Une nouvelle voie d’immunomodulation, l’induction de l’arginase par les trypanosomes chez leurs hôtes, a été identifiée et caractérisée. Pour éviter la réponse cytotoxique de l’activation « classique » M1 des macrophages et bénéficier de leur activation « alternative » M2, les parasites induisent l’arginase, qui produit la L-ornithine, indispensable à leur développement. Cette voie d’immunomodulation mise en évidence chez la souris infestée par son parasite naturel, Trypanosoma musculi, est également présente dans d’autres trypanosomoses, en particulier la trypanosomose humaine africaine (THA). Une augmentation de l’arginase, retrouvée dans le sérum de patients trypanosomés, se normalise après un traitement efficace. T. brucei gambiense, parasite de l’homme, induit l’arginase au niveau des macrophages murins et des leucocytes humains. T. lewisi, parasite du rat, induit également l’arginase. Au cours de leur longue coévolution avec leurs hôtes, les trypanosomes extracellulaires ont sélectionné un procédé favorisant leur croissance, l’induction de l’arginase, par des facteurs d’excrétion/sécrétion. Nous avons produit un anticorps monoclonal dirigé contre ce facteur inducteur. Il bloque l’induction de l’arginase par T. musculi in vitro et in vivo. Chez la souris infectée, son injection diminue considérablement la parasitémie. Il a permis l’identification du facteur inducteur, une kinésine orpheline. Cet anticorps, inhibant l’induction de l’arginase par différents trypanosomes, reconnaîtrait une région conservée de la kinésine induisant l’arginase. Cette kinésine se lie à des récepteurs de la membrane des macrophages. In vitro, l’addition de mannose à des co-cultures macrophages-parasites bloque l’induction de l’arginase et la multiplication des parasites. Chez la souris infestée par T. musculi, l’injection de mannose diminue la parasitémie, qui est également réduite chez les souris Mrc1-/-, KO pour le récepteur mannose. L’utilisation de molécules ciblant la voie inductrice de l’arginase et/ou ce récepteur peut représenter une nouvelle approche thérapeutique dans les trypanosomoses. / Arginase induction, a mechanism of immunomodulation elaborated by trypanosomes has been identified. To avoid cytotoxic classical M1 macrophage activation, trypanosomes induce alternative M2 macrophage activation, which leads to L-ornithine production, essential for parasite growth. This immunomodulation pathway has been evidenced in a natural murine trypanosomiasis provoked by Trypanosoma musculi. This mechanism is also evidenced in human African trypanosomiasis (HAT). An increase in serum arginase is measured in HAT patients. A return to normal values is obtained after an efficacious treatment. Trypanosoma brucei gambiense, the causative agent of HAT, induces arginase in mouse macrophages and human leucocytes. T. lewisi, a rat parasite, also induces macrophage arginase.During host-parasite co-evolution, extracellular trypanosomes have selected a growth promoting mechanism, macrophage arginase induction by excreted secreted factor (ESF). We have produced a monoclonal antibody which inhibits trypanosome-induced arginase. This antibody blocks in vitro and in vivo T. musculi-induced arginase. Its injection into infected mice provokes a decrease in parasite load. This monoclonal antibody has allowed the identification of an orphan kinesin as the arginase inducing factor. The arginase inducing region of kinesin seems conserved among extracellular trypanosomes. Kinesin binds to macrophage membrane receptors. In vitro, addition of mannose to macrophage-parasite cocultures blocks arginase induction and parasite multiplication. Mannose injection decreases parasite load in infected mice. Compared to WT mice, parasite load is highly reduced in infected Mrc1 -/- KO mice. In trypanosomiasis, molecules targeting arginase pathway and/or mannose receptor, highly conserved in evolution, might represent new therapeutic approaches.

L’une des caractéristiques électrophysiologiques majeure de la maladie de Parkinson est l’émergence de bouffées de potentiels d’action au niveau du noyau sous-thalamique (NST). Des travaux récents menés in vitro ont soulevé l’hypothèse de l’implication des récepteurs dopaminergiques D5 (RD5) dans la genèse de cette activité pathologique. Nous avons mis en évidence que les RD5, seuls récepteurs D1-like exprimés au niveau du NST, présentent une activité constitutive in vivo, et que celle-ci est bloquée par l’injection locale d’a-flupentixol. Le blocage de cette activité intrinsèque d’une part, améliore le comportement locomoteur d’animaux rendu hémiparkinsonien, et d’autre part réduit la tendance des neurones du NST à décharger en bouffées in vivo et in vitro, signature physiopathologique de la maladie de Parkinson. L’ensemble de ces données souligne le rôle clé des RD5 dans la physiopathologie de la maladie de Parkinson, ce qui ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques… Outre cette propriété d’agoniste inverse des RD5, l’a-flupentixol est connu pour ses propriétés antipsychotiques en tant qu’antagoniste des RD2. C’est pourquoi lorsqu’il est injecté de façon systémique il induit des troubles moteurs et une catalepsie caractérisés de syndrome extrapyramidaux, même chez les animaux contrôles. Les mécanismes électrophysiologiques qui sous-tendent cet état cataleptique n’ayant jamais été étudié auparavant, nous avons mis en évidence que l’administration, par voie intra-péritonéale, d’a- flupentixol induit des changements drastiques de l’activité électrique au sein du réseau des ganglions de la base. En effet, nous avons observé une augmentation de la fréquence de décharge des neurones du globus pallidus et une diminution de celle-ci au niveau du NST et de la substance noire pars reticulata, accompagnée d’une désorganisation de l’activité électrique au niveau de ces deux noyaux. Cette étude offre une vue d’ensemble sur les mécanismes électrophysiologiques à l’origine des effets secondaires extrapyramidaux induits par les antipsychotiques, et souligne le caractère fondamental de la désorganisation de l’activité électrique des ganglions de la base dans les troubles moteurs. / Burst-firing in the subthalamic nucleus (STN) is a hallmark of Parkinson’s disease. Previous in vitro studies have raised the hypothesis of the involvement of dopamine D5 receptor (D5R) in the genesis of this pathological activity. Here we have shown that D5R exert a constitutive activity in vivo, which can be blocked by local application of a-flupentixol. Blockade of this intrinsic activity improved locomotor behaviour in an animal model of Parkinson’s disease and alleviate burst-firing of STN neurons both in vitro and in vivo. Taken together, these results highlight the key role play by local D5R in the pathophysiology of Parkinson’s disease and open the way to new pharmacological treatment of the disease… In addition to this property D5R inverse agonist, a-flupentixol is known for its antipsychotic properties as a D2R antagonist. Therefore, when injected systemically, it induced motor disturbances and catalepsy characterized as extrapyramidal motor side-effects. The electrophysiological mechanisms underlying this cataleptic state had never been studied before. Here we have demonstrated that the intra-peritoneal administration of a-flupentixol induced dramatic changes in the electrical activity of the basal ganglia network. Indeed, we observed an increase in firing rate of globus pallidus neurons and a decrease in both STN and substantia nigra pars reticulata, accompanied by a disorganisation of the electrical activity of these two nuclei. This study provides an overview of the electrophysiological mechanisms underlying extrapyramidal motor side-effects induced by antipsychotics, and stresses the fundamental nature of the disorganisation of the electrical activity in the basal ganglia network as a source of movement disorders.

Au delà des symptômes moteurs classiques de la maladie de Parkinson (MP), d'autres troubles comportementaux, émotionnels, ou cognitifs sont fréquemment observés chez le patient parkinsonien. L'apathie, définie comme une réduction des comportements motivés, est l'un des troubles neuropsychiatriques les plus souvent rapportés en clinique, en particulier chez les patients traités par stimulation haute fréquence du noyau sous-thalamique. De nombreuses données récentes ont permis de suggérer que la résurgence de l'état apathique chez ces patients stimulés pourrait être liée à la diminution du traitement dopaminergique. Plus précisément, il semble que ce déficit motivationnel puisse s'expliquer, au moins en partie, par un hypofonctionnement affectant le système dopaminergique. En se basant sur des approches de lésions sélectives, partielles et bilatérales des neurones dopaminergiques du mésencéphale, notre laboratoire a récemment développé un modèle animal chez le rat reproduisant un déficit motivationnel pouvant s'apparenter à l'apathie parkinsonienne. L'objectif de ce travail doctoral a été d'élucider les mécanismes neurobiologiques qui sont à l'origine de l'apparition du déficit motivationnel observé dans ce modèle animal (rat 6-OHDA SNc). Dans une première partie, en utilisant la microdialyse intracérébrale, nous avons analysé les modifications neurochimiques induites par les lésions mésencéphaliques réalisées, au sein de différents territoires cibles (le noyau accumbens ou N.Acc et le striatum dorsolatéral ou DLS) des projections dopaminergiques ascendantes. Nous avons ainsi pu montrer que le DLS est affecté par une situation d'hypodopaminergie chez les rats 6-OHDA SNc. Dans une deuxième partie expérimentale, nous avons étudié les modifications d'expression du transporteur de la dopamine et des récepteurs D1, D2 et D3 (RD3), au niveau du mésencéphale et des territoires de projections dopaminergiques. Cette étude autoradiographique nous a permis de mettre en évidence une diminution d'expression des RD3 qui concerne spécifiquement le DLS chez les rats 6-OHDA SNc. Enfin, dans une troisième partie, nous avons utilisé des approches de micro-injections in situ avec des antagonistes dopaminergiques sélectifs, qui nous ont permis de caractériser le rôle fonctionnel des RD3 au sein du striatum dorsal (DLS et striatum dorsomédian) et du N.Acc dans les comportements motivés. Les données pharmaco-comportementales que nous avons obtenues suggèrent une implication centrale de la neurotransmission médiée par les RD3 dorsostriataux dans les processus motivationnels qui sous-tendent le phénotype apathique observé dans notre modèle animal. Au total, les données obtenues au cours de ce travail doctoral confirment l'implication de la voie dopaminergique nigro-striée, et en particulier du DLS, dans la physiopathologie des troubles apathiques. De plus, cette étude a permis d'identifier les RD3 comme une cible thérapeutique intéressante pour améliorer les troubles motivationnels de la MP. / Beyond the classical motor symptoms of Parkinson's disease (PD), behavioural, emotional or cognitive impairments are also commonly observed in PD patients. Apathy, which is defined as a decrease in motivated behaviours, is one of the most frequently reported neuropsychiatric symptom in PD, especially in patients with high frequency stimulation of the subthalamic nucleus. A growing body of data suggests that the resurgence of an apathetic state in these stimulated patients may be linked, at least in part, to a dopaminergic hypofunction. Through neurotoxic selective, partial and bilateral lesion-based approaches of mesencephalic dopaminergic neurons, we recently developed in the laboratory an experimental model in the rat of motivational deficits that are reminiscent of the Parkinsonian apathy. The aim of this thesis was to better understand the neurobiological mechanisms underlying the motivational deficits observed in this animal model (6-OHDA-SNc rats). In a first part, we have investigated, with intracerebral microdialysis, the neurochemical alterations induced by our lesional approach of the main projection territories of the mesencephalic dopaminergic neurons, namely the nucleus accumbens (N.Acc) and the dorsolateral striatum (DLS). Hence, we have confirmed the presence of a hypodopaminergic state within the DLS, in our 6-OHDA-SNc experimental model. Next, we have studied the modifications of dopamine transporter and D1, D2 and D3 receptors (D3R) expression in different mesencephalic and striatal sub-regions. In this autoradiographic study, we have found a specific decrease in D3R levels within the DLS of 6-OHDA-SNc rats. Lastly, in a third part, we set out to determine the functional implication of D3R in motivated behaviors, with in situ microinjections of selective dopaminergic receptor subtype antagonists within the DLS, the dorsomedial striatum and the N.Acc. The psychopharmacological data obtained, suggest a central role of dorsostriatal D3R-mediated neurotransmission in the motivational processes that underlie the apathetic-like phenotype observed in our model. Finally, the data obtained during this doctoral work confirm the implication of the nigrostriatal dopaminergic pathway, and particularly of the DLS, in the pathophysiology of apathy. Moreover, we identified the D3R as a potential interesting target for treating motivational impairments in PD.

No description available.

It is well established that the 17-estradiol is involved in the development and homeostasis of reproductive and extra-reproductive tissues, particularly the mammary gland. Estradiol classically binds to Estrogen Receptor (ERα), which is a member of the nuclear receptor superfamily. ER mediates nuclear (transcription) and plasma membrane (signaling) ERα function. Interestingly, the membrane initiated steroid signaling (MISS) required a post translational modification of the receptor: palmitoylation of the human Cys-447 or the murine Cys-451 counterpart. The main objectives of my PhD thesis were to decipher the physiological role of membrane ERα in mammary gland development and to understand how the membrane ER signaling impact breast cancer. To do so, we used the transgenic mouse model C451A-ER in which the single point mutation (C451A) was introduced to abolish palmitoylation of ER (membrane addressing signal). We demonstrate that the point mutation of the palmitoylation site of ER alters the paracrine signaling of luminal epithelial cells and by consequence the repopulation properties of the mammary stem cells. We also studied the involvement of the membrane effects of the Estrogen Receptor ERα in the 17β-estradiol response dose of the mammary gland. Finally, by breeding the C451A-ER mice with the widely used transgenic mice model of tumorigenesis (PyMT), we provide the first evidence that the membrane ERα influences tumorigenesis. These findings pave the way on an unexpected role of non-genomic function of ERα in the mammary gland physiology and physiopathology. / It is well established that the 17-estradiol is involved in the development and homeostasis of reproductive and extra-reproductive tissues, particularly the mammary gland. Estradiol classically binds to Estrogen Receptor (ERα), which is a member of the nuclear receptor superfamily. ER mediates nuclear (transcription) and plasma membrane (signaling) ERα function. Interestingly, the membrane initiated steroid signaling (MISS) required a post translational modification of the receptor: palmitoylation of the human Cys-447 or the murine Cys-451 counterpart. The main objectives of my PhD thesis were to decipher the physiological role of membrane ERα in mammary gland development and to understand how the membrane ER signaling impact breast cancer. To do so, we used the transgenic mouse model C451A-ER in which the single point mutation (C451A) was introduced to abolish palmitoylation of ER (membrane addressing signal). We demonstrate that the point mutation of the palmitoylation site of ER alters the paracrine signaling of luminal epithelial cells and by consequence the repopulation properties of the mammary stem cells. We also studied the involvement of the membrane effects of the Estrogen Receptor ERα in the 17β-estradiol response dose of the mammary gland. Finally, by breeding the C451A-ER mice with the widely used transgenic mice model of tumorigenesis (PyMT), we provide the first evidence that the membrane ERα influences tumorigenesis. These findings pave the way on an unexpected role of non-genomic function of ERα in the mammary gland physiology and physiopathology.

Objectifs : Les Récepteurs Couplés aux Protéines G (RCPG) constituent une grande famille ubiquitaire. Leur structure est caractérisée par sept hélices transmembranaires. Les déformations de ces hélices jouent un rôle majeur dans l’activation de ces récepteurs. La plupart de ces déformations sont liées à la présence de prolines conservées. Cependant, les prolines de l’hélice 2 et 5 des RCPG ne sont pas systématiquement présentes. De plus, la position de la proline dans l’hélice 2 est variable (2.58, 2.59 ou 2.60). Nous nous intéressons aux rôles des prolines des hélices 2 et 5 dans l’activation de deux RCPG : le récepteur de la thyrotropine (TSHR) et le récepteur 2 de la vasopressine (V2R). Méthodes : pour le TSHR et le V2R, nous concevons et caractérisons des mutants pour chaque position conservée de la proline dans l’hélice 2 et/ou 5, ainsi que des mutants sans proline. Résultats : Les mutants du TSHR n’ont pas le même comportement en termes d’expression, de glycosylation ou d’activité. La position la mieux tolérée, 2.59, nous permet de rapprocher le TSHR des récepteurs avec une proline en position 2.59 qui possèdent un renflement dans l’hélice 2. Pour l’hélice 5, les données expérimentales couplées à l’analyse des séquences et la modélisation moléculaire suggèrent une structure non renflée. Pour le V2R, le changement de position de la proline de l’hélice 2 est plus délétère que l’absence de proline dans cette hélice. La proline de l’hélice 5 est indispensable pour l’activité de ce récepteur. Conclusion : Les données obtenues sur le TSHR permettent de proposer un modèle avec une hélice 2 renflée et une hélice 5 non renflée et d’améliorer la modélisation de la cavité interne de ce récepteur, ce qui est essentiel pour le drug design. L’étude du V2R permet de proposer un modèle évolutif de ce récepteur et met en évidence sa spécificité par rapport à des récepteurs proches. / Objectives : Class A G-Protein-coupled receptors (GPCRs) constitute a large family of transmembrane receptors. Helical distortions play a major role in the overall fold and in the activation mechanism of these receptors. Most distortions are related to the presence of conserved proline residues. However, in helices TM2 and TM5, the presence of proline is not mandatory and the correlated mutation of these proline residues is observed in several GPCR sub-families. In addition, the position of the TM2 proline is variable (2.58 to 2.60). We are interested in the role of the TM2 and TM5 proline residues in the folding and activation mechanism of two GPCRs : the thyrotropin receptor (TSHR) and the vasopressin receptor type 2 (V2R). Methods : For both receptors, we engineered and characterized mutants with proline residues at different positions in TM2 and/or at position 5.50 in TM5, and without proline. Results : The expression, the glycolysation or the activity of TSHR mutants are differentially altered by changes in the proline pattern. The “best” mutant, TSHR P2.59, is consistent with a bulged structure for TM2. Experimental data in addition to sequences analysis and modeling suggest an unbulged structure for TM5. For V2R, the absence of proline in TM2 is better tolerated than ashift in the position. The TM5 proline is mandatory for the receptor activation. Conclusion : We suggest a model for TSHR with a bulged TM2 and an unbulged TM5. This should improve the modeling of the transmembrane cavity, which is fundamental for drug design. Our results on V2R suggest an evolutionary model for this receptor and enlighten its specificity compared to nearby receptors.

Ce travail s’intéresse aux transmissions ultralarge bande (ULB) dans les réseaux sans fils. La diversité spatiale est introduite par l’utilisation du système multiple-input multiple-output (MIMO) comme une technique efficace pour lutter contre l’évanouissement dû aux trajets multiples dans les communications sans fils. Mais, souvent l’intégration d’antennes multiples au niveau de l’émetteur ou du récepteur est coûteuse. Comme alternative, nous proposons d’utiliser la diversité coopérative qui garantit des gains de diversité spatiale en exploitant les techniques MIMO traditionnelles sans avoir besoin d’antennes multiples. L’objectif est d’introduire la diversité coopérative aux systèmes de transmission ULB. Nous considérons deux techniques d’accès multiple avec des schémas de modulation différents (time hopping pulse position modulation TH-PPM et direct sequence binary phase shift keying DSBPSK) avec le protocole de coopération decode-and-forward (DF). Nous utilisons le récepteur Rake afin d’exploiter la diversité de trajet multiple et analysons les statistiques de variable de décision à la sortie de ce récepteur. Nous présentons des résultats de simulation de la performance en termes de taux d’erreur binaire (TER) du système étudié sous différents canaux UWB compte tenu de la norme IEEE 802.15.4a. Ces résultats montrent que la coopération avec des relais améliore significativement les performances de transmission ULB, et que le gain de diversité augmente proportionnellement avec le nombre de relais. En présence d’IAM, la performance du système se dégrade de manière significative, mais l’avantage de la coopération est encore modérément efficace. La performance dans ce cas est limitée en termes de diversité achevée parce que le canal entre la source et le relais en présence d’IAM devient moins favorable. C’est pourquoi nous proposons d’utiliser la technique de sélection d’antenne au relais afin d’améliorer la fiabilité du canal source-relais. Cette solution permet d’améliorer la performance grâce au gain de la diversité d’antennes multiples disponibles au relais toute en n’utilisant qu’une seule chaîne radiofréquence (RF), qui conduit à une réduction des coûts et de la complexité. / This work focuses on the ultra wideband (UWB) transmission in wireless networks. Spatial diversity is introduced by the use of multiple-input multiple-output (MIMO) system as an effective technique to overcome multipath fading in wireless communications. But the integration of multiple antennas at the transmitter or receiver is often costly. As an alternative, we propose to use the cooperative diversity that provides spatial diversity gains by exploiting the traditional MIMO techniques without the need for multiple antennas. The objective is to introduce cooperative diversity to UWB transmission systems. We consider two multiple access techniques with different modulation schemes (time hopping pulse position modulation TH-PPM and direct sequence binary Phase Shift Keying DS-BPSK) with the cooperation protocol decode-and-forward (DF). We use the Rake receiver to exploit multipath diversity and analyze the decision variable statistics at the output of the receiver. We present simulation results of the BER performance of the proposed system under different UWB channel given the IEEE 802.15.4a standard. Our results show that the cooperation with the relay significantly improves the performance of UWB transmission, and that the diversity gain increases with the number of relays. In the presence of MAI, the overall system performance degrades significantly, but the benefit of cooperation is still moderately effective. The performance in this case is limited in terms of attainable diversity that the source-relay link becomes worse when MAI is present. That is why we propose to use antenna selection at the relay receiver in order to improve the reliability of the source-relay link. This solution is shown to improve the performance by exploiting the diversity of the available antennas at the relay, while using a single Radio Frequency (RF) chains. This leads to reduced cost and complexity.

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) constituent l'une des plus grandes familles de gènes du génome des mammifères. Ils sont impliqués dans la plupart des processus physiologiques et physiopathologiques ce qui en a fait des cibles thérapeutiques de choix. GPR158 est un récepteur orphelin, dont on ne connaît pas de ligand, de la classe C des RCPG. Il partage 20% d'identité de séquence entre son domaine transmembranaire (TM) et celui du récepteur GABAB mais son domaine N-terminal est dépourvu du domaine Venus Flytrap (VFT), le domaine de liaison du ligand caractéristique des RCPG de la classe C, ce qui suggère que cette protéine a développé un autre mode de liaison de son ligand endogène (s'il existe). GPR158 est exprimé majoritairement au niveau du cerveau. De manière intéressante, son expression a été aussi décrite, dans des cribles à plus ou moins grande échelle, comme étant associée ou modifiée dans différentes conditions pathologiques dont 50% sont des maladies cancéreuses.À ce jour, on ne connait ni la fonction physiologique, ni les voies de signalisation de GPR158. Dans un premier temps, notre objectif était de comprendre la fonctionnalité de GPR158 en cherchant une activité constitutive de ce récepteur ou en essayant de générer des mutants, des récepteurs tronqués ou des récepteurs chimériques constitutivement actifs. Jusqu'à présent, nous n'avons pas réussi à avoir un récepteur actif, malgré les résidus des boucles intracellulaires et des domaines TM importants pour le couplage aux protéines G et pour l'activation des autres RCPG, qui sont conservés dans GPR158. Ce qui suggère que ce récepteur pourrait ne pas avoir une signalisation en lui même, et il régulerait ainsi l'activité d'autres RCPG. Dans le cas inverse, GPR158 aurait un mode de signalisation très original qui reste à découvrir. Puis nous avons cherché à comprendre le rôle physiologique lié aux trois motifs VCPWE, que nous avons identifiés au niveau du domaine C-terminal (C-ter), très long, de ce récepteur. Ces motifs sont bien conservés chez les différentes espèces et joueraient ainsi des rôles fonctionnels importants. À ce sujet, nous avons montré que le troisième motif s'associe spécifiquement avec la sous-unité Gαo, probablement activée, des protéines G. Et nous avons également identifié, un site d'interaction d'un régulateur de l'activité des protéines G, RGS7, au niveau du domaine C-ter de GPR158, en amont des motifs. Vu que Gαo est le substrat de RGS7, nous suggérons que Gαo lierait en même temps le domaine RGS de la protéine RGS7, et ils formeraient ainsi avec GPR158 un complexe de régulation de l'activité du récepteur orphelin ainsi que d'autres RCPG présents dans le nano-environnement de GPR158. Enfin, afin de mieux comprendre la fonction et les possibles voies de signalisation de GPR158, une analyse protéomique des complexes multi-protéiques bâtis autour du domaine C-ter de GPR158, a été menée. Après purification du récepteur orphelin et des protéines associées par immunoprécipitation, l'identification par spectrométrie de masse des protéines présentes a permis d'identifier 6 nouveaux partenaires potentiels. Parmi eux, quatre protéines, p53, PPM1G, Sgt1 et SIRT1, sont des régulateurs du facteur de transcription suppresseur de tumeur p53, et deux protéines, SIRT1 et TRIM58, sont impliquées dans le processus de vieillissement cellulaire. Par conséquent, une implication dans la transcription, la régulation du cycle cellulaire, la réparation de l'ADN, la prolifération, l'apoptose, la tumorigenèse et le vieillissement, du récepteur orphelin GPR158 peut être envisagée. / G protein-coupled receptors (GPCR) are known to form the largest family of cell communication proteins, and to participate to all functions of the body, making them high potential therapeutic targets. However, lots of these proteins are still orphan receptors, for which no ligand, neither function have been described, although some could be of very high interest, like GPR158, a class C orphan GPCR. The seven transmembrane domain (7TM) of this orphan receptor was related to class C GPCR (GPR158 and GABAB share 20% sequence identity in the TM core region) but its N-terminal domain was not homologous to the typical Venus Flytrap (VFT) known to bind the ligands in most of class C receptors. Which suggests that GPR158 has developed different ligand binding mode. GPR158 is expressed mainly in the brain. Interestingly, the expression of this receptor has been found in many cells and tissues to be potentially regulated in pathological conditions, of which 50% are cancerous diseases. We thus intended to decipher its cellular function and partners, to understand its potential physiological and physiopathological roles. Initially, our goal was to determine the functionality of GPR158, and the possible signaling and cellular mechanisms it was involved in, by looking for some constitutive activity for this orphan GPCR, in the absensce of any ligand. Curiously, we could not detect any G protein coupling, like constitutive G protein stimulation by overexpression of wild type, mutated, truncated and chimeric receptors. This despite the residues of intracellular loops and TM domain, important for the G protein coupling and for the activation of other GPCR, which are conserved in GPR158. This suggests that GPR158 in itself might not have a signalization, and thus it would regulate the activity of other GPCR. Alternatively, GPR158 would have an original way of signaling to be discovered with more sophisticated techniques.Then, we tried to understand the role of three VCPWE specific motifs that we have identified at the long C-terminal (C-ter) domain of GPR158. These motifs are well conserved among different species and thus would play important functional roles. Therefore, we have shown that the third motif indeed binds G protein alpha o subunit, likely in active state. Interestingly, we have also shown that RGS7 that deactivated alpha o, interacts constitutively with the C-terminal domain of GPR158 upstream of VCPWE motifs. Thus, RGS7 would regulate the alpha subunit association with GPR158. Hence, GPR158 would act as a signaling regulatory platform, controlling G protein pathways by binding active alpha subunit and RGS7. This would be of great importance as a local signaling regulatory mechanism. Finally, to better understand the function and possible signaling pathways of GPR158, a proteomic analysis of multi-protein complexes built around the C-ter domain of GPR158, was conducted. After purification of the orphan receptor and its associated proteins by immunoprecipitation, the identification by mass spectrometry of GPR158 interacting proteins led to the identification of six potential new partners. Among them, four proteins, p53, PPM1G, SGT1 and SIRT1, are regulators of the p53 tumor suppressor protein widely known for its role as a transcription factor that regulates the expression of stress response genes, and two proteins, SIRT1 and TRIM58 are involved in cellular aging process. Therefore, GPR158 could be involved in transcription, cell cycle regulation, DNA repair, proliferation, apoptosis, tumorigenesis and cell aging.

Les nouveau-nés (enfants, ruminants) sont particulièrement sensibles à l’infection intestinale par le parasite Cryptosporidium parvum car leur système immunitaire est encore en cours de développement. Peu de solutions de contrôle existent à ce jour. Il n’existe pas de vaccin et seule une molécule l’Halocur™ possède une AMM pour les veaux mais l’utilisation du traitement est contraignante et il peut présenter une toxicité pour l’animal. Le développement de nouvelles alternatives immunoprophylactiques requiert de mieux comprendre les mécanismes immunitaires mis en jeux lors de l’infection. L’immunité innée joue un rôle prépondérant pour le contrôle de la phase aigüe de l’infection et nous avions montré au laboratoire que les phagocytes mononucléés CD11c+ sont des acteurs déterminant dans le processus protection. Lors de cette thèse nous avons confirmé le rôle des cellules dendritiques (DC) CD103+ en utilisant des souriceaux BatF3-/- chez qui le développement des deux sous-populations CD103+CD11b+ et CD103+CD11b- est altéré au niveau intestinal ce qui rend les animaux beaucoup plus sensibles à l’infection. / Newborns (children, ruminants) are particularly susceptible to intestinal infection by the parasite Cryptosporidium parvum because their immune system is still developing. To date, parasite control methods are limited. There is no vaccine and the only molecule which possess a marketing authorization for calves, Halocur ™, presents toxicity at 2 times the therapeutic dose. The development of new immunoprophylactic methods requires better understanding of the immune mechanisms occurring during infection. Innate immunity plays a major role in controlling the acute phase of infection and we previously demonstrated in the laboratory that intestinal mononuclear phagocytes CD11c+ are key players in the protection process. In this thesis, we confirmed the role of dendritic cells (DC) CD103+ using mice BatF3-/- in which the development of the two DC subsets CD103+CD11b+ and CD103+CD11b- is altered in the intestine making these animals more susceptible to infection. This high susceptibility can be partially mitigated by preventive administration of IL-12 to Batf3-/- neonatal mice. Batf3-/- adult mice which are only deficient for the CD103+CD11b- DC subset were transiently susceptible to infection in contrast to conventional mice that are highly resistant.

Le syndrome hémolytique et urémique atypique (SHUa) est une microangiopathie thrombotiquecomplément-dépendante dont l'atteinte majoritairement rénale reste, à ce jour, incomprise.L'objectif de ce travail était d'améliorer la compréhension de ce tropisme d’organe au moyen dedeux axes d'étude : i) la susceptibilité de l'endothélium glomérulaire à l'hémolyse, celle-ci étant à la fois la conséquence des microthromboses dans le SHUa et un amplificateur de la voie alterne du complément via l'hème libre, molécule issue des globules rouges lysés ; ii) le rôle potentiel du récepteur aux produits de glycation avancés ou RAGE. Ce récepteur membranaire aux fortes propriétés pro inflammatoires et pro thrombotiques a en effet été impliqué dans de nombreuses pathologies rénales, et sa liaison au C3a - anaphylatoxine libérée dans l'activation du complément - a été rapportée par une équipe.La première partie de ce travail a visé à expliquer la vulnérabilité de l'endothélium glomérulaire sous l'effet d'une hémolyse. Nous avons étudié plusieurs types de cellules endothéliales exposées +/- à l'hème, et mis au point un modèle murin traité par de l'hème. En conditions hémolytiques, plusieursfacteurs pouvant participer à cette susceptibilité endothéliale glomérulaire ont ainsi été mis en avant: i) une moindre liaison du facteur H, principal régulateur du complément, à sa surface ; ii) une faible expression de la thrombomoduline, protéine de la coagulation et régulatrice du complément ; iii) une faible expression de l'enzyme principale de dégradation de l'hème, l'hème-oxygénase 1. Ces deux derniers points étaient rattachés à une faible induction endothéliale glomérulaire de leurs facteurs de transcription, KFL2 et KLF4.La seconde partie de ce travail s'est concentrée sur le RAGE. N'ayant pas réussi à reproduire l'interaction RAGE/C3a, nous avons exploré l'hypothèse d'une liaison du RAGE à l'hème. En effet, le seul récepteur endothélial connu jusqu'à présent est le Toll Like Receptor 4 (TLR4), qui partage plusieurs ligands communs avec le RAGE (LPS - lipopolysaccharide, HMGB1 - high–mobility group box1). Nous avons découvert que le RAGE était un récepteur de l'hème, et identifié que le site de liaisonse trouvait sur le domaine V. A l'aide d'un modèle murin invalidé pour le RAGE et traité +/- par l'hème, nous avons mis en évidence que : i) l'invalidation de RAGE avait un effet protecteur en cas d’exposition à l'hème, marqué par une diminution de l'expression de gènes de l'inflammation (IL1β,TNFα) et du facteur tissulaire au niveau pulmonaire, organe exprimant le plus fortement RAGE ; ii)l'hème activait la phosphorylation des voies ERK1/2 et Akt via le RAGE.Par ces travaux, nous avons précisé les liens entre activation du complément, hémolyse et susceptibilité endothéliale glomérulaire dans le SHUa. Parallèlement, nous avons identifié le RAGE comme un nouveau récepteur à l'hème, dont la liaison à ce récepteur activerait différentes voies designalisation de l'inflammation. Le contrôle de l'hème et du RAGE pourrait ainsi constituer de nouvelles voies thérapeutiques dans le SHUa et les maladies hémolytiques. / The atypical haemolytic uremic syndrome (aHUS) is a thrombotic microangiopathy of which the predominantly renal damage remains, to date, misunderstood. The aim of this work was to improve the understanding of this organ tropism by two axes of study: i) the susceptibility of the glomerular endothelium to hemolysis, which is the consequence of microthrombosis in aHUS, and also an complement pathway enhancer via free heme, hemoglobin-mediated hemolysis molecule, ii) the potential role of the receptor for advanced glycation end products, RAGE. Indeed, RAGE is described as an endothelial receptor with high proinflammatory and prothrombotic potential, involved in many kidney diseases; a team also reported that it was a receptor for the C3a molecule, anaphylatoxin released in complement activation.The first part of this work aimed to explain the vulnerability of the glomerular endothelium under the effect of hemolysis. We studied several types of endothelial cells exposed +/- to heme, and developed a murine model treated with heme. In hemolytic conditions, several factors that could participate in the endothelial glomerular susceptibility have been put forward: i) less binding of factor H, the main complement regulator, on its surface; ii) low expression of thrombomodulin, coagulation protein and complement regulator; iii) low expression of heme-oxygenase 1, the main heme degradation enzyme. These last two points were related to low induction, on glomerular endothelial cells, of transcription factors, KFL2 and KLF4.The second part of this work focused on RAGE. Having failed to reproduce the RAGE / C3a interaction, we explored the hypothesis of a linkage of RAGE to heme. Indeed, the only known endothelial receptor is Toll Like Receptor 4 (TLR4), which shares several common ligands (LPS - lipopolysaccharide, HMGB1 - high-mobility group box 1). We found that RAGE was a heme receptor, and identified that the binding site was on domain V. Using a mouse model knock out for RAGE and treated +/- with heme, we demonstrated that i) the invalidation of RAGE had a protective effect in case of exposure to heme, marked by a decrease in the expression of genes of inflammation (IL1β; TNFα; and tissue factor) at the pulmonary level, organ expressing most strongly RAGE, ii) the heme is an activator or the phosphorylation of ERK1 / 2 and Akt pathways via RAGE.Through this work, we have clarified the links between complement activation, hemolysis and glomerular endothelial susceptibility in aHUS. At the same time, we have identified RAGE as a new heme receptor, whose RAGE/heme bindind would activate different signaling pathways for inflammation. The control of heme and RAGE could constitute new therapeutic pathways in the aHUS, and hemolytic diseases.