Chez les mammifères, les spermatozoïdes, au cours du transit à travers le tractus génital femelle, rencontrent des environnements qui influencent leur mobilité et leur pouvoir fécondant. L’analyse par spectrométrie de masse de ces milieux (plasma séminal, mucus cervical, fluides de l’utérus et de l’oviducte) a permis une caractérisation approfondie de leur protéome et l’identification de protéines modifiant l’activité des gamètes comme la Zinc Alpha Glycoprotein. L’étude du protéome du tractus génital femelle au cours du cycle oestral a montré une régulation différentielle de la sécrétion des protéines selon l’organe et le stade du cycle. La comparaison du protéome et des propriétés mécaniques du mucus cervical a montré l’impact de la mucine 5AC sur la viscosité du mucus et la mobilité des spermatozoïdes dans ce mucus. Cette interaction entre le mucus cervical et les spermatozoïdes se traduit par la fixation à leur surface de nouvelles protéines, comme la myosine 9, ayant un impact potentiel sur leur pouvoir fécondant. / During their transit through the female genital tract, mammalian spermatozoa encounter several environments that influence their mobility and fertilizing ability. Analysis by mass spectrometry of these environments (seminal plasma, cervical mucus, fluids from the uterus and the oviduct) enabled characterization of their proteomes and the identification of proteins able to modify gamete function such as Zinc Alpha Glycoprotein. The study of the female genital tract proteome during the oestrous cycle showed differential regulation of the protein secretion according to the organ and the stage of the cycle. Comparison of the proteome and the mechanical properties of cervical mucus showed the impact of mucin 5AC on the viscosity of mucus and the motility of spermatozoa in its presence. 52 cervical mucus proteins, such as myosin 9, bind to the surface of spermatozoa which may impact sperm function and fertilizing ability.

Chez les eucaryotes, la photosynthèse a lieu dans le chloroplaste, un organite spécifique de la cellule végétale et caractérisé par différents compartiments : (i) l'enveloppe, la double membrane qui délimite le chloroplaste ; (ii) le stroma, phase aqueuse principalement composée de protéines solubles et (iii) un système membranaire interne, les thylacoïdes, qui contiennent les complexes photosynthétiques. Les thylakoïdes forment un réseau tridimensionnel continu et sont différenciés en deux domaines physiques distincts : des empilements de vésicules de membrane (appelés granas ou BBY) et des extensions de membrane simple (lamelles stromales). Les complexes majeurs de la photosynthèse ne sont pas distribués de manière égale dans cette membrane à cause de contraintes électrostatiques et stériques. Ainsi, le photosystème I et l'ATP-synthétase sont enrichis dans les granas, le photosystème II dans les lamelles stromales alors que d'autres complexes, comme le cytochrome b6f, auraient une répartition équivalente entre granas et lamelles stromales. Pour faire face aux variations environnementales de lumière (en qualité et quantité), les plantes ont développé des processus pour moduler leur capacité d'absorption et d'utilisation de la lumière par les photosystèmes, processus regroupés sous le terme de « quenching non photosynthétique ou NPQ ». Dans le cadre de ma thèse, je me suis intéressé à deux composants du NPQ, les états de transition et la dissipation sous forme de chaleur (partie qE).Le premier objectif de ma thèse a été d'identifier de nouveaux acteurs impliqués dans les transitions d'état et ceci en étudiant la relocalisation de protéines au sein des sous-compartiments des thylacoïdes par une approche protéomique. En effet, il a été montré que certaines antennes collectrices de lumière sont réorganisées dans les membranes photosynthétiques lors des transitions d'état. Jusqu'à présent, aucune description exhaustive de la composition et distribution des protéines dans les sous-compartiments de thylacoïdes n'avait été réalisée. J'ai donc dans un premier temps développé des protocoles de purification des sous-compartiments des thylakoïdes (granas et lamelles stromales) à partir de chloroplastes de plantes sauvage d'Arabidopsis thaliana. Ensuite, grâce à une approche d'analyse protéomique semi-quantitative, nous avons pu déterminer la localisation d'environ 300 protéines des thylacoïdes. Les résultats suggèrent que la localisation de complexes photosynthétiques est beaucoup plus dynamique que celle jusqu'à lors proposée. En effet, même s'ils sont préférentiellement identifiés dans un sous-compartiment, certains complexes photosynthétiques présentent une double localisation qui était inattendue. De plus, la composition en sous-unités de ces complexes diffère selon leur localisation, dans les granas et dans les lamelles stromales, suggérant l'existence de processus de régulation de la photosynthèse jusqu'à lors insoupçonnés. Cette approche a ensuite été appliquée sur des plantes mutantes d'Arabidopsis affectées dans les transitions d'état afin d'identifier des protéines pouvant être impliquées dans ce processus d'adaptation. En parallèle, je me suis intéressé au qE . L'activation de ce mécanisme n'est pas constitutive et nécessite la formation d'un gradient de pH entre le stroma et le lumen des thylacoïdes (ΔpH). L'objectif de l'étude a été d'identifier des acteurs pouvant contrôler la formation de ce gradient de pH. Pour cela, nous nous somme focalisés sur le rôle d'un transporteur de potassium récemment caractérisé, TPK3. Grâce à des approches biophysiques et biochimiques, nous avons démontré que TPK3 est impliqué, in vivo, dans la modulation des deux composantes de la force proton motrice (pmf), le gradient de pH (ΔpH) et la différence de potentiel (Δψ). En contrôlant la répartition de la force proton motrice,TPK3, permet une utilisation correcte de la lumière en dissipant l'excès d'énergie. / Within higher plants and algae, photosynthesis is carried out in the chloroplast. Structurally, chloroplasts are organized in (i) the envelope, a double membrane system surrounding the chloroplast (ii) the stroma, the aqueous space which mainly contains soluble proteins and the (iii) thylakoids, a three-dimensional membrane network where photosynthetic electron transport reactions occur. Thylakoids are non-homogeneously folded, and comprise two major domains: (i) the grana-BBY, which are stacks of thylakoids particularly enriched in photosystem II, LHCII (the antenna-protein complex responsible for light harvesting) and (ii) the stroma lamellae, which are unstacked thylakoids connecting grana stacks enriched in photosystem I and ATP synthase. Plants can respond to changes in the environmental light conditions by several means as those which are collectively called non-photochemical quenching or NPQ. During my thesis, I mainly focused on two components of the NPQ: state transition (qT) and high-energy state quenching (qE).State transitions is the process by which PSII-antenna proteins are re-organized between stroma-lamellae and grana-BBY following changes in ambient light both of intensity and spectral composition. State transitions play a key role in the plant adaptation but many aspects of this process remain unclear. The main objective of my thesis was to study the thylakoid protein re-localization between stroma-lamellae and grana-BBY during state transitions using a proteomic-based approach. At this aim I firstly focused on the sub-thylakoid protein localization in Arabidopsis WT and I developed different protocols for the purification of the two sub-compartments (stroma-lamellae and grana-BBY) starting from intact chloroplasts. Later, thanks to a semi-quantitative proteomic approach, I determined the precise localization of around 300 thylakoid proteins in Arabidopsis WT. Results suggested that the localization of the different photosynthetic complexes is much more dynamics than previously hypothesized. In fact, even if characterized by a preferential localization, some photosynthetic complexes displayed an unexpected double localization. Moreover the subunit composition of these complexes was found to vary according to their localization (BBY or stroma-lamellae) suggesting the existence of mechanisms of regulation which have never been evidenced before. Later, we used the same mass-spectrometry-based approach on two different Arabidopsis mutants unable to perform state transitions. The objective was to highlight the involvement of other proteins (other than LHCII) which could possibly be re-localized within the photosynthetic membrane during state transitions. In the second part of my thesis, I focused on the high-energy state quenching component of the NPQ. qE allows the plant to dissipate excessive light energy as heat. This process it's not constitutive but need to be activated by the formation of a difference in the pH between the stroma and the thylakoid lumen (ΔpH). The objective of the study was to identify new possible actors in the regulation of the ΔpH formation. At this purpose I focused on a recently characterized potassium channel, TPK3. Thanks to a biophysical and biochemical approach, we demonstrated that TPK3 is involved, in vivo, in the modulation of the two components of the proton motive force (pmf), the ΔpH and the difference in the electric field Δψ. By controlling the repartition of the pmf, TPK3, controls also the formation of the NPQ and directly affects light utilization and dissipation in vivo. This avoids serious damages to the photosynthetic chain when plants are exposed to high-light conditions

Es gliomes sont des tumeurs cérébrales associées à une mortalité élevée. Le glioblastome multiforme (GBM) est la forme la plus fréquente des tumeurs cérébrales primaires. Malgré une prise en charge thérapeutique optimale constituée d'une chirurgie, d'une radiochimiothérapie concomitante et d'une chimiothérapie adjuvante, la survie médiane est de 15 mois. Ceci s'explique surtout par le potentiel infiltratif de ces tumeurs. Il est donc difficile de réaliser une exérèse chirurgicale totale, ce qui entraine une récidive quasi-systématique avec l'apparition de chimiorésistance. Ces phénomènes de résistances associés à une importante toxicité des molécules cytotoxiques mettent en évidence l'importance de rechercher de nouvelles stratégies thérapeutiques. Parmi ces dernières, les anticorps monoclonaux thérapeutiques sont très prometteurs, leurs actions ciblées limitent la toxicité au niveau du tissu sain. Cependant ces nouvelles thérapies manquent cruellement de suivi. L'apparition d'effets secondaires graves remet en cause leur intérêt. C'est pourquoi ces nouvelles thérapies, bien qu'efficaces, doivent être contrôlées par l'intermédiaire de biomarqueurs compagnons ce qui permettrait une meilleure efficience de la molécule. Le bevacizumab en est un bon exemple, de par une pharmacocinétique interindividuelle variable (de 11 à 50 jours) et une absence d'adaptation de la posologie on constate l'apparition d'effets secondaires (phlébite, hémorragie) qui entrainent l'arrêt du traitement. Or, ces effets secondaires pourraient être limités par un simple suivi de la concentration sérique de bevacizumab. De plus, dans le cas particulier des GBM, la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE) nécessite de développer de nouvelles stratégies pour favoriser une meilleure biodistrubution de molécules au niveau de la tumeur cérébrale. De ce fait, nous avons étudié l'efficacité d'un contournement de la BHE mécanique par une administration localisée directement dans la tumeur. Et dans cette étude préclinique, une amélioration significative de la médiane de survie des animaux ayant eu un traitement par CED (Convection Enhanced Delivery) par rapport à une administration intrapéritonéale. Enfin, dans le but de proposer une technique innovante de criblage de biomarqueurs compagnons, nous avons mis en place une stratégie innovante de marquage isotopique in vivo afin d'étudier la dynamique du protéome tumoral en réponse au traitement. Cette stratégie, déjà validée, est en cours de transfert chez l'homme dans l'étude du métabolisme des GBM. / Gliomas are brain tumors associated with important mortality. Glioblastoma multiforme (GBM) is the most frequent of primary brain tumors. Despite an optimal therapeutic management consists that includes surgery, radiotherapy plus concomitant and adjuvant chemotherapy, the median survival is 15 months. This, is mainly due to the presence of infiltrative tumor cells that hamper total surgical excision, and leads to relapse with the emergence of drug resistance. This highlights the importance of seeking new therapeutic strategies.Of these, therapeutic monoclonal antibodies are very promising. Their targeted actions limit the toxicity to healthy tissue. However, these new therapies are desperately short of monitoring. The appearance of serious side effects is a present challenge to their use. In consequences, these targeted therapies, even effective, have to be controlled via companion’s biomarkers that would provide better monitoring of the molecule. Bevacizumab is a good illustration for the existence of interindividual pharmacokinetic variability (11 to 50 days). In addition to its effect on the therapy efficiency, this inte variability must be also considered for side effects (phlebitis, hemorrhage) that lead to failure of treatment. However, these side effects could be limited by a simple monitoring of serum concentration of bevacizumab.Moreover, in the specific case of GBM, the action to the blood-brain barrier (BBB) requires the development of new strategies to promote a better bio-distribution of molecules in the brain tumor. Therefore, we investigated the effectiveness of a mechanical bypass of BBB in experimental brain tumors by a localized administration directly in the tumor. In this preclinical study, a significant improvement in median survival of animals treated with convection-enhanced delivery (CED) versus intraperitoneal administration was demonstrated.Finally, in order to offer an innovative technique of companion’s biomarkers screening, we have implemented an isotope labeling in vivo in order to study the dynamics of the proteome in tumor response to treatment. This strategy has already been released and is being transferred in humans in the study of the metabolism of GBM.

La paroi primaire végétale est une enveloppe dynamique impliquée dans le développement ainsi que la réponse aux contraintes environnementales. Elle est composée de réseaux de polysaccharides et de protéines dans lesquels interviennent des protéines multi-domaines de type LRX et des protéines à domaine PAC. Ce travail de thèse a consisté à rechercher la fonction de ces protéines dans les parois. Des analyses protéomiques réalisées sur des extraits de protéines pariétales de racines de plantes sauvages ou mutantes lrx1 d'A. thaliana ont permis d'identifier 424/434 protéines pariétales de plantes sauvages/lrx1 respectivement et 25 protéines candidates pouvant jouer un rôle dans la morphogenèse des poils absorbants. Par ailleurs, des protéines à domaine PAC ont été identifiées dans toutes les plantes terrestres étudiées. L'apparition des protéines à domaine PAC a pu être associée à la terrestrialisation. Une analyse phylogénique a permis de grouper les domaines PAC en 10 clades, chacun comportant un domaine PAC d'Amborella trichopoda. Outre les 6 résidus Cys caractérisant le domaine PAC, des motifs conservés ont été repérés dans les clades, ouvrant la voie pour des études fonctionnelles. Des tests in vitro ont montré que les domaines PAC interagissent avec différents types de polysaccharides pariétaux et permis de définir trois types de spécificité vis-à-vis de polysaccharides tels que les ß(1,4) galactanes/RGI, les mannanes, les xyloglucanes et/ou la cellulose. Un nouveau modèle d'interactions supramoléculaires dans les parois végétales faisant intervenir des protéines à domaine PAC et des polysaccharides pariétaux a été proposé / The plant primary cell wall is a dynamic envelope involved in development and in response to environmental constraints. It is composed of networks of polysaccharides and proteins to which multi-domain proteins like LRX (Leucine-Rich repeat Extensin) and PAC (Proline-rich Arabinogalactan Protein Cys-containing) domain proteins contribute. This work aimed at finding partners of such proteins in cell walls using different experimental approaches. Proteomics analyses have been performed on proteins extracted from cell walls of roots of wild type or lrx1 plants. They have allowed the identification of 424/434 cell wall proteins of wild type/lrx1 roots respectively as well as of 25 candidate proteins which could play a role in root hair morphogenesis. Besides, PAC domain proteins have been identified in all the studied terrestrial plants using a bioinformatic approach. The appearance of PAC domain proteins could be associated to terrestrialisation. A phylogenic analysis has allowed to group PAC domains in 10 clades, each of them containing a PAC domain of Amborella trichopoda, an ancestor of angiosperms. In addition to the 6 Cys residues which define the PAC domain, conserved motifs have been identified in each clade. This finding opens the way to functional studies. In vitro tests have shown that the PAC domains could interact with different kinds of cell wall polysaccharides. Three types of specificity could be defined towards ß(1,4) galactans/RGI, mannans, xyloglucans and/or cellulose. A new model of molecular interactions in plant cell walls including PAC domain proteins and polysaccharides has been proposed

L’état Viable Non Cultivable (VNC) a été observé et décrit chez de nombreuses espèces bactériennes. Mais cet état métabolique a également été suggéré chez certaines cellules eucaryotes, et notamment chez les levures du vin comme Brettanomyces. L’état VNC chez cette levure a donc été étudié afin d’en déterminer les conditions d’entrée et de sortie, ainsi que les modifications morphologiques et métaboliques associées à cet état VNC. Une addition de sulfite (0,8 mg/L de SO2 moléculaire) induit un état VNC chez Brettanomyces, et une inactivation de ce sulfite par modification du pH du milieu permet une sortie de l’état VNC de la levure par un regain de cultivabilité. Dans les conditions VNC, la taille moyenne des cellules de Brettanomyces a été déterminée comme diminuée de 22% comparée à leur taille en condition contrôle. Ensuite, la capacité des cellules à produire des phénols volatils, éléments de contamination des vins, est conservée même lorsque les cellules sont en état Viable Non Cultivable. De plus, l’étude comparative des protéomes entre cellules de Brettanomyces témoin et cellules en état VNC montre une modification du métabolisme avec une diminution de la synthèse d’ATP compensée par une augmentation des protéines impliquées dans d’autres voies métaboliques de production d’énergie. Cette étude met donc en évidence pour la première fois l’existence de l’état VNC chez une espèce eucaryote et montre des points communs avec l’état VNC chez les cellules procaryotes. L’existence de cet état VNC chez Brettanomyces peut également engendrer des erreurs de détection. Un nouvel outil de détection par hybridation in situ et lecture par cytométrie en flux a donc été mis en place. Cette méthode permet ainsi la mise en évidence des cellules de Brettanomyces présentes en vin de façon efficace et rapide. / The viable but not culturable (VBNC) state has been studied in detail in bacteria. It has been suggested that the VBNC state also exists in eukaryote cells, such as wine yeasts, including Brettanomyces in particular. We investigated the VBNC state in this yeast, focusing on the conditions for entry and exit, and the morphological and metabolic modifications associated with this state. We added sulfite (0.8 mg.L-1 molecular SO2) to induce the VBNC state. Increasing the pH of the medium inactivated the sulfite, allowing the cells to exit from the VBNC state and to become culturable again. In these conditions, we found that Brettanomyces VBNC cells were smaller than culturable cells, and that spoilage by volatile phenols could persist during VBNC state. Furthermore, according to our proteome comparison, it seems that the blockade of ATP synthesis was compensated by an increase in energy-producing metabolism pathway. This study provides the first insight into the VBNC state in eukaryote cells, showing common trend to the VBNC state of prokaryotic cells. The existence of VBNC state in Brettanomyces cells can also provoke errors of detection. A new tool of detection by fluorescence in situ hybridization and reading by flow cyometry was thus set up. This method allows the revealing of Brettanomyces cells presence in wine in an efficient and fast way.

La spermatogenèse est un processus complexe qui se déroule dans le tube séminifère du testicule. Au cours de ce processus, la cellule germinale entre en méiose puis réalise de profondes transformations cytologiques comme la compaction de la chromatine, la formation de l’acrosome et du flagelle. Les organites cytoplasmiques comme l’appareil de Golgi et le reticulum endoplasmique sont éliminés. Le spermatozoïde est alors une cellule organisée qui ne réalise pas ou peu de synthèse protéique. De plus, à la sortie du testicule, le spermatozoïde n’est pas mobile et incapable de féconder l’ovocyte. C’est par des interactions avec son environnement, l’épididyme et les voies génitales féminines, qu’il acquiert pleinement ces fonctions. Ces interactions se traduisent par des modifications du protéome comme le clivage des protéines ou des modifications post-traductionnelles. Ainsi, l’approche protéomique représente une méthode pertinente pour appréhender la physiologie spermatique. Toutefois, le protéome spermatique a fait l’objet de peu d’études et reste mal connu. Dans cette étude, le protéome du spermatozoïde humain a été réalisé selon deux approches. L’électrophorèse bidimensionnelle est particulièrement adaptée pour l’étude des modifications post-traductionnelles tandis que le shotgun constitue une technologie puissante en terme de sensibilité et d’identification des protéines. Les analyses bioinformatiques ont permis d’identifier les familles de protéines surexprimées de façon significative au sein du protéome spermatique. Parmi celles-ci, les protéines d’associations aux microtubules ont été sélectionnées en raison de leur rôle fondamental dans la dynamique du réseau microtubulaire et par conséquent, la mobilité spermatique. Le profil d’expression de la DCDC2C, une protéine de la famille des domaines à doublecortines, a été caractérisé dans le testicule et le spermatozoïde humain. De plus amples investigations sont nécessaires afin de préciser son rôle dans la physiologie spermatique.Outre la compréhension de processus physiologiques, les outils protéomiques permettent l’identification de nouveaux marqueurs de qualité du spermatozoïde. La caractérisation de la qualité spermatique repose actuellement sur un examen descriptif, le spermogramme-spermocytogramme, qui ne permet pas toujours d’expliquer l’infertilité du couple. Ainsi, l’amélioration des outils diagnostics et de la prise en charge de la fertilité sont les enjeux de la Procréation Médicalement Assistée. Dans ce contexte, nous avons observé le protéome de 161 échantillons de spermes normaux (OMS 2010). L’analyse de ce protéome a permis de définir un nouvel index de qualité protéique (SPQI) Les études statistiques ont montré que le SPQI est significativement associé à la mobilité progressive du spermatozoïde. Ainsi, le SPQI pourrait être un nouveau marqueur de qualité du spermatozoïde. Un kit permettant d’établir le SPQI en routine diagnostique est en cours de développement. / Spermatogenesis is a complex process located in seminiferous tubules of the testis. Germ cell underwent meiosis during the process following many cytological modifications such as chromatin compaction, biogenesis of both acrosome and flagellum. Subcellular components like the Golgi apparatus and endoplasmic reticulum were eliminated. Spermatozoa is then a highly organized cell which realized no or little de novo protein synthesis. Spermatozoa is furthermore unable to move and fertilize an oocyte outside of the testis, as it fully becomes functional by interacting with its environment, the epididymis and the female genital tracts. These interactions are translated by modifications of the proteome as proteins cleavage or post-translational modifications. The proteomic approach represents then a relevant method to understand sperm physiology. Nevertheless, few studies are related to sperm proteome which remains poorly known. This study has been conducted using two different approaches. 2D-electrophoresis is especially adapted to post-translational studies while the shotgun approach is a powerful and sensible tool for protein identification. Bioinformatic analyses helped identifying protein families overexpressed in a meaningful way inside the sperm proteome. Microtubules-associated proteins were among those that have been selected due to their role in the dynamic of microtubule network, thus in the sperm motility. The DCDC2C expression profile, a protein belonging to the doublecortin containing domain family, has been characterized in the testis and in the human spermatozoa. Further investigations are necessary in order to define its role in the sperm physiology.Besides the understanding of physiological processes, proteomic tools allow the identification of new markers of sperm quality. The characterization of sperm quality currently relies on a descriptive test that is not yet capable of explaining the infertility of a couple. Improving the diagnostic tool and management of fertility are the main objectives of reproductive studies. We have therefore observed the proteome of 161 normal sperm samples (WHO 2010). The proteome analysis defined a new sperm protein quality index (SPQI). Statistic studies show that this SPQI is significantly related to the progressive motility of the sperm. SPQI could then be used as a new quality marker of the spermatozoa. A kit that could help establishing SPQI routinely is currently in process.

La transcription bactérienne est un processus dans lequel l'information codée dans l'ADN est transféré à l'ARN messager (ARNm). Au cours de la dernière étape de ce procédé, la terminaison de la transcription, l'ARNm est libéré et peut être utilisé pour la synthèse des protéines. Un type de terminaison de la transcription décrit chez les bactéries est la terminaison Rho-dépendante. Le rôle de Rho a été largement étudié dans le modèle à Gram négatif bactérie, Escherichia coli dans laquelle Rho est une protéine essentiel est abondant. En revanche, la connaissance de Rho chez les bactéries qui il ne sont pas essentiels et est présent en faibles quantités: par exemple Gram-positif Bacillus subtilis reste limité..Pour étudier le rôle de Rho dans le contrôle de l'expression des gènes chez B. subtilis plusieurs analyses à grande échelle ont été réalisées, y compris des tests d'interactions physiques et fonctionnelles et une analyse globale des changements observés dans l'expression des gènes en corrélation avec la production de protéines.En effet, un ensemble des Rho-spécifiques interactions physiques et fonctionnelles ont été établies. En outre, de nouveaux phénotypes de mutant dépourvu de rho ont été décrits ce qui élucider le rôle de Rho dans le contrôle des différents aspects de la physiologie cellulaire. / Bacterial transcription is a process in which the information encoded in DNA is transferred to messenger RNA (mRNA). During the final step of this process, transcription termination, mRNA is released and can be used for protein synthesis. One type of transcription termination described in bacteria is Rho-dependent termination. The role of Rho has been widely investigated in model Gram-negative bacterium, Escherichia coli in which Rho is essential an abundant protein. In contrast, the knowledge about Rho inbacteria in which it is not essential and is present in low amounts, i. e. Gram-positive Bacillus subtilis remains limited.To investigate the role of Rho in control of gene expression in B. subtilis several large-scale analysis were performed. In effect, a set of Rho-specific physical and functional interactions were established. Additionally, new phenotypes of rho-null mutant were described unraveling the role of Rho in control of different aspects of cell physiology.

Les gliomes, tumeurs cérébrales primaires du système nerveux central, sont souvent de pronostic défavorable, d'autant plus que l'absence de critères indiscutables pour les identifier rend leur diagnostic et leur prise en charge particulièrement difficiles. L’analyse conjointe, d’une cohorte française de 64 patients porteurs de gliomes et d’une cohorte internationale de 671 patients issus du TCGA, a permis de mettre en évidence deux groupes pronostiques constitués par un panel d’expression différentielle de 26 gènes (p = 0,007). Cette stratification en deux groupes pronostiques a été confirmée quels que soient le grade et le groupe moléculaire de la tumeur (p < 0,0001). Nous avons établi une nouvelle stratégie diagnostique à partir de la classification moléculaire des gliomes en intégrant deux biomarqueurs pronostiques CHI3L1 et NTRK2. L’analyse multivariée confirme que ces biomarqueurs sont indépendants du statut IDH et du grade tumoral. Si nous avons mis en évidence par l’analyse protéique de CHI3L1 une concordance avec les transcrits, les résultats divergent pour TrkB. Ainsi, une expression élevée de TrkB et son corécepteur p75NTR serait liée à l’agressivité tumorale indépendamment du statut IDH. Enfin, TrkB et p75NTR sont présents aussi bien dans les exosomes issus du plasma de témoins sains et de patients atteints de gliomes mais leur expression augmente en fonction de l’agressivité de la tumeur / Gliomas, primary brain tumours of the central nervous system, are often of poor prognosis.The absence of clear criteria to identify them makes their diagnosis and management particularly difficult. The combined analysis of a cohort of 64 glioma patients and an international cohort of 671 patients from the TCGA revealed two prognostic groups of a differential expression panel of 26 genes (p = 0.007). This stratification into two prognostic groups was confirmed independently of the grade and molecular group of the tumor (p <0.0001). We have established a new diagnostic strategy based on the molecular classification of gliomas by integrating two prognostic biomarkers CHI3L1 and NTRK2. Multivariate analysis confirms that these biomarkers are independent of IDH status and tumor grade.While we have demonstrated by the protein analysis of CHI3L1 concordance with the transcripts, the results are different for TrkB. Therefore, a high expression of TrkB and its p75NTR co-receptor would be associated with tumor aggressiveness regardless of IDH status. Lastly, TrkB and p75NTR are present in exosomes from plasma of healthy controls and glioma patients, but their expression increases with the aggressiveness of tumor.

Les mutations hétérozygotes du gène codant pour le facteur de transcription HNF1B sont à l'origine d'un syndrome multisystémique complexe connu sous le nom de « Renal Cysts and Diabetes » (RCAD). Un modèle de souris généré dans notre laboratoire s'est avéré reproduire plusieurs caractéristiques de la maladie humaine. Nous avons réalisé un séquençage ARNm-microARN à différents stades de développement (E14,5 ; E15,5 ; E17,5) de ce modèle. Nous avons montré que les gènes les plus dérégulés étaient impliqués dans les processus métaboliques de transport, de lipides et d’acides organiques et étaient exprimés dans les tubules proximaux et, dans une moindre mesure, dans l’anse de Henlé et les canaux collecteurs. Nous avons sélectionné quatre microARN (miR-802, 194-2, 192 et -30a), régulés à la baisse et potentiellement contrôlés par HNF1B. Des expériences de transactivation de gène rapporteur dans des cellules HEK-293 ont montré que HNF1B était capable de transactiver la transcription de ces microARN via des sites de liaison présents dans les séquences régulatrices de ces gènes. En utilisant des microARN MIMICS nous avons par la suite montré que mir-802, mir-194-2 et mir-192 étaient capables d'inhiber l’expression d’un gène rapporteur contenant la région 3'UTR de HNF1B. L'analyse d'échantillons d'urine de 22 patients RCAD et de 22 contrôles sains a permis d'identifier 146 peptides excrétés de manière différentielle et associés au syndrome. En utilisant ces résultats dans un modèle mathématique, classificateur prédit efficacement le syndrome RCAD avec une sensibilité de 91.7% et une spécificité de 91.1% sur une large population de patients. / Heterozygous mutations in the gene encoding the transcription factor HNF1B are the cause of a complex multisystem syndrome known as Renal Cysts And Diabetes (RCAD). A mouse model generated in our laboratory was shown to reproduce several features of the human disease. We performed high-throughput mRNA-microRNA sequencing at different developmental stages (E14.5, E15.5, E17.5). We showed that the most down-regulated genes were involved in transport, lipid and organic acid metabolic processes and expressed in proximal tubules and to a lesser extent in the loop of Henle and collecting ducts. We then selected four microRNAs (mir-802, 194-2, 192 and -30a), which were down-regulated and potentially controlled by HNF1B. Luciferase assays in HEK-293 cells showed that HNF1B was able to specifically transactivate in a dose response mode these microRNAs through binding HNF1B-binding sites in their regulatory promoter/enhancer upstream sequences. We subsequently showed by luciferase assays using miRNA MIMICS that mir-802, mir-194-2 and mir-192 were able to inhibit luciferase vectors containing the 3’UTR of Hnf1b. Analysis of urine samples from 22 RCAD patients and 22 healthy controls led to the identification of 146 peptides differentially excreted and associated with RCAD including a similarity regarding collagen and uromodulin fragments with the RCAD mouse model. Combining the peptides into a mathematical model we used independent cohorts of patients to validate the prediction of the RCAD syndrome. Our classifier efficiently predicted RCAD syndrome with 91.7% sensitivity and 91.1% specificity on a wide population.

Ce travail de thèse a eu pour objectif d’identifier les mécanismes majeurs intervenant dans la régulation de l’adiposité musculaire chez la truite arc-en-ciel. Pour cela, nous avons analysé les effets combinés de la sélection génétique et de l’alimentation, facteurs prépondérants de variation de l'adiposité. Deux lignées de truites arc-en-ciel sélectionnées sur la teneur en lipides du muscle dorsal ("muscle gras" et "muscle maigre"), ont été nourries pendant 6 mois avec un régime contenant 10 ou 23% de lipides (% de la matière sèche). Nous avons mesuré l'activité et/ou l'expression d’enzymes clé des principales voies métaboliques intervenant dans l'utilisation de l'énergie, puis développé une analyse différentielle globale à l’échelle du transcriptome (microarray nylon) et du protéome (électrophorèse bidimensionnelle). Ces analyses portent sur le muscle blanc, tissu cible de la sélection, et le foie, carrefour métabolique et site majeur de la lipogenèse chez les poissons. Les résultats obtenus confirment l’effet inhibiteur d’un apport alimentaire riche en lipides sur la lipogénèse et la désaturation des acides gras dans le foie, déjà observé chez des individus de plus grande taille, et fournissent de nouvelles connaissances sur l’effet exercé sur les autres voies, en particulier la protéolyse. Ces analyses ont également permis de mettre en évidence des différences métaboliques existant entre lignées, qui concernent non seulement le métabolisme des lipides mais aussi celui des autres substrats énergétiques. Il apparaît que les deux moyens utilisé pour augmenter la teneur en lipides du muscle mettent en jeu des mécanismes moléculaires différents. Nos travaux ont permis d’identifier deux gènes dont l’expression est augmentée dans le muscle en réponse à un apport alimentaire riche en lipides et par la sélection génétique en faveur d’un indice d’adiposité musculaire élevé, et qui pourraient être des marqueurs moléculaires de l’adiposité musculaire. / The objective of the study was to identify genes and proteins that are involved in the control of muscle fat deposition in rainbow trout. We analyzed the combined effects exerted by genetic selection and dietary treatment, which are the two main factors that can be used to manage body fat content. Two lines of rainbow trout, obtained after 3 generations of divergent selection for high or low muscle fat content, were fed diets containing either 10% or 23% lipids (% dry matter), for six months. We analyzed the activity and gene expression of key enzymes involved in energy utilization, and performed a more global approach through transcriptome (nylon microarray) and proteome (two- dimensional electrophoresis) analysis. We analyzed the liver, which is the centre of intermediary metabolism and the main site of lipogenesis in fish, and the muscle, the target tissue of the selection provedure. The results confirmed the depressing effect exerted by a lipid rich diet on lipogenesis and fatty acid desaturation, already described in larger size fish, and provided new insight about the effect exerted on the other metabolic pathways, in particular the proteolysis. These analyses pointed out metabolic differences existing between lines. They involved not only lipid metabolism, but also the other pathways of nutrient utilization. With regard to their muscle-fattening effect, the dietary treatment and the genetic selection appear to act through different molecular mechanisms. These analyses allowed the identification of two genes that are over-expressed in muscle upon both high dietary lipid supply and upward selection for muscle fat content, suggesting that these two genes could be relevant molecular markers of muscle fattening.