for its pleitropic effect in RG. Notably, we show that the Notch3 signalling contribution to RG stemness critically relies on the transcriptional activation of its canonical target gene hey1 and this, independently of Notch3 action on RG quiescence. In the second study, we performed a quantitative analysis of the fates of individual her4.1(Hes5)-expressing RG. We demonstrate that these cells adopt balanced stochastic fates, which allows their population to reach homeostasis. We also report that the overall RG population of the zebrafish pallium continues to grow during adulthood and that this expansion is very likely driven by a yet undefined upstream population of progenitors. As a consequence, we propose that the adult zebrafish is organised into a hierarchy of progenitors dominated by an unknown population that fuels the ongoing production of an intrinsically homeostatic population of RG which, itself, follows neutral drift dynamics.

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La voie de signalisation Notch est une signalisation fortement conservée chez les metazoans. Elle régule nombreux processus biologiques, y compris le développement embryonnaire, l'homéostasie tissulaire en particulier dans la décision du destin cellulaire. Largement décrit dans la tumeurigénèse, la voie Notch est aussi un régulateur clé dans l'angiogenèse. De plus en plus d'études montrent que la voie Notch joue un rôle important dans régulation d'angiogenèse tumorale. Par conséquent, divers d'efforts ont été faits pour inhiber la voie canonique de Notch. Jusqu'à aujourd'hui, appart Notch1, d'autre récepteurs Notch ont été très peu étudiés dans l'angiogenèse tumorale. Notch3 exprimé restreint dans le systèm vasculaire, n'a jamais été étudié dans le contexte de l'angiogenès tumorale. Par consequent, l'objectif de ma thèse est d'étudier le rôle de Notch3 dans l'angiogenès tumorale. Ici, nous avons montré une expression abérrant de Notch3 dans les cellules endotheliales tumorales où il présente un effect inattendu. En inhibant Noth3 dans le microenvironnement de la tumeur, nous avons montré que Notch3 limite l'angiogenèse tumorale par sa fonction pro-apoptotique dans les cellules endothéliales tumorales, ce qui entraîne une inhibition de la croissance tumorale. De plus, nous avons constaté que l'expression de JAG1 ont été argumenté dans une fraction des cancers humains. En outre, JAG1 dérivé de la tumeur favorise la survie des cellules endothéliales tumorales en inhibant l'effet pro-apoptotique de Notch3. Nous présentons ici pour la première fois que Notch3 est un récepteur de dépendance induisant une apoptose dans les cellules endothéliales tumorales qui est bloqué par JAG1. Par conséquent, nous montrons que l'effet antitumoral bien documenté médié par l'inhibition de la ?-sécrétase dépend au moins en partie de l'apoptose induite par Notch3 dans les cellules endothéliales / The Notch signalling is a highly conserved signalling which mediates numerous of biological processes, including embryonic development, tissue homeostasis especially in the cell fate decision. Widely implicating in tumorigenesis, the Notch signalling is also a key regulator of angiogenesis. Increasing number of studies showed that, the Notch signalling plays an important role in mediating tumour angiogenesis. Therefore, various efforts have been made to inhibit the canonical Notch pathway. To date, besides Notch1, other Notch receptors were few studied in tumour angiogenesis. Notch3, expressed restrictedly in vascular system, has never been studied in the tumour angiogenesis context. Therefore, the objective of my thesis is to study the role of Notch3 during tumour angiogenesis. Here, we showed that Notch3 is aberrantly expressed in tumour endothelial cells where it presents an unexpected pro-apoptotic effect. By silencing Noth3 in the tumour microenvironment, we showed that Notch3 limits tumour angiogenesis via its pro-apoptotic function in tumour endothelial cells which results in inhibition of tumour growth. In addition, we found that JAG1 is up-regulated in a fraction of human cancers. Furthermore, tumour derived JAG1 favourite the survival of tumour endothelial cells by inhibiting the pro-apoptotic effect of Notch3. We thus present here for the first time that Notch3 as a dependence receptor inducing apoptosis in tumour endothelial cells which is blocked by JAG1. Consequently, we show that the well-documented anti-tumour effect mediated by g-secretase inhibition is at least in part dependent on the apoptosis triggered by Notch3 in endothelial cells

Le gène Notch3 code pour un récepteur transmembranaire hétérodimérique exprimé principalement dans les cellules musculaires lisses des petites artères. Les travaux de ces dernières années ont montré que le récepteur Notch3 joue un rôle clé dans la physiologie et la pathologie des petites artères. Chez la souris, Notch3 est requis pour l’intégrité structurale et fonctionnelle des artères de résistance en contrôlant l’identité artérielle, la maturation postnatale des cellules musculaires lisses et le tonus myogénique des artères de résistance. Chez l’Homme, les maladies des petites artères cérébrales (MPAC) regroupent un ensemble hétérogène de maladies parmi lesquelles un petit pourcentage, probablement encore sous-estimée, est héréditaire. A ce jour, très peu de gènes responsables de formes familiales de MPAC ont été identifiés. CADASIL est la forme familiale la plus fréquente de MPAC causée par des mutations du gène NOTCH3. Il s’agit de mutations extrêmement stéréotypées siégeant dans les répétitions EGF qui constituent le domaine extracellulaire de Notch3. Les résultats du laboratoire suggèrent fortement que l’effet pathogène de ces mutations résulte de l’acquisition par le récepteur muté d’une nouvelle fonction. Les deux objectifs de ce travail ont été : 1°) Tester l’hypothèse qu’il existe des maladies des petites artères cérébrales causées directement par une modification de l’activité du récepteur Notch3 2°) Identifier les effecteurs du récepteur Notch3 dans le contexte du développement et de la maturation des artères cérébrales Nous avons identifié chez une patiente présentant une MPAC distincte de CADASIL une nouvelle mutation siégeant dans le domaine d’hétérodimérisation du récepteur Notch3. In vitro, la mutation L1515P induit une activation ligand indépendante du récepteur Notch3. L’analyse biochimique suggère que cette activation est causée par une déstabilisation du domaine d’hétérodimérisation de Notch3.Nous avons réalisé une analyse du transcriptome des artères caudales de souris Notch3-/- et Notch3+/+. Cette analyse a permis d’identifier un groupe de 17 gènes régulés par Notch3 dans l’artère caudale ou les artères cérébrales. L’invalidation du facteur de transcription CSL/RBPJK dans les cellules musculaires lisses, pendant la période postnatale immédiate, phénocopie les altérations structurales et moléculaires observées chez les souris Notch3-/-. L’administration chez la souris d’un inhibiteur pharmacologique de la voie Notch a permis d’identifier 6 gènes (Grip2, Nrip2, Kv1.5, Pgam2, Susd5, Xirp1), en plus de Notch3, dont l’expression dans les artères cérébrales est rapidement diminuée par ce traitement. Nous avons ensuite concentré nos efforts sur le gène Grip2 dont l’expression était la plus fortement diminuée dans les différents modèles d’inactivation de la voie Notch. Grip2 était jusqu’alors connu pour son interaction avec les récepteurs au glutamate dans les neurones. Nous avons montré que Grip2 était également exprimé dans les cellules musculaires lisses vasculaires et identifié une isoforme vasculaire régulée spécifiquement par Notch3/CSL/RBPJK. L’analyse des souris Grip2neo/neo, exprimant une protéine Grip2 tronquée dans sa partie N-terminale, a révélé une atteinte sélective du tonus myogénique des artères cérébrales.En conclusion, nous avons démontré l’existence d’une mutation activatrice de NOTCH3 associée à une MPAC chez l’Homme. Nos résultats indiquent que dans le contexte de la maturation des artères cérébrales, la fonction de Notch3 est médiée par le facteur de transcription CSL/RBPJK dans les cellules musculaires lisses durant la période postnatale immédiate. Nous avons identifié plusieurs nouveaux effecteurs potentiels de Notch3 et validé l’un d’entre eux, Grip2, pour son implication dans les réponses myogéniques des artères cérébrales. Nous proposons que des mutations dans les gènes codant pour ces effecteurs puissent rendre compte de certaines formes monogéniques de MPAC. / Notch3 encodes a transmembrane receptor primarily expressed in arterial smooth muscle cells. Human and mouse genetics studies demonstrated that Notch3 is a key player in physiology and diseases of small vessels. Studies in mice revealed that Notch3 is required to generate functional arteries in regulating arterial differentiation, maturation of vascular smooth muscle cells and myogenic tone. Cerebral Autosomal Dominant Arteriopathy with Subcortical infarcts and Leukoencephalopathy (CADASIL) is the most frequent hereditary small vessels disease in human adults caused by NOTCH3 mutations. Pathogenic mutations lead to an odd number of cysteine residues within the NOTCH3 extracellular domain. Data from the laboratory suggest a model that invokes novel pathogenic roles from the mutant NOTCH3 protein. The main goals of this work are: 1°) To determine if there is small vessels disease caused by modification of Notch3 activity 2°) To identify Notch3 effectors involved in development and maturation of cerebral arteries We identified a novel heterozygous missense mutation (L1515P) in the heterodimerization domain of NOTCH3 in a patient with cerebral small vessel distinct from CADASIL. In vitro analysis showed that the L1515P mutant exhibits increased canonical NOTCH3 signaling in a ligand-independent manner. Biochemical analysis suggests that the mutation renders NOTCH3 hyperactive through destabilization of the heterodimer. Transcriptome analysis using tail arteries of Notch3-/- and Notch3+/+ mice identified a core set of 17 novel Notch3-regulated genes confirmed in tail or brain arteries. Postnatal deletion of RBP-Jκ in smooth muscle cells recapitulated the structural, functional, and molecular defects of brain arteries induced by Notch3 deficiency. Transient in vivo blockade of the Notch pathway with γ-secretase inhibitors uncovered, in addition to Notch3, 6 immediate responders, including the voltage-gated potassium channel Kv1.5, which opposes to myogenic constriction of brain arteries, and the glutamate receptor-interacting protein-2, with no previously established role in the cerebrovasculature. We identified a vascular smooth muscle cell isoform of Grip2. We showed that Notch3-RBP-Jκ specifically regulates this isoform. Finally, we found that cerebral arteries of glutamate receptor-interacting protein-2 mutant mice, which express an N-terminally truncated glutamate receptor-interacting protein-2, exhibited selective attenuation of pressure-induced contraction. In conclusion, we have demonstrated the existence of a NOTCH3 activating mutation associated with small vessels disease in human. Our results show that, in the context of cerebral arteries maturation, Notch3 functions are mediated by CSL/RBPJK transcription factor. We have identified several new Notch3 effectors and validated Grip2 as a novel regulator of myogenic tone in cerebral arteries. One can expect that mutations in these Notch3-regulated genes could be responsible of some monogenic form of small vessel diseases of the brain.

Malignant glioma have poor prognosis resulting mainly from high level of cell proliferation and invasion and resistance to conventional therapy. Identification of novel targets that are critical elements in gliomagenesis may help improve therapeutic outcome. Using genome-wide explorations of a comprehensive glioma specimen population, we identified whole gain of chromosome 19 as one of the major chromosomal aberrations in high grade glioma that correlates to patients' outcomes. Our analysis revealed for the first time NOTCH3 as one of the most significant gene amplifications mapped to chromosome 19. This amplification is associated with worse outcome compared to tumors with non-amplified locus. NOTCH signaling pathway is essential for cell proliferation, stem cell maintenance and differentiation and its deregulation has been reported in several human cancers. NOTCHs are key positive regulators of cell-cell interactions, angiogenesis, cell adhesion and stem cell niche development which have been shown to play critical roles in gliomagenesis and glioma drug resistance. Our objective is to determine NOTCH3 molecular roles in glioma pathogenesis and aggressiveness. Here we show for the first time that NOTCH3 plays a role in glioma cell proliferation, cell migration, invasion and apoptosis. We also found a NOTCH3 glioma addiction phenomenon. Therefore, our study uncovers, for the first time, the prognostic value and the oncogenic function of NOTCH3 in gliomagenesis and supports NOTCH3 as a promising target of therapy in high grade glioma. Our studies allow the identification of a subset of population that may benefit from GSI-based therapies. This may lead to the design of novel strategies to improve therapeutic outcome of patients with glioma by establishing medical and scientific basis for personalized medicine.

Abstract The mitochondrial oxidative phosphorylation system (OXPHOS) generates energy but also deleterious reactive oxygen species (ROS). Changes in the cytoskeleton, composed mainly of microfilaments, microtubules and intermediate filaments, have been observed in OXPHOS deficiency. The 3243A>G point mutation in mitochondrial DNA (mtDNA) leads to mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes (MELAS), which is the most common mitochondrial disease. Interestingly, mitochondrial aberrations have been demonstrated in patients with a mutation in NOTCH3, the genetic cause of cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CADASIL). Randomization of vimentin intermediate filament direction and length together with slower population growth was observed in myoblasts with 3243A>G, with no difference in the amount of apoptotic cell death. Upon complex IV inhibition (with or without the microtubule-depolymerizing compound nocodazole) or a lack of mtDNA (ρ0) in osteosarcoma cells the vimentin network collapsed perinuclearly, forming thick bundles, whereas complex I inhibition led to thinner vimentin network bundles. Furthermore, the amount of vimentin was increased in ρ0 cells. Mitochondria accumulated around the nucleus upon complex IV inhibition and in ρ0 cells. Analysis of the total proteome revealed that specific OXPHOS deficiencies led to changes in the expression of cytoskeletal proteins and proteins involved in apoptosis, OXPHOS, glycolysis and oxidative stress response. Muscle histochemical and genetic analysis showed ragged red fibres and cytochrome c oxidase-negative fibres to be associated with 5650G>A in a patient with R133C in NOTCH3 and 5650G>A in MTTA. Immunolabelling of cells with R133C and 5650G>A revealed a sparse tubulin network with asters and less abundant mitochondria by comparison with control cell lines. Comparison of nucleotide diversity between CADASIL pedigrees and controls showed increased mtDNA sequence variation in the CADASIL patients. Also maternal relatives in two CADASIL pedigrees differed from each other in their mtDNA. These findings suggest that defects in OXPHOS lead to selective changes in the vimentin network, which may have a role in the pathophysiology of mitochondrial diseases. They also suggest a relationship between NOTCH3 and mtDNA, and establish the pathogenicity of 5650G>A. The overall results emphasize that a deficiency in the energy converting system together with oxidative stress can lead to cytoskeletal changes.

CADASIL is a neurodegenerative autosomal dominant hereditary disease with late onset. Main symptoms are migraines with aura, cerebral ischemic events, cognitive impairment and dementia. The disease is caused by a mutation in the NOTCH3 gene. The major mutation type changes the number of cysteine residues in the EGF-like repeats of the Notch3 protein. In Czech Republic, currently used methods for molecular genetic analysis of the CADASIL disease are Sanger sequencing and MLPA. But there are patients with CADASIL-like symptoms who were not confirmed by these methods. Therefore, the aim of this thesis was to implement transcript analysis by Sanger sequencing of cDNA PCR products and quantitative real-time PCR (qPCR) to analyze gross deletions and duplications to clarify the molecular genetic basis of the disease. By transcript analysis, the existence of the transcript variant X1 was experimentally confirmed in control samples. Moreover, the results from transcript analysis showed that non-typical missense mutation c.1725G>A (p.T575=) which does not directly change the number of cysteine residues, can cause the CADASIL disease via missplicing and subsequent causing deletion including cysteine residues. The other tested variants did not show any changes in the transcript level. The qPCR method did not...

Le tonus myogénique (TM) est la capacité des artères de résistance à se contracter suite à une élévation de la pression intraluminale. Il permet la protection des capillaires contre une augmentation excessive de pression, et régule les débits sanguins locaux. L'implication du TM dans le développement de certaines pathologies fait de lui une cible thérapeutique intéressante. Cela nécessite une identification précise des protagonistes moléculaires. La voie RhoA/Rho-kinase joue un rôle important dans le TM en régulant la sensibilisation au calcium de l'appareil contractile. Nous nous sommes donc particulièrement intéressés à des éléments pouvant moduler ou être modulés par cette voie. Ainsi, nous avons mis en évidence que l'intervention de la voie RhoA/Rho-kinase dans le TM implique tout d'abord une localisation membranaire de RhoA, afin d'interagir avec la cavéoline-1 et d'activer ses effecteurs tels que Rho-kinase. De plus l'activation de RhoA par la pression est régulée par le récepteur Notch3 intervenant ainsi comme un mécanosenseur. Nos travaux montrent aussi le rôle du facteur de réponse au sérum (SRF) dans le TM via la régulation du cytosquelette et de l'activité des canaux mécanosensibles. Pour finir, l'inhibition de l'activité de RhoA, lors d'un traitement avec du Sildénafil, entraine une surexpression de RhoA qui est responsable d'une élévation du TM et d'une hypertension à l'arrêt du traitement. Cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur l'implication de RhoA, Notch3 et SRF dans le TM permettant une meilleure compréhension de ce mécanisme. Cela offre de nouvelles cibles thérapeutiques pour combattre les pathologies impliquant des dysfonctions vasculaires.