Le paludisme est une maladie tropicale causée par un parasite du genre Plasmodium. Chez l’Homme, un niveau élevé de phospholipase A2 sécrétée de groupe IIA humaine (hGIIA) est mesuré dans le plasma des patients impaludés. Cette enzyme est connue pour son rôle antibactérien et pro-inflammatoire. Cependant, son rôle dans le paludisme n’a jamais été exploré. Pour comprendre le rôle in vivo de la hGIIA dans cette pathologie, nous avons entrepris la caractérisation hématologique, histopathologique et immunohistochimique de l’infection de souris C57BL/6, transgéniques (Tg+) pour l’enzyme humaine, par l’espèce murine Plasmodium chabaudi chabaudi 864VD. Ce modèle reproduit un paludisme non létal. Nos résultats ont permis d’établir que les souris Tg+ ont un meilleur contrôle de l’infection au moment du pic de crise parasitaire (J14 post-inoculation), avec une diminution de 27% de la parasitémie, comparé aux souris « littermates » non transgéniques (Tg-). L’injection de hGIIA recombinante aux jours 12, 13 et 14 p.i. (0,125 mg/kg deux fois par jour) à des souris C57BL/6 wild-type (WT) infectées par P. c. chabaudi 864VD provoque une diminution d’environ 19% de la parasitémie à J14 p.i., démontrant un rôle direct de la hGIIA dans la diminution de la population parasitaire. Les données hématologiques montrent que l’infection chez la souris Tg+ provoque une anémie plus durable que chez la souris Tg- et une élévation nettement plus importante du nombre de leucocytes, en particulier des polynucléaires neutrophiles. Chez la souris Tg+ parasitée, on observe aussi l’activation d’un nombre important de lymphocytes et une activation spécifique des monocytes avant le pic de crise. Chez la souris Tg- infectée, les données histologiques mettent en avant une meilleure récupération des lésions histopathologiques du foie et une hyperplasie des lymphocytes B dans la rate, tandis que les souris Tg+ infectées présentent des lésions hépatiques tardives et une hématopoïèse extramédullaire splénique. Les résultats des analyses par RT-qPCR suggèrent que l’ARNm de la hGIIA augmente au pic parasitaire dans le foie des souris Tg+ infectées, mais diminue dans la rate et les cellules sanguines. L’injection de hGIIA recombinante au début de la phase patente est sans effet sur la parasitémie, ce qui laisse supposer que des événements plus tardifs dans l’infection sont nécessaires à l’activité antiparasitaire de l’enzyme. L’étude du rôle des lipoprotéines oxydées comme substrat potentiel de l’activité antiparasitaire de l’enzyme, basée sur des résultats in vitro, est abordée. En conclusion, nos études ont permis de dresser un tableau large de l’infection à Plasmodium chez la souris exprimant la hGIIA, et ouvrent de nouvelles perspectives dans l’analyse du rôle de l’enzyme dans la physiopathologie du paludisme. / Malaria is a tropical disease caused by a parasite of the Plasmodium genus. High levels of circulating human group IIA secreted phospholipase A2 (hGIIA) have been reported in malaria patients. The enzyme is well known for its bactericidal and pro-inflammatory actions. However, so far its role in malaria is unknown. In order to address the in vivo role of hGIIA in malaria, we performed a hematological, histopathological and immunohistochemical characterization of C57BL/6 hGIIA transgenic mice (Tg+ mice) infected with P. chabaudi chabaudi (864VD strain), a murine Plasmodium species and strain which causes non-lethal chronic malaria. Infected Tg+ mice present a 27% reduction of parasitaemia at the peak of infection (D14 post-inoculation, p.i.) compared to infected non-transgenic littermates (Tg- mice). Intraperitoneal injection of recombinant hGIIA at D12, D13 and D14 p.i. (0.125 mg/kg twice a day) into P. chabaudi 864VD-infected WT C57BL/6 mice leads to a 19% reduction of the parasitaemia at D14 p.i., demonstrating the direct and acute role of hGIIA in lowering parasite population and presumably ruling out a potential effect linked to chronic overexpression of hGIIA in Tg+ mice. Hematological data show a durable anemia in Tg+ mice compared to Tg- mice during the infection and an important increase of leucocytes, especially of polynuclear neutrophils. The parasitized Tg+ mouse also presents a higher activation of lymphocytes and a specific activation of monocyte cells at the pic of crisis. In the infected Tg- mouse, histological data show a better histopathological recovery in the liver and B cells hyperplasia in the spleen, whereas the infected Tg+ mouse presents late hepatic injuries and splenic extra-medullar hematopoiesis. RT-qPCR analyses suggest that hGIIA mRNA increases at the pic of infection in the liver of infected Tg+ mice, but decreases in spleen and blood. Intraperitoneal injection of recombinant hGIIA at the patent phase is without effect on parasitaemia, which suggests that later infection events are needed for the enzyme antiparasitic activity. Involvement of oxidized-lipoproteins as potential hGIIA substrates, based on in vitro studies, is discussed. In conclusion, our studies allowed us to elaborate a larger picture of the infection of Plasmodium in the mice expressing hGIIA and open new perspectives in the analysis of the role of the enzyme in malaria pathophysiology.

Les biotechnologies de la reproduction sont aujourd’hui largement utilisées dans le contrôle de la fertilité animale et humaine. Ces techniques présentent cependant des rendements faibles et font actuellement l’objet de nombreuses recherches. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce contexte et se focalise sur la recherche de nouvelles molécules pro-fertilité dans l’espèce bovine, et s’articule autour de deux axes : le premier consiste à tester les propriétés pro-fertilité d’une enzyme du métabolisme lipidique sur la maturation ovocytaire, la fécondation et le développement embryonnaire préimplantatoire in vitro, et le deuxième à découvrir des molécules permettant d’améliorer la fécondance des spermatozoïdes. Nous démontrons ici que l’application de l’enzyme améliore de manière significative le nombre et la qualité des embryons au stade blastocyste. Un savoir-faire quant à l’utilisation de cette enzyme (fenêtre de traitement, concentration,…) a été développé. Cette thèse a également permit de caractériser différents composés avec des propriétés différentes dont une molécule originale permettant d’augmenter la vitesse des spermatozoïdes. Ce composé est prometteur car il est aussi actif sur des spermatozoïdes issus du testicule, de l’épididyme ou de l’éjaculat, avant ou après congélation. / The reproductive biotechnologies are now widely used in control of animal and human fertility. However, these technics have low yields and are currently the subject of much research. In this context, the present thesis focuses on the search for new pro-fertility molecules in cattle, organized around two axis : the first one is to test the pro-fertility properties of an enzyme from lipid metabolism on maturation, fertilization and preimplantation embryo development in vitro, and the second one is to discover molecules to improve sperm fertilizing ability. Here, we show that application of the enzyme significantly improve the number and quality of embryos at the blastocyst stage. Expertise in the use of this enzyme (time of treatment, concentration, etc.) was developed. This thesis also allowed the characterization of different compounds with different properties. Among them, one original molecule increase sperm velocity. This compound is promising because it works on sperm from the testis, epididymis or ejaculate before or after freezing.

Le métabolisme lipidique affecte la maturation et la différenciation des cellules osseuses. L'objectif de ma thèse est d'approfondir deux aspects du métabolisme lipidique mal connus, soit les actions de la phospholipase D (PLD) et celles des récepteurs de prostaglandine PGE2 pendant la différenciation des cellules. Une lignée humaine, les Saos-2 et les ostéoblastes primaires issus de calvaria de souriceaux ont servi de modèles cellulaires de la minéralisation physiologique. La culture d'aorte ex vivo sous des conditions d'hyperphosphatémie a été utilisée pour reproduire la calcification de l'aorte qui est un modèle ex vivo de calcification cardiovasculaire (CCV). Nous avons montré que l'expression et l'activité de la PLD augmentent dans les Saos-2 et les ostéoblastes primaires au bout du 5ème jour de la différenciation tandis qu'elles s'accroissent au bout du 6ème jour de traitement de l'aorte dans un milieu d'hyperphosphatémie. Les inhibiteurs de PLD diminuent l'activité de phosphatase alcaline (TNAP) dans les ostéoblastes et dans l'aorte calcifiée tandis que la surexpression de la PLD1 dans les Saos-2 l'augmente. Dans une deuxième partie de ce travail, nous avons suivi la variation d'expression des récepteurs de PGE2 au cours de la maturation des Saos-2. L'expression du gène EP3 augmente au stade tardif de la minéralisation tandis que celle d'EP4 diminue. Pour conclure, ces résultats indiquent que l'activité de la PLD en affectant l'activité de la TNAP pourrait moduler finement la minéralisation physiologique et la CCV et que la minéralisation s'accompagne d'un changement d'expression des récepteurs de PGE2, dans les Saos-2 / Lipid metabolism affects the maturation and the differentiation of bone cells. The aim of my PhD thesis is to explore two unknown sides of lipid metabolism which are the actions of phospholipase D (PLD) and those of prostaglandin PGE2 receptors during cell differentiation. Human lineage, Saos-2 cells and primary osteoblasts from calvaria of mice were used as cellular models of physiological mineralization. The ex vivo aorta culture under hyperphosphatemia conditions has been used to reproduce the calcification of the aorta, which is an ex vivo model of cardiovascular calcification (CVC). We showed that the expression and the activity of PLD increased in Saos-2 and primary osteoblasts after the fifth day of differentiation while in the aorta under hyperphosphatemia condition, PLD activity increased at the end of the sixth day. PLD inhibitors decreased the activity of alkaline phosphatase (TNAP) in osteoblasts and in calcified aorta while the overexpression of PLD1 in the Saos-2 increased it. In the second part of this work, we monitored the variation of the expression of PGE2 receptors during the maturation of Saos-2 cells. The EP3 gene expression increased in the late stage of the mineralization while that of EP4 decreased. In conclusion, these results indicated that the PLD activity by affecting the activity of TNAP could modulate the physiological mineralization and CVC. We showed that the mineralization is dependent of the change of the expression of PGE2 receptors in Saos-2 cells

Les phospholipases D (PLD, EC 3.1.4.4) sont des enzymes ubiquitaires retrouvées aussi bien chez les procaryotes (bactéries) que chez les eucaryotes (plantes, animaux et champignons). Les PLD catalysent l'hydrolyse des glycérophospholipides au niveau distal de la liaison phosphodiester pour former de l'acide phosphatidique, un important messager cellulaire impliqué dans de nombreuses voies telles que la prolifération cellulaire, la formation et le trafic vésiculaire, mais aussi la transcription et la survie cellulaire. Les PLD appartiennent à une superfamille de protéines (superfamille des PLD) qui ont en commun un site catalytique HXKX4D, X étant un acide aminé quelconque, contenant les résidus H (Histidyl), K (Lysyl) et D (Aspartyl). Ce site est nommé séquence consensus "HKD" et est dupliqué dans la plupart des membres de la superfamille des PLD. L'étude des PLD de plante est le moyen le plus sûr d'étudier cette famille d'enzyme car ce sont les seules PLD eucaryotiques purifiées à homogénéité et en grande quantité à ce jour. Ces travaux proposent une caractérisation fonctionnelle des résidus conservés au sein des PLD végétales menant à une caractérisation structurale avec la cristallisation de cette protéine. Dans un second temps l'activité de l'enzyme est modulée avec l'étude du domaine minimum, de la maturation post-traductionnelle de l'enzyme et le recherche d'un nouvel inhibiteur. Enfin, nous proposons le clonage d'une nouvelle PLD et la mise au point d'un système de détection in vivo de l'activité PLD / Phospholipases D (PLD, EC 3.1.4.4) are ubiquitary enzymes found in prokaryotes (bacteria) as well as in eukaryotes (plant, animals and fungi). PLD catalyzes the hydrolysis of the distal phosphoester bound of phospholipids thus forming phosphatidic acid, an important cell signaling messenger implicated in numerous pathways such as cell proliferation, vesicular formation and trafficking but also transcription and cell survival. PLDs belong to a superfamily of protein which share a common catalytic site called “HKD” for HXKX4D, X is a random amino acid, containing H (Histidyl), K (lysyl) and D (aspartyl) residues. This consensus sequence is duplicated in most of the PLD superfamily members. The study of plant PLD is the best way to understand this family of proteins as they are the sole eukaryotic PLDs to be purified to homogeneity so far. This work provides a functional characterization of the most conserved residues in plant PLDs leading to a structural characterization with the crystallization of this enzyme. A second part of this work proposes the modulation of the enzyme hydrolysis activity by studying the minimal domain necessary for the activity and post-translational maturation undergone by plant PLDs. Also, we look for a new specific inhibitory molecule. Finally, we propose the cloning of a new plant PLD and the development of a new way to detect in vivo PLD activity

Les biocapteurs sont des moyens d'analyse en plein essor à la fois rapides, sélectifs et peu coûteux applicables à des domaines extrêmement variés (environnement, santé, agroalimentaire,…). Dans ce type d'outil, un élément sensible de nature biologique (anticorps, enzyme, microorganisme, ADN…) doté d'un pouvoir de reconnaissance pour un analyte ou un groupe d'analytes est associé à un transducteur pouvant être de type électrochimique, optique ou thermique. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au développement de différents biocapteurs, en se basant à l'immobilisation d'enzymes sur des microélectrodes en vue de la détection électrochimique d'analytes d'intérêt dans le domaine environnemental. Nous avons montré les potentialités d'application de deux biocapteurs conductimétrique et impédimétrique à base de lipase Candida Rugosa pour la détection directe et rapide des pesticides organophosphorés. Nous avons cherché à mieux comprendre le fonctionnement des biocapteurs et optimisé le procédé d'immobilisation des enzymes ainsi que différents paramètres de mesure afin de maximiser les performances analytiques des outils développés. Nous avons également élaboré un biocapteur impédimètrique pour une détermination très sensible de la phospholipase A2 en utilisant les nanoparticules d'or afin de renforcer la conductivité électrique. Enfin, nous avons développé un biocapteur de tyrosinase pour la détection du Bisphénol A, en se basant sur la modification électrochimique des électrodes de diamant dopé qui possèdent des propriétés électriques remarquables et uniques, avec l'ajout de nanotube de carbone multi-feuillet, ce qui permet d'améliorer des performances analytiques du biocapteur, en particulier sa limite de détection et sa stabilité. Les biocapteurs à base de lipase et de tyrosinase ont été appliqués avec succès à la quantification des composés organophosphorés et du bisphénol A respectivement dans plusieurs échantillons d'eaux réelles / A biosensor is an analytical device, used for the detection of an analyte, that combines a biological component so-called a receptor (e.g. enzyme, antibody, DNA, microorganism) to a physical transducer (e.g. electrochemical, optical or thermal). In last decade, biosensors are quite promising tools since they are rapid, selective and cost effective, with an increasing interest for their application in various fields (e.g environment, food, health). In this work, we developed different biosensors based on immobilized enzymes onto microelectrodes in view of electrochemical detection. First, we demonstrated the potentialities of conductometric and impedimeteric biosensors based on lipase from Candida Rugosa for direct and rapid detection of organophosphate pesticides. In order to enhance the analytical performances of the developed devices, we tried to optimize enzyme immobilization as well as several operational parameters. We also elaborated an impedimetric biosensor for a sensitive determination of phospholipase A2 activity. Finally, a tyrosinase biosensor was developed for ultra-sensitive detection of Bisphenol A, based on the unique proprieties of boron doped diamond electrodes and taking advantage the use of multi walled carbon naotubes to improve the stability and detection limit of biosensor. We also demonstrated the applicability of both biosensors based on lipase and tyrosinase for the detection of organophosphate pesticides and bisphenol A in river water

Makrophagen sind professionelle phagozytische Zellen, welche körpereigene gealterte oder toten Zellen und in den Körper eingedrungene Krankheitserreger aufnehmen. Die phagozytierten Partikel werden von lysosomalen Hydrolasen abgebaut und daraus hervorgehende Antigene an Zellen des spezifischen Immunsystems präsentiert. Aufgabe der lysosomalen Phospholipase A1 (PLA1) ist der Abbau von Phospholipiden. Sie spielt damit nicht nur eine elementare Rolle bei dem Abbau von Phospholipidmembranen nach Phago- und Autophagozytose, sondern kann auch an der Generation von Lipidantigenen beteiligt sein. Die vorliegende Arbeit bietet zum ersten Mal Hinweise auf die Sequenz der lysosomalen PLA1. Mittels proteinbiochemischer Reinigung und nachfolgender massenspektrometrischer Sequenzanalyse wurden zwei Proteinkandidaten identifiziert, welche der lysosomalen PLA1-Aktivität zugrunde liegen können. Des Weiteren werden ausführliche Untersuchungen zu den Katalyseeigenschaften des Enzyms an Liposomen präsentiert. Die Lipidzusammensetzung der Membran beeinflusst maßgeblich die Aktivität der lysosomalen PLA1. So haben in die Membran integrierte anionische Phospholipide eine stark enzymaktivierende Wirkung. Eine Erhöhung der Ionenstärke oder des pH-Wertes vermindern die Bindungsfähigkeit der lysosomalen PLA1 an die Membran und damit deren Aktivität. Dies lässt vermuten, dass elektrostatische Wechselwirkungen eine Rolle bei der Membranbindung spielen. Das Enzym besitzt pIs / Macrophages are professional phagocytes which engulf and degrade senescent and dead cells as well as pathogens. Phagocytosed particles are subsequently degraded by lysosomal enzymes. The lysosomal phospholipase A1 (PLA1) degrades phospholipids, the major components of biological membranes and, hence, plays a mandatory role in decomposition of phagocytosed and autophagocytosed membranes. Furthermore the enzyme might play a role in the processing of lipid antigens for immune presentation. Nevertheless, the gene encoding this important enzyme activity is as yet unknown. Here, we used proteinbiochemical methods to isolate the lysosomal PLA1 activity from RAW B cells and identified resulting sequences by tandem mass spectrometry. This analysis revealed for the first time two putative protein candidates responsible for lysosomal PLA1 activity. Using native enzyme fractions and liposome-embedded substrate, we show that PLA1 activity depends on the presence of anionic phospholipids, low pH and low ionic strength. Lysosomal PLA1 only attaches to membranes with anionic but not zwitterionic charges. High ionic strength impairs binding demonstrating that electrostatic attraction is responsible for membrane partitioning. Upon binding the enzyme remains on membranes for numerous catalytic cycles. The enzyme’s pIs at

Phospholipase C enzymes are important cell signalling enzymes that catalyse the cleavage of phosphatidylinositol 4,5-bisphophate PI(4,5)P₂ into two biologically active second messenger molecules. These are the inositol 1,4,5-trisphosphate which initiates Ca²⁺ release from the endoplasmic reticulum and the diacylglycerol that activates protein kinase C. Although this basic function is shared between the different isoforms, the PLC family encompasses a diverse collection of proteins with various domain structures in addition to the PLC-specific domains. The neuron-specific “6th family” of these enzymes, PLCηs have most recently been identified with two members, PLCη1 and PLCη2. The aim of the thesis is to characterise the PLCη2 variant from several aspects. Firstly, it describes that PLCη2 possesses a high sensitivity towards Ca²⁺. Secondly, it investigates how the Ca²⁺-induced enzymatic activity of PLCη2 is controlled by its different domains. Also it provides evidence that the pleckstrin homology domain targets PLCη2 to membranes by recognising PI(3,4,5)P₃. Moreover, the uniquely structured EF-hand is responsible for the Ca²⁺-sensitivity of the enzyme. Finally, it is demonstrated that the C2 domain is important for activity. The initial biochemical characterisation is followed by the description of a physiological role for PLCη2. It is shown using a neuroblast model that PLCη2 is crucial for neuronal differentiation and neurite growth. Further efforts were made to assess how PLCη2 is responsible for this effect. It was revealed that it might be involved in regulating intracellular Ca²⁺ dynamics, transcriptional activity and actin reorganisation in differentiating neurons. As the functions of PLCη2 are just beginning to come to light, more aspects for future research are also suggested in the thesis. Hopefully, this and the data presented within the thesis will stimulate even greater interest in this fascinating new field of research.

La résistance aux agents anticancéreux souvent observée en chimiothérapie s'accompagne d'une augmentation de l'expression des gènes tels que MDR-1, gérée par des réactions de méthylation cellulaire. La physiologie des réactions de méthylation régulant l'expression de MDR-1 est insuffisamment connue. La méthionine synthase est l'enzyme clé du cycle métabolique de la méthionine et possède comme cofacteur la cobalamine (vitamine B12), suggérant un rôle crucial du couple cobalamine / méthionine synthase dans la survenue de la chimio-résistance par l'intermédiaire de la méthylation. Nous avions trouvé que l'ajout de cobalamine à des cellules d'adénocarcinome hépatique conduisait à une répression du gène MDR-1 qui ne passe pas par la méthylation du promoteur. Notre objectif est d'explorer et d'étudier les voies métaboliques situées entre le cycle de la méthionine et l'expression du gène MDR-1. Des techniques chromatographiques, électrophorétiques, de culture cellulaire, de pharmacotoxicologie et d'expression génique sont utilisées sur la lignée HepG2. La répression cobalamine-dépendante du gène MDR-1 est associée à une activation de la PLD, une diminution du facteur de signalisation Akt ainsi qu'à une inhibition de Cox2. Le ciblage pharmacologique de ces voies semble potentialiser l'effet d'agents utilisés en chimiothérapie. Cette étude devrait permettre de mieux comprendre des mécanismes de chimiorésistance, de déterminer des paramètres d'optimisation de l'utilisation de ces anticancéreux en relation avec l'expression de MDR-1 elle même en relation avec le statut vitaminique B et peut être d'orienter la recherche en chimiothérapie vers de nouvelles voies thérapeutiques / A key factor of chemioresistance is an increased expression of MDR-1 gene, partly controlled by cellular methylation reactions. Until now, the physiology of these reactions is not clearly known. The main intracellular metabolic pathway, generating methyl donors, is the methionine cycle, the activity of which is strongly depending on B-group vitamins (B12, B9). Thus, MDR-1 gene expression may be controlled by the activity of the methionine cycle and consequently presence of these vitamins. The aim of this study is to determine if, and to elucidate how, the methionine cycle influences the MDR-1 gene expression. Chromatography, pharmacotoxicology, cell culture techniques, gene and protein expression studies have been used on the human hepatocarcinoma cell line HepG2. We showed that cobalamin-induced MDR-1 gene repression was associated with phospholipase D activation, Akt phosphorylation, and Cox-2 co-repression in a complex and intricated manner. We may suggest that targeting these pathways could potentiate chimotherapy. This work shoiuld allow 1) a better understanding of mechanisms explaining why some anticancer agents may become inactive, 2) to optimize utilisation of these agents in relationship with MDR-1 gene expression and the B vitamin status, 3) to evaluate impacts of nutritionnal factors (cobalamine) in MDR-1 gene expression and 4) probably developp possible ways to improve chemotherapy

La calcification vasculaire est l’accumulation de cristaux de calcium dans les vaisseaux sanguins à travers un processus pathologique qui ressemble à la formation de l’os ou du cartilage. Elle apparaît notamment chez les patients diabétiques ou atteints d’une insuffisance rénale chronique. La conséquence principale de la calcification vasculaire est la perte de l’élasticité qui est indispensable pour la fonction des larges artères, elle est de plus associée à la mortalité des patients hémodialysés. Les traitements contre la calcification vasculaire sont généralement limités à ceux qui corrigent les facteurs causatifs des problèmes de santé mais aucune intervention efficace, spécifique et ciblée n’est disponible. Par conséquence, une compréhension profonde des mécanismes moléculaires impliqués dans la calcification vasculaire est nécessaire dans le but de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques. La phospholipase D catalyse l’hydrolyse des phospholipides en acide phosphatidique et une tête polaire, elle est aussi impliquée dans différentes fonctions cellulaires et maladies. Il a été démontré qu’elle peut être activée par des facteurs impliqués dans l’ostéogenèse et par d’autres impliqués dans la calcification vasculaire. Ainsi, nous avons étudié le rôle de la phospholipase D dans la calcification vasculaire dans 3 modèles différents. Le premier est un modèle in-vitro de cellules musculaires lisses murines (lignée cellulaire MOVAS), elles sont cultivées en présence d’acide ascorbique et de β-glycérophosphate. Le deuxième est un modèle ex-vivo d’explants d’aortes cultivés en présence de fortes concentrations de phosphate et le troisième est un modèle in-vivo d’insuffisance rénale chronique produite chez des rats. Dans ce dernier modèle, la calcification vasculaire est induite par un régime riche en phosphore et en calcium et par des injections de vitamine D active. La calcification dans ces trois modèles a été suivie par l’analyse de la minéralisation en dosant les dépôts de calcium, de l’activité phosphatase alcaline, et de l’expression de différents marqueurs ostéo-chondrocytaires. Une augmentation de l’expression génique de Pld1 a été observée dans les trois modèles, en particulier au cours des premières étapes de la calcification, et a été accompagnée d'une activité accrue de la phospholipase D dans les modèles in vitro et ex-vivo. L’inhibition de l’activité phospholipase D dans ces deux modèles ou de la phospholipase D1 dans le modèle MOVAS a bloqué complètement la calcification. Par contre, l’inhibition spécifique de la phospholipase D2 n’a pas montré des effets significatifs. Deux voies par lesquelles la phospholipase D peut être activée ont été testées, la voie de la protéine kinase C et la voie de la sphingosine-1-phosphate. Ces deux voies métaboliques se sont révélées être impliquées dans le processus de calcification mais pas forcément dans l’activation de la phospholipase D au cours de ce processus. Des résultats préliminaires ont montré que la phospholipase D pourrait agir après activation de la sphingosine kinase 2 dont l’activité s’est avérée nécessaire pour la calcification dans le modèle MOVAS. Des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre par quels mécanismes la phospholipase D est activée et comment elle agit. La phospholipase D pourrait être une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la calcification vasculaire vu que son inhibition ne semble pas avoir des effets secondaires chez les patients / Vascular calcification is the accumulation of calcium phosphate crystals in blood vessels via a pathological process that resembles physiological bone or cartilage formation. Calcification in the medial layer is mainly seen in diabetic and chronic kidney disease patients. Its main consequence is the loss of elasticity which is indispensable for the function of large arteries. Accordingly, vascular medial calcification was significantly associated with mortality in hemodialysis patients. Vascular calcification treatments are limited to those that correct its causative health problems, but no efficient, specific and targeted interventions are available. Therefore, a deep understanding of its molecular mechanisms is needed to find novel therapeutic targets. Phospholipase D catalyses the hydrolysis of phospholipids into phosphatidic acid and a head group. It is implicated in different cellular functions and diseases. It was found to be activated by factors involved in osteogenesis and others involved in vascular calcification. Thus, we investigated its role in vascular calcification in 3 models: an in-vitro model of murine smooth muscle cell line MOVAS cultured with ascorbic acid and β-glycerophosphate, an ex-vivo model of rat aortas cultured in high phosphate medium, and an in-vivo model of adenine-induced kidney disease in rats in which vascular calcification is induced by further administration of high phosphorus/calcium diet and active vitamin D injections. Calcification was detected in these models using different approaches including alkaline phosphatase activity, calcium dosage, and/or evaluation of osteo-chondrocytic markers expression. Pld1 expression was seen upregulated in all the three models, especially during early stages of calcification, and was accompanied with increased phospholipase D activity in the in-vitro and ex-vivo model. The inhibition of total phospholipase D activity in these two models, or that of phospholipase D1 in case of MOVAS model, abolished calcification. Phospholipase D2-specific inhibition did not induce significant effects. Two pathways by which phospholipase D can be activated were tested, protein kinase C and sphingosine 1-phosphate pathways, but they were found to be involved in calcification but not necessary for phospholipase D activation during this process. Alternatively, the preliminary results showed that PLD may be acting by activation of sphingosine kinase 2 whose activity was found necessary for calcification in the MOVAS model. Further investigations are needed to understand the mechanisms by which phospholipase D is activated and by which it is acting. Phospholipase D could be a novel target for vascular calcification especially that its inhibition in patients did not induce adverse health effects

Les phospholipases A catalysent sélectivement l'hydrolyse de la liaison ester des glycérophospholipides dans la position sn-1 (PLA1) et sn-2 (PLA2), libérant des acides gras et des lysophospholipides. Nous avons identifié des PLAs à partir des champignons/actinomycètes isolés des environnements du Mexique. Dans la 1ère partie, une méthode colorimétrique à haut débit pour la détection générale de l'activité PLA (cHTS-PLA) avec la PC comme substrat et le rouge crésol a été développée. L'analyse rRNA 16S des souches productrices des PLAs a démontrant qu'elles appartiennent aux genres Streptomyces et Aureobasidium. La production des PLAs a été mise en œuvre utilisant la fermentation en milieu solide avec la PC comme inducteur et la bagasse de canne à sucre comme support. Globalement, cette étude a contribué à la découverte des nouvelles PLA et au criblage des PLAs à haut débit dans les extraits microbiens / Phospholipase A are lipolytic enzymes that hydrolyze selectively the ester bond of glycerophospholipid substrates at the sn-1 (PLA1) and sn-2 (PLA2) position, respectively, releasing free fatty acids and lysophospholipids. We identified new PLAs from fungi and actinomycetes isolated from Mexican environments. Firstly, we implemented an agar-plate method containing rhodamine 6G and phosphatidylcholine (PC) for the primary screening. Then, a colorimetric high-throughput screening assay for general PLA activity detection (cHTS-PLA) using PC substrate and cresol red was developed. According to 16S rRNA analysis, PLA producing strains were mostly belonging to Streptomyces and Aureobasidium genus. Production of PLAs was implemented by solid-state fermentation with PC as inductor and sugar-cane bagasse as support. Overall, this study has contributed to the discovery of new microbial PLAs and to pave the way toward the HTS of PLA activity in microbial extracts