Le gène BAG3 a été identifié comme étant un nouveau gène responsable de cardiomyopathie dilatée (CMD), première cause d'insuffisance cardiaque (IC). La protéine BAG3 est une co-chaperonne qui participe au contrôle de l'homéostasie protéique via son rôle dans l'autophagie, protégeant ainsi les cellules contre la protéotoxicité induite par les protéines dégradées ou mal repliées. L'hypothèse qu'une inactivation de la voie autophagique contrôlée par BAG3 induirait une protéotoxicité cardiomyocytaire à l'origine de la CMD apparait particulièrement attractive et constitue l'hypothèse centrale de ce travail. Nos résultats indiquent que les mutations de BAG3 abolissent l'interaction avec la chaperonne HSP70, une protéine centrale du contrôle qualité des protéines. Nous avons observé une cytotoxicité des mutants BAG3, une altération de la fonction chaperonne HSP70-dépendante et une absence de réponse autophagique en condition de stress (jeun, choc thermique, expression d'une protéine pro-agrégante). In vivo (modèle poisson-zèbre) l'extinction de l'expression de BAG3 ou la surexpression des mutants conduisent à l'apparition d'un phénotype d'insuffisance cardiaque (¿dème péricardique) chez les embryons injectés. Par édition génomique, nous développons également un modèle de cardiomyocytes dérivés de cellules iPS porteurs ou non de la mutation afin d'explorer plus en avant la fonction contractile de ces cellules. Nos résultats confirment donc le rôle de BAG3 dans la CMD et indiquent que l'altération de la fonction protéostasique serait à l'origine de la maladie. Cette nouvelle voie physiopathologique dans la CMD pourrait s'avérer être, plus généralement, une voie centrale dans l'IC. / The BAG3 gene was identified as a novel gene responsible for dilated cardiomyopathy (DCM), a major cause of heart failure (HF). The BAG3 protein is a co-chaperone that participates in the control of protein homeostasis via its role in autophagy, protecting cells against the proteotoxicity induced by degraded or misfolded proteins. The hypothesis that inactivation of the autophagic pathway controlled by BAG3 would induce cardiomyocyte proteotoxicity behind the CMD appears particularly attractive and is the central hypothesis of this work. Our results indicate that BAG3 mutations abolish the interaction with the chaperone HSP70, a central actor of the protein quality control. We observed cytotoxicity of BAG3 mutants, an impaired HSP70-dependent chaperone function and absence of autophagic response under stress conditions (starvation, heat shock, expression of a pro-aggregating protein). In vivo (zebrafish model) the extinction of BAG3 expression or mutants overexpression lead to the occurrence of a heart failure phenotype (pericardial edema) in injected embryos. Through genomic edition, we also develop a model of iPS-derived cardiomyocytes carrying or not the mutation in order to further explore the contractile function of these cells. Our results confirm the role of BAG3 in DCM and indicate that the alteration of the proteostasis function is the cause of the disease. This new pathophysiological pathway in DCM may prove to be more generally, a central line in the IC.

Le mélanome cutané est un cancer très agressif, responsable de 80% des décès liés aux cancers de la peau. Le mélanome métastatique (MM) est souvent résistant à la radiothérapie et aux chimiothérapies. Sa progression est majoritairement initiée par des mutations oncogéniques des gènes BRAF et NRAS activant la voie de prolifération MEK/ERK. Le MM est difficile à traiter malgré le succès de nouveaux traitements (thérapies ciblant l’oncogène BRAFV600E et immunothérapies), qui sont cependant limités à certains patients. De plus l'émergence de résistances ne permet pas d’obtenir une réponse durable, ce qui incite à rechercher de nouvelles cibles tumorales. Dans les cellules cancéreuses, l’accumulation d’altérations génétiques et le fort index prolifératif accroissent leur addiction aux mécanismes de contrôle de la qualité du protéome, comme le système ubiquitine-protéasome (UPS). L’UPS comprend une machinerie protéolytique (le protéasome 26S) et un réseau d’enzymes régulant l’ubiquitination de protéines cibles. La réaction enzymatique de retrait de l’ubiquitine est la déubiquitination, réalisés par de protéases spécifiques appelées DéUBiquitinases (DUBs). Malgré l’importance des DUBs dans de nombreuses situations pathologiques comme le cancer, leur implication dans la physiopathologie du mélanome est mal connue. Afin d’identifier des DUBs dont l’activité est modulée dans le mélanome, nous avons utilisé une méthode d’étiquettage biochimique in vitro des DUBs actives (‘’DUB trap assay’’) qui nous a permis d’identifier USP14 (Ubiquitin Specific Protease 14) dont l’activité est augmentée dans nos lignées de mélanome par rapport aux mélanocytes. USP14 est associée physiquement au protéasome, avec un rôle important sur la protéostasie cellulaire en général. L’analyse de données bioinformatiques publiques confirme l’importance de USP14 dans le mélanome en associant l’expression du gène USP14 à la progression du mélanome et à un mauvais pronostic. Nous avons ensuite montré que cibler USP14 par des approches génétique (siRNA) ou pharmacologique (inhibiteurs de l’activité) a un effet anti-mélanome in vitro et in vivo, associé à une accumulation de protéines polyubiquitinées, générant un stress du réticulum endoplasmique, la dépolarisation de la mitochondrie et une production de ROS, aboutissant à une mort indépendante des caspases. Cet effet cytotoxique est obtenu indépendamment du statut mutationnel des protéines oncogéniques (BRAFV600E, NRAS, NF1), des suppresseurs de tumeurs (TP53, PTEN), du niveau de résistance aux thérapies ciblées ou du statut phénotypique des mélanomes. Ces résultats indiquent que USP14 représente une nouvelle cible thérapeutique pertinente dans le mélanome. Dans la continuité de ces travaux, j’ai cherché à identifier d'autres DUBs pouvant jouer un rôle dans la prolifération et la survie des cellules de mélanome en réalisant le criblage d'une banque de siRNA ciblant 90 DUBs sur une lignée de cellules de mélanome. Outre le fait de confirmer l’implication de USP14 dans la prolifération du mélanome, ce criblage génétique révèle que la déplétion d’une autre DUB associée au protéasome a un puissant effet antiprolifératif sur les cellules de mélanome. Nos travaux préliminaires montrent que le ciblage de cette nouvelle DUB se traduit par un arrêt de prolifération suivi d’une mort cellulaire associée à des dommages à l’ADN in vitro et in vivo. Dans l’ensemble, mes travaux de thèse révèlent un rôle essentiel des DUBs associées au protéasome dans la prolifération et la survie du mélanome, et ouvrent la piste à de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant les mécanismes aberrants de la protéostasie tumorale de ce cancer. / Non communiqué

Les cellules sont constamment exposées à des stress « protéotoxiques » qui altèrent leurs protéines. Si les protéines endommagées ne sont pas réparées ou éliminées, elles peuvent former des agrégats toxiques pouvant conduire à l’émergence de plusieurs maladies, telle que les maladies neurodégénératives et le cancer. Pour éviter cette toxicité, les cellules ont développé plusieurs stratégies qui collaborent et communiquent afin d'assurer le contrôle de qualité des protéines et maintenir l’intégrité du protéome cellulaire. L’ensemble de ces stratégies forment le réseau de l’homéostasie protéique ou « protéostasie ». Ce réseau inclus les chaperonnes moléculaires, les systèmes protéolytiques (lysosomes, protéasomes) et des systèmes de séquestration des protéines endommagées. L’Ubiquitine et les protéines apparentées à l’Ubiquitine telle que SUMO et NEDD8, sont des effecteurs essentiels de ce réseau. Ces molécules modifient leurs substrats de façon covalente, grâce à l’action d’une cascade d’enzymes E1, E2 et E3. En principe, on considérait que chacune de ces voies employait sa propre cascade enzymatique pour la modification post-traductionnelle de ses substrats. L’Ubiquitination joue un rôle essentiel dans la réponse au stress cellulaire, surtout en assurant la dégradation protéasomique des protéines mal repliées. Récemment, notre laboratoire a trouvé que plusieurs stress protéotoxiques telle que l’inhibition du protéasome, un choc thermique et un stress oxydatif, causent une augmentation de NEDDylation. De manière remarquable, cette augmentation ne dépend pas de l’enzyme d’activation de NEDD8 NAE, mais plutôt de celle de l’Ubiquitine Ube1. De plus, elle se caractérise par la formation des chaînes poly-NEDD8 et des chaînes mixtes entre NEDD8 et Ubiquitine. Ce processus est réversible et une restauration cellulaire est obtenue une fois le stress atténué. Le but de notre projet est de caractériser la réponse de NEDD8 au stress cellulaire ou ce qu’on appelle « la NEDDylation atypique » en vue de comprendre son effet biologique pendant ces conditions. Nos résultats montrent que la NEDDylation atypique dépend des protéines de stress Hsp70/90 et qu’elle cible principalement les protéines nouvellement synthétisées et mal repliées. On montre que, suite à leur modification par NEDD8/Ubiquitin, ces protéines sont transloquées du cytosol au noyau, où elles sont dégradées par le protéasome. Cependant, des conditions de stress prolongé causent une atténuation de l’activité nucléaire des protéasomes 26S, ce qui provoque alors l’accumulation des protéines endommagées sous forme d’inclusions nucléaires. Ces dernières sont réversibles et peuvent être éliminées par le protéasome une fois le stress atténué. Afin d’identifier les cibles de NEDD8 dans des conditions de stress, nous avons développé une approche protéomique basée sur une stratégie de mutation ponctuelle (NEDD8R74K). Cette stratégie permet l’identification des sites spécifiques de NEDDylation au sein des protéines cibles. Cette approche en combinaison avec le SILAC a permis l’identification de NEDD8, Ubiquitine, SUMO-2 et les protéines ribosomiques en tant que principales cibles de NEDD8 en réponse au stress. Ce qui était plus intéressant est que, en appliquant l’étude protéomique SILAC, on a pu constater que le rôle essentiel de la NEDDylation atypique est d’induire l’agrégation/séquestration d’un ensemble spécifique de protéines au sein des inclusions nucléaires. De plus, nous avons montré que l’agrégation induite par NEDD8 protège les protéasomes nucléaires d’une sévère déficience et permet une meilleure survie cellulaire pendant le stress. Notre étude présente NEDD8 comme un nouvel effecteur dans le réseau de protéostasie, elle identifie une nouvelle inclusion nucléaire cytoprotectrice et montre que la NEDDylation atypique est essentielle pour la réponse cellulaire au stress. / Cells are continuously endangered by a variety of proteotoxic stresses that cause protein misfolding and accumulation. Defects in repair or elimination of protein damage can lead to the formation of toxic aggregates that have been associated with diseases, such as neurodegenerative disorders and cancer. To prevent this toxicity, cells have evolved multiple quality control processes that interact and cooperate to maintain protein homeostasis leading to cellular fitness. These processes form “the proteostasis network”, and include molecular chaperones, proteolytic machineries (lysosomes, proteasomes) and pathways for protein damage sequestration. One of the main effectors of this network is the Ubiquitin and the Ubiquitin-like molecules, such as SUMO and NEDD8. These molecules covalently modify proteins through the action of E1, E2 and E3 enzymes. Historically, it was believed that each pathway employed its own and unique set of enzymes to post-translationally modify its substrates. Ubiquitination is essential for the cellular response to stress, especially by targeting misfolded proteins for proteasomal degradation. However, we recently discovered that proteotoxic stresses including proteasome inhibition, heat shock and oxidative stress induce a global increase in protein NEDDylation. Surprisingly, this increase does not depend on the NEDD8 activating enzyme NAE, but rather on the Ubiquitin activating enzyme Ube1, and is characterized by the formation of poly-NEDD8 chains and mixed chains between NEDD8 and Ubiquitin. Importantly, this process is reversible and cell recovery is accomplished once stress is alleviated. In this study, we focused on characterizing the NEDD8 response to stress or “atypical NEDDylation” in order to understand its biological relevance under these conditions.Our results showed that atypical NEDDylation depends on Hsp70/90 and targets mainly newly synthesized damaged proteins. We showed that, after their NEDDylation/Ubiquitination, misfolded proteins are progressively translocated from the cytosol into the nucleus for proteasomal degradation. However, upon prolonged stress conditions, the activity of nuclear 26S proteasome is compromised, resulting in the accumulation of these conjugates into nuclear inclusions. These inclusions are reversible and eliminated by nuclear proteasomes once stress is alleviated. In order to identify NEDD8 targets upon these conditions, we developed a proteomic approach based on a point mutation strategy (NEDD8R74K) that enables a site-specific analysis of NEDDylated proteins. This approach in combination with SILAC allowed the identification of NEDD8, Ubiquitin, SUMO-2, and ribosomal proteins as the major NEDD8 targets upon stress. Interestingly, by SILAC proteomics we found that the main function of atypical NEDDylation is to induce the aggregation/sequestration of a specific subset of proteins within the nuclear inclusions. We showed that this NEDD8-induced aggregation protects nuclear proteasomes from a severe impairment and allows a better cell survival upon proteotoxic stress.Our study defines NEDD8 as a new effector in the proteostasis network, identifies a new cytoprotective nuclear inclusion and shows that atypical NEDDylation is essential for the cellular response to stress.

La maladie d'Alzheimer est une pathologie neurodégénérative progressive liée à l'âge qui détériore premièrement les fonctions liées aux mémoires de travail et épisodiques, avant de s'étendre à l'ensemble des procédures mémorielles dans les stades plus avancés. L'ensemble des traitements existant à ce jour sont palliatifs. Au niveau histologique, la maladie d'Alzheimer est caractérisée par l'accumulation extra- et intracellulaire de différentes protéines agrégées (appelées amyloïde) dans les tissus cérébraux, entrainant des dysfonctions importantes du circuit neuronal. De fait, la majorité des approches thérapeutiques en développement consistent à tenter de réduire ou supprimer ces agrégats protéiques. Cependant, la maladie d'Alzheimer étant étroitement corrélée au vieillissement, certaines de ses caractéristiques biologiques sont parfois confondues avec celles du vieillissement non pathologique. L'une de ces caractéristiques est la diminution des différents mécanismes liés à l'homéostasie protéique (protéostasie). L'hypothèse réalisée au cours de mes travaux est que le rétablissement de ces mécanismes diminués par l'âge constituerait une approche thérapeutique crédible, complémentaire aux approches actuelles, à la pathologie complexe qu'est la maladie d'Alzheimer. C'est en suivant cette optique que je me suis intéressé au rôle et à la régulation de l'un des systèmes majeusr du contrôle de la protéostasie : l'UPR (unfolded protein response), et en particulier au facteur de transcription XBP-1s, considéré comme l'une des pièces maîtresses de ce réseau de signalisation cellulaire / Alzheimer's disease is a neurodegenerative pathology strongly correlated to aging. Its symptoms are characterized by an impaired short term memory process in the early stages of the disease and later on by a loss of all type of memory process. There is actually no cure for this pathology. At the histo-pathological levels, the disease show an accumulation of aggregated proteins in the brain (called amyloid protein) in the intra or extra cellular space, which act as a disruptor of the normal neuronal function and activity. Thus, most of the therapeutic approach to treat the disease aim at removing those proteins aggregates from the brain. However, some of the Alzheimer's disease characteristics could be melded with normal aging : One such case is the global decrease of the proteostasis mechanism in the cell which normally happen in normal brain. The assumption made during this work is that the recovery of these mechanisms impaired by age would constitute a credible therapeutic approach, complementary to the other existing approaches to the complex disease that is Alzheimer's disease. Following this hypothesis I was interested in the role and regulation of one of the major system controlling proteostasis: the UPR (unfolded protein response), and particulary to the XBP-1s transcription factor , considered one of the master regulator of this cellular network

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative causée par une extension de répétitions du codon CAG dans le gène de la Huntingtine (Htt). Cette maladie est caractérisée par la mort des neurones striataux et la présence d’agrégats de Htt mutée (mHtt). De plus, au cours de la MH, les astrocytes, qui sont essentiels au bon fonctionnement neuronal, changent d’état et deviennent réactifs. La réactivité astrocytaire est caractérisée par des changements morphologiques et transcriptomiques mais l’impact fonctionnel de cette réactivité reste peu compris.Afin d’étudier le rôle des astrocytes réactifs dans la MH, nous avons utilisé des vecteurs viraux récemment développés par notre équipe, qui induisent ou bloquent la réactivité astrocytaire in vivo en ciblant la voie JAK2-STAT3. Nous avons montré que les astrocytes réactifs diminuent le nombre et la taille des agrégats de mHtt majoritairement présents dans les neurones. Ceci est associé à l’amélioration de plusieurs altérations neuronales observées dans ces modèles. Une analyse transcriptomique réalisée sur des astrocytes réactifs révèle des changements majeurs d’expression de gènes liés aux systèmes de protéostasie. De plus, l’activité du lysosome et du protéasome est augmentée dans les astrocytes réactifs de souris modèles de la MH. Nous montrons également que les astrocytes réactifs éliminent plus efficacement leurs propres agrégats de mHtt, suggérant qu’au cours de la MH, ces cellules pourraient dégrader plus efficacement la mHtt provenant des neurones. De plus, certaines protéines chaperonnes sont induites dans les astrocytes réactifs. En particulier, la co-chaperonne DNAJB1/Hsp40 est surexprimée dans les astrocytes réactifs et est retrouvée dans les exosomes isolés à partir de striata de souris MH. Des expériences de gain et perte de fonction suggèrent que cette chaperonne est impliquée dans les effets bénéfiques des astrocytes réactifs sur l’agrégation de la mHtt et l’état des neurones. Les astrocytes réactifs pourraient donc libérer des protéines anti-agrégantes qui favorise l’élimination de la mHtt dans les neurones.Notre étude montre que les astrocytes peuvent, en devenant réactifs au cours de la MH, acquérir des propriétés bénéfiques pour les neurones et favoriser, via un dialogue complexe avec les neurones, l’élimination des agrégats de mHtt. / Huntington’s disease (HD) is a hereditary neurodegenerative disease caused by an expansion of CAG codons in the Huntingtin gene. It is characterized by the death of striatal neurons and the presence of mutant Huntingtin (mHtt) aggregates. In pathological conditions, as in HD, astrocytes change and become reactive. Astrocyte reactivity is characterized by morphological and significant transcriptomic changes. Astrocytes are essential for the proper functioning of neurons but the functional changes associated with reactivity are still unclear.To better understand the roles played by reactive astrocytes in HD, we took advantage of our recently developed viral vectors that infect selectively astrocytes in vivo and either block or induce reactivity, through manipulation of the JAK2-STAT3 pathway. We used these vectors in two complementary mouse models of HD and found that reactive astrocytes decrease the number and the size of mHtt aggregates that mainly form in neurons. Reduced mHtt aggregation was associated with improvement of neuronal alterations observed in our mouse models of HD. A genome-wide transcriptomic analysis was performed on acutely sorted reactive astrocytes and revealed an enrichment in genes linked to proteolysis. Lysosomal and proteosomal activities were also increased in reactive astrocytes in HD mice. Moreover, we show that reactive astrocytes degrade more efficiently their own mHtt aggregates, suggesting that these cells could siphon mHtt away from neurons. Alternatively, several chaperones were induced in reactive astrocytes. In particular, the co-chaperone DNAJB1/Hsp40 was upregulated in reactive astrocytes and was present in exosomal fraction from HD mouse striatum. Loss and gain of function experiments suggest that this chaperone is involved in the beneficial effects of reactive astrocytes on mHtt aggregation and neuronal status. Therefore, reactive astrocytes could release anti-aggregation proteins that could promote mHtt clearance in neurons.Overall, our data show that astrocytes, by becoming reactive in HD, develop a protective response that involves complex bidirectional signaling with neurons to reduce mHtt aggregation.

La protéostasie désigne l’ensemble de stratégies développées par la cellule pour assurer la préservation de son protéome. Parmi celles-ci on peut citer le contrôle du repliement, de la concentration, et de la distribution des protéines. Les neurones en raison de leur importante activité métabolique représentent une population cellulaire particulièrement vulnérable à l’altération de la protéostasie, auquel cas on parle de protéinopathie. C’est notamment le cas des tauopathies et β-amyloidopathies, deux troubles neurodégénératifs, respectivement caractérisés par le dysfonctionnement de la protéine tau et du peptide amyloïde-β (Aβ). La protéine tau par le biais de son état de phosphorylation contrôle la stabilisation des microtubules, tandis que l’Aβ issu du clivage de l’APP (Amyloid Precursor Protein) serait impliqué dans la plasticité synaptique ; de telle sorte que l’altération du fonctionnement ou de la protéostasie de ces deux molécules engendre de graves troubles neuronaux. Le glaucome, principale cause de cécité irréversible au monde, est une neuropathie dégénérative caractérisée par la perte spécifique des somas des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) et de leurs axones dans le nerf optique. Bien que l’hypertension oculaire (HTO) soit le principal facteur de risque, on ignore la cause du glaucome raison pour laquelle il n’existe aucun remède contre la maladie. La maladie d’Alzheimer (MA), principale cause de démence, est caractérisée par la présence d’enchevêtrement neurofibrillaires formés de la protéine tau dans les neurones et de plaques séniles constitué d’agrégats d’Aβ dans le parenchyme cérébral. De manière surprenante, de nombreuses études révèlent que le glaucome et la MA présentent de nombreux points communs. C’est ainsi que des agrégats d’Aβ et de tau ont été trouvés dans les CGR de sujets atteints du glaucome. De même les sujets victimes de la MA présentent des déficits visuels et une dégénérescence des CGR. Vu l’importance de tau pour la physiologie neuronale et son rôle de médiateur de la toxicité d’Aβ, nous proposons l’hypothèse selon laquelle le dysfonctionnement de la protéine tau résulte en la perte des CGR. Les résultats présentés dans cette thèse reposent sur deux modèles expérimentaux de neurodégénérescence : un modèle de glaucome dépendant de HTO chez les rats (modèle de Morrison) et le modèle 3xTg de la MA chez lequel les souris expriment des mutations dans la protéine tau et la voie Aβ (PS1M146V, APPSWE, TauP301L). Chez ces animaux nous avons prélevé la rétine, le nerf optique et le cerveau, sur lesquels nous avons étudié l’expression, la distribution, et la neurotoxicité de tau par western blot, immunohistochimie et PCR quantitative. Nos résultats révèlent que comparativement aux contrôles sains, les rétines malades (glaucome et MA) présentent une accumulation de tau anormalement phosphorylée, tandis que son expression génique reste inchangée. Cette hausse de tau est la conséquence de sa relocalisation vers le compartiment somatodendritique et le segment axonal intrarétinien des CGR, ceci au détriment des axones myélinisés inclus dans le nerf optique. Nos données montrent que les CGR 3xTg présentent une baisse drastique du transport axonal antérograde, indiquant que l’altération de la distribution de tau pourrait être à la base de cette perte de fonction axonale. Finalement, nous démontrons que l’accumulation de tau dans la rétine malade provoque éventuellement la mort des CGR. Au total, cette thèse démontre que les rétines atteintes du glaucome et de la MA présentent les manifestations cardinales des tauopathies à savoir l’accumulation, l’altération de la phosphorylation, et une distribution anormale de tau le tout culminant en la perte de fonction et la dégénérescence des CGR. / Proteostasis refers to a set of strategies developed by the cell to ensure the maintenance of its proteome. These strategies include the control of protein folding, the amount, and the distribution of the proteins. Neurons are endowed with a high metabolic rate and, as such, are highly vulnerable to alterations in proteostasis, a situation referred to as proteinopathy. Tauopathies and β-amyloidopathies are two such instances wherein tau and amyloid-β, respectively, undergo dysfunction. Tau protein is a microtubule stabilising protein which function is regulated by its phosphorylation state, while Aβ a product of the cleavage of APP (Amyloid Precursor Protein) which is thought to be involved in the regulation of synaptic plasticity. Therefore, functional or proteostatic alterations of these proteins result in harmful consequences for neurons. Glaucoma, the main cause of irreversible blindness, is a degenerative optic neuropathy characterised by the selective loss of retinal ganglion cells (RGC) and their axons in the optic nerve. Although ocular hypertension (OHT) is the main risk factor for the development of glaucoma, the cause of the disease is still unknown. There is currently no cure for glaucoma and the only available treatment is to reduce OHT pharmacologically or surgically. Alzheimer’s disease, the main cause of dementia, is characterized by the presence of neurofibrillary tangles made of tau protein in neurons and senile plaques made of Aβ in the cerebral parenchyma. Intriguingly, several studies have shown that glaucoma and AD share several common features. For instance, aggregates of tau and Aβ have been described in the retina of glaucoma subjects. Likewise, AD patients show visual defects associated with RGC degeneration. Mindful of the importance of tau for neuronal physiology, and of its role as mediator of Aβ toxicity, we put forward the hypothesis that tau protein alterations leads to RGC dysfunction and death. vii The results presented in this thesis were based on two experimental models of neurodegeneration: a model of OHT-dependent glaucoma in rats leading to RGC death (Morrison model), and the 3xTg model of AD wherein mice overexpress mutant forms of tau and Aβ (PS1M146V, APPSWE, TauP301L). Using these animals, we collected retina, optic nerve, and brains which we used to study tau expression, distribution and neurotoxicity by western blot, immunohistochemistry and real-time PCR. Our results show that, when compared to healthy controls, the diseased retina (glaucoma or AD) display accumulation of abnormally phosphorylated tau while its gene expression remains unchanged. The increase of retinal tau protein might result from the redistribution of the protein in the somatodendritic compartment and intraretinal axonal segment of RGCs at the expense of the extraocular axonal segment enclosed within the optic nerve. Our data also demonstrate that RGCs from 3xTg mice show a drastic reduction of anterograde axonal transport suggesting that missorted tau might underlie these functional deficits. Lastly, we demonstrate that tau accumulation in the diseased retina eventually promotes RGC death. Altogether, this thesis demonstrates that the glaucomatous and AD retinas present the cardinal features of tauopathies including tau accumulation, altered phosphorylation, and mislocalization which contribute to RGC dysfunction and subsequent death.