Quelque soit le type de dégénérescences rétiniennes, les cellules photoréceptrices à l'origine de la genèse du signal lumineux, meurent par un mécanisme commun : l'apoptose. Au laboratoire, nous avons mis en évidence que l'inhibition de la caspase-3, une caspase effectrice de l'apoptose, permet de réduire l'apoptose des cellules photoréceptrices (Perche et al. 2007). Dans la continuité de ces résultats, le but de nos travaux de thèse est d'identifier les molécules impliquées en amont de la caspase-3. Pour mener à bien notre projet, nous avons utilisées un modèle expérimentale de dégénérescence rétinienne induite par une exposition à la lumière (modèle de photodégénérescence rétinienne). Les atteintes rétiniennes sont quantifiées par : l'électrorétinographie in-vivo permettant d'évaluer la fonction rétinienne, l'histologie pour l'analyse morphométrique de la rétine aux quelles sont associés des dosages enzymatiques. Ainsi, nous avons montré que l'injection d'un inhibiteur de la caspase-12 à 0,4 ou à 0,8 mM, de la caspase-9 à 0,2 ou à 0,4 mM, ou de la caspase-8 à 0,2 mM, injecté dans le vitré n'a aucun effet toxique sur la rétine et n'a aucun effet protecteur contre l'apoptose des cellules photoréceptrices induites par la lumière. Ces résultats suggèrent que les caspases-8, 9 et 12 ne sont pas impliquées dans l'activation de la caspase-3 et donc dans l'initiation de l'apoptose des photorécepteurs induite par la lumière. Toutefois, après injection dans le vitré, les inhibiteurs inhibent leur cible respective uniquement transitoirement. Par conséquent, pour pouvoir conclure sur le rôle de ces caspases dans le processus dégénératif, il faudrait pouvoir inhiber les caspases de façon plus persistante. Il serait donc intéressant de reproduire des expérimentations similaires en augmentant la concentration de l'inhibiteur injecté ou en réduisant le délai entre l'injection de l'inhibiteur et l'induction du stress. De plus, la caspase-3 peut être activée indépendamment des caspases initiatrices, comme par exemple : les céramides, les cathepsines et les calpaïnes. / No abstract available

L’[alpha]-casozépine, décapeptide issu de l’hydrolysat trypsique de la caséine [alpha]s1, possède in vitro une affinité pour le site benzodiazépine des récepteurs GABAA centraux (Lecouvey et al., 1997 ; Miclo et al., 2001). Des résultats attestent du potentiel anxiolytique de ce décapeptide seul ou au sein de son hydrolysat, in vivo, en administration intrapéritonéale et per os chez le rat Wistar (Guesdon et al., 2006 ; Miclo et al., 2001 ; Violle et al., 2007) et chez l’Homme en administration orale (Kim et al., 2007 ; Messaoudi et al., 2005). Pour déterminer la sensibilité de l’[alpha]-casozépine à différentes attaques protéolytiques, des cinétiques d’hydrolyses gastriques, pancréatiques et intestinales, ont été réalisées in vitro avec les enzymes et systèmes enzymatiques suivants ; pepsine, trypsine, [alpha]-chymotrypsine, CorolasePP®, vésicules membranaires de bordure en brosse d’entérocytes de rats et épithélium entérocytaire reconstitué par les cellules de la lignée Caco-2. Pour chacune des conditions d’hydrolyses étudiées, l’ensemble des fragments peptidiques libérés ont été séparés par chromatographie liquide haute performance en phase inversée et caractérisés par spectrométrie de masse. Ces analyses mettent en évidence la résistance partielle de l’[alpha]-casozépine à certaines enzymes et systèmes enzymatiques. L’hydrolyse pepsique de l’[alpha]-casozépine libère notamment deux fragments : 91YLGYLEQ97 et 91YLGYL95, nommés F97 et F95 qui s’avèrent être plus résistants que [alpha]-casozépine à certaines enzymes employées. Ainsi pour permettre une meilleure compréhension de la relation entre la structure de l’[alpha]-casozépine et la fonction benzodiazépine mimétique obtenu in vivo, ces peptides tronqués dans leur partie carboxy-terminale ont été testés in vivo chez le rat Wistar en injection intrapéritonéale. Ils s’avèrent être également détenteurs d’activité anxiolytique. Cependant aucun transfert de l’[alpha]-casozépine et des fragments F97 et F95 n’a pu être observé au travers de l’épithélium entérocytaire reconstitué par le modèle cellulaire de la lignée Caco-2 et ce malgré les différentes conditions de cultures et d’analyses testées / [alpha]-Casozepine, a tryptic decapeptide from bovine [alpha]s1-casein, have in vitro an affinity for the benzodiazepine site of the central receptor GABAA (Lecouvey et al., 1997; Miclo et al., 2001). Some results display the anxiolytic potential of this peptide alone or within its hydrolysat, in vivo, in intra peritoneal administration and per os in Wistar rats (Guesdon et al., 2006; Miclo et al., 2001; Violle et al., 2007) and in human in oral administration (Kim et al., 2007; Messaoudi et al., 2005). To determine the sensitivity of [alpha]-casozepine in various proteolytic attacks, kinetics of gastric, pancreatic and intestinal hydrolyses, were realized in vitro with enzymes and following enzymatic systems; pepsin, trypsin, [alpha]-chymotrypsin, CorolasePPTm, brush border membranar vesicles rats enterocytes and enterocytes epithelium reconstituted by the Caco-2 cell line. For each of the conditions of studied hydrolysis, all the peptides fragments released were separated by liquid chromatography high-performance in inverted phase and characterized by mass spectrometry. These analyses underline the partial resistance of [alpha]-casozepine in some enzymes and enzymatic systems. [alpha]-Casozepine pepsic hydrolysis release in particular two peptide fragments: 91YLGYLEQ97 and 91YLGYL95, named F97 and F95 who turn out to be more resistant than [alpha]-casozepine in some used enzymes. So to allow a better understanding of the relation between structure of [alpha]-casozepine and the benzodiazepine mimetic function obtained in vivo, these peptides truncated in their carboxy-terminal party were tested in vivo with Wistar rat in intra peritoneal injection. They turn out to be also holders of anxiolytic activity. However no transfer of [alpha]-casozepine and fragments F97 and F95 was observed through the enterocyte epithelium reconstituted by the cellular model Caco-2 and this in spite of the various conditions of cultures and tested analyses

Background. Myocardial hypertrophy is a risk factor for cardiovascular morbidity and mortality. Independent of underlying disease, the cardiac muscle strives in different ways to compensate for an increased workload. This remodelling of the heart includes changes in the extracellular matrix which will affect systolic and diastolic cardiac function. Furthermore, signal transduction, molecular diffusion and microcirculation will be affected in the hypertrophic process. One important extracellular component is the glycosaminoglycan hyaluronan. It has been shown to play a major role in other conditions that feature cellular growth and proliferation, such as wound healing and malignancies. The aim of this thesis was to investigate hyaluronan and its role in both an experimental rat model of cardiac hypertrophy as well as in cultured mouse cardiomyocytes and fibroblasts. Methods. Cardiac hypertrophy was induced in rats by aortic ligation. Hyaluronan concentration was measured and expression of genes coding for hyaluronan synthases were quantified after 1, 6 and 42 days after operation, in cardiac tissue from the left ventricular wall. Localization of hyaluronan and its receptor CD44 was studied histochemically. Hyaluronan synthesis was correlated to gene transcription using microarray gene expression analysis. Cultures of cardiomyocytes and fibroblasts were stimulated with growth factors. Hyaluronan concentration was measured and expression of genes coding for hyaluronan synthases were detected. Hyaluronan size was measured and crosstalk between cardiomyocytes and fibroblasts was investigated. Results. Increased concentration of hyaluronan in hypertrophied cardiac tissue was observed together with an up-regulation of two hyaluronan synthase genes. Hyaluronan was detected in the myocardium and in the adventitia of cardiac arteries whereas CD44 staining was mainly found in and around the adventitia. Hyaluronan synthesis correlated to the expression of genes, regulated by transcription factors known to initiate cardiac hypertrophy. Stimulation of cardiomyocytes by PDGF-BB induced synthesis of hyaluronan. Cardiomyocytes also secreted a factor into culture media that after transfer to fibroblasts initiated an increased synthesis of hyaluronan. When stimulated with hyaluronan of different sizes, a change in cardiomyocyte gene expression was observed. Different growth factors induced production of different sizes of hyaluronan in fibroblasts. The main synthase detected was hyaluronan synthase-2. Cardiomyocytes were also shown to secrete microvesicles containing both DNA and RNA. Isolated microvesicles incubated with fibroblasts were observed by confocal microscopy to be internalized into fibroblasts. Altered gene expression was observed in microvesicle stimulated fibroblasts. Conclusion. This study shows that increased hyaluronan synthesis in cardiac tissue during hypertrophic development is a part of the extracellular matrix remodelling. Cell cultures revealed the ability of cardiomyocytes to both synthesize hyaluronan and to convey signals to fibroblasts, causing them to increase hyaluronan synthesis. Cardiomyocytes are likely to express receptors for hyaluronan, which mediate intracellular signalling causing the observed altered gene expression in cardiomyocytes stimulated with hyaluronan. This demonstrates the extensive involvement of hyaluronan in cardiac hypertrophy.

Le déclin cognitif associé au vieillissement chez l’Homme, impacte fortement la vie quotidienne des personnes âgées. Si la pratique musicale apparait comme une activité de loisir prometteuse pour le maintien d’un bon fonctionnement cognitif au cours du vieillissement, les mécanismes neurobiologiques sous-jacents sont à l’heure actuelle, mal connus. L’objectif de ce travail a donc été d’étudier les effets d’une exposition tardive et chronique à la musique sur les performances comportementales et certains processus neurobiologiques au cours du vieillissement chez le rat Wistar. Si quelques études rapportent qu’une exposition à la musique améliore les performances d’apprentissage et de mémoire, associé à une augmentation de la neurogenèse hippocampique et du BDNF chez le Rongeur jeune adulte, il n’en existe aucune qui se soit intéressée à ces effets chez le Rongeur âgé. Des rats d’âge médian ont été répartis dans 2 groupes, l’un exposé à de la musique et l’autre à du bruit blanc, puis inclus dans une étude longitudinale, au cours de laquelle les performances comportementales ont été évaluées jusqu’à l’âge de 24 mois, suivi d’analyses biologiques. Ainsi, nous avons pu montrer qu’une exposition chronique à la musique démarrant à un âge médian, réduit le déclin cognitif associé au vieillissement. En revanche, la neurogenèse hippocampique et le BDNF n’apparaissent pas comme des mécanismes neurobiologiques potentiels impactés par la musique chez le rat âgé. / Cognitive decline associated to aging impacts daily life of elderly. While the music practice appears as promising leisure activity to prevent cognitive decline in elder, little is known about the neurobiological mechanisms involved. The aim of this work was to study the effects of music exposure on behavioral performances and some neurobiological processes across aging in rats. Indeed, improved behavioral performances together with an increased hippocampal neurogenesis and a higher BDNF expression were reported after music exposure in both young and adult animals. Yet, no study has so far investigated these effects in aged rats. After a fine appraisal of the cognitive state in middle-aged Wistar rats (15 months), they were divided in two groups, exposed either to classic music or to white noise. Thereafter, a longitudinal follow up of 9 months was performed. We observed for the first time that chronic music exposure alleviated age-related cognitive decline. However, contrary to what was observed in adult animals, we did not reported any differences in age-related changes of hippocampal neurogenesis and BDNF expression. These promising results of a beneficial effect of music exposure in the field of aging still lay open the question about the underlying mechanisms in the context of aging of the beneficial effect of music exposure.

La mitochondrie est le siège principal de la production d’énergie sous forme d’ATP en conditions aérobies, mais aussi d’espèces réactives dérivées de l’oxygène (ROS). La fonction mitochondriale est étroitement liée à la production de ROS puisque ces derniers, selon leur taux, peuvent altérer ou optimiser le rendement énergétique. La plasticité structurale et fonctionnelle de la mitochondrie est essentielle au maintien de l’homéostasie dans toute situation qui nécessite des ajustements métaboliques comme l’exercice physique. Les mécanismes adaptatifs de la fonction mitochondriale et des ROS lors de l’entrainement sont encore loin d’être élucidés ainsi que l’impact du genre sur ces réponses. Dans cette perspective, deux modèles animaux (rat Wistar et anguille européenne) ont été choisis. Les effets d’un entrainement en endurance de même intensité (70% de la vitesse maximale aérobie de course ou de nage) ont été étudiés chez le rat Wistar et l’anguille européenne argentée. Cette dernière est une espèce endurante capable d’effectuer une migration de reproduction de 6000 km et caractérisée par un dimorphisme sexuel de taille. Des mesures in vitro de la consommation d’oxygène, la production radicalaire et d’ATP ont été effectuées simultanément à partir de fibres perméabilisées de cœur et de muscle squelettique. La vulnérabilité ou résistance de la fonction mitochondriale à l’exposition à un système générateur de ROS (mimant un stress oxydant) a également été étudiée. Avant entrainement, chez le rat Wistar, la femelle présente une fonction mitochondriale plus efficiente énergétiquement et plus résistante aux ROS, alors que chez l’anguille, ce profil métabolique et radicalaire est plutôt observé chez le mâle. Après entrainement, quelle que soit l’espèce, la meilleure performance physique observée s’accompagne de modifications métaboliques et radicalaires différentes selon le genre et l’espèce. Chez le rat, l’amélioration de la fonction mitochondriale se traduit différemment selon le sexe. Chez le mâle, l’entrainement induit une amélioration du rendement énergétique via un meilleur couplage entre oxydation et phosphorylation et/ou une meilleure utilisation des électrons au niveau de la chaine respiratoire. Chez la femelle, l’augmentation de la production d’ATP serait liée à l’augmentation de la consommation d’oxygène mitochondriale. Comme chez le rat, l’entraînement induit globalement chez l’anguille une amélioration du rendement énergétique et de la résistance de la fonction mitochondriale aux ROS, mais uniquement chez le mâle. L’ensemble de ces résultats montre des réponses métaboliques et radicalaires dépendantes du genre. Quelle que soit l’espèce, l’entrainement semble être chez le mâle plus bénéfique que chez la femelle en termes d’efficacité énergétique mitochondriale et de résistance de la fonction mitochondriale à un stress oxydant. Dans le contexte de la migration de l’anguille, ces adaptations permettraient au mâle, largement plus petit que la femelle, une efficacité de nage supérieure, permettant leur synchronisation d’arrivée sur le lieu de reproduction. Les similitudes interspécifiques de réponse à l’entraînement selon le genre confortent l’intérêt d’utilisation du modèle poisson dans le champ de la physiologie de l’exercice. / Mitochondrion is the main site of aerobic energy (ATP) and reactive oxygen species (ROS) productions. Mitochondrial function is closely linked to ROS, which, according their rate, can alter or optimize energy efficiency. Structural and functional plasticity of mitochondria is essential to maintain homeostasis in any situation that requires metabolic adjustments as physical exercise. The adaptive mechanisms of mitochondrial function and ROS during training and the impact of gender on these responses are still far from being solved. In this perspective, two animal models (Wistar rat and European eel) were chosen.The effects of endurance training of the same intensity (70% of maximal aerobic speed running or swimming) were studied in Wistar rat and silver European eel. The latter is an enduring species capable of performing a spawning migration of 6000 km and characterized by sexual dimorphism in size. In vitro measurements of oxygen consumption, free radical and ATP productions were carried out simultaneously from heart and skeletal muscle permeabilized fibers. The vulnerability or resistance of the mitochondrial function to a ROS generating system exposure (mimicking oxidative stress) was also studied.Before training, in rat, female has a mitochondrial function energetically more efficient and more resistant to ROS, whereas in eel, this metabolic and radical profile is observed rather in male. After training, whatever the species, the improved physical performance observed is associated with various metabolic and radical changes which depending on gender and species. In rats, the improving of mitochondrial function translates differently according to gender. In male, training induces improvement in energy efficiency through a better coupling between oxidation and phosphorylation and/or better use of electrons at the respiratory chain level. In female, increasing in ATP production may be related to the increase in mitochondrial oxygen consumption. As in rats, training induces globally in eel an improvement in energy efficiency and resistance of mitochondrial function to ROS, but only in male. All these results show metabolic and radical responses depending on gender. Whatever the species, training seems to be most beneficial in males than in females in terms of mitochondrial energy efficiency and resistance of mitochondrial function to oxidative stress. In the context of eel migration, these adaptations allow to male, largely smaller than female, a higher swim efficiency, allowing their synchronization on breeding site. Interspecific similarities in training response by gender confirm the interest of fish model’s using in the field of exercise physiology.

L’HBP et le cancer de la prostate constituent les deux maladies prostatiques les plus répandues chez l’homme âgé. La compréhension de leur étiologie et de leur pathogenèse est nécessaire afin de permettre la prévention mais aussi la recherche et le développement de nouveaux agents thérapeutiques. Notre but est d’étudier l’implication du stress oxydatif dans l’HBP et d’étudier l’effet de l’extrait de propolis sur le cancer de la prostate in vivo chez le rat Wistar et in vitro sur les cellules LNCaP. Nous avons montré que : 1) Le stress oxydatif joue le rôle de promoteur dans le développement de l’HBP, 2) Le benzo(a)pyrène administré aux rats Wistar induit le développement du cancer de la prostate, 3) La propolis induit la diminution de la prolifération, de l’expression du Ki-67 (-49 %) et de l’expression de AhR chez le rat Wistar, 4) La propolis possède un effet antiprolifératif sur les cellules LNCaP via le blocage de la signalisation de AR. / BPH and prostate cancer are the two most prevalent prostatic diseases in elders. Understanding their etiology and pathogenesis is necessary in order to prevent them and to enhance both research and development of new therapeutic agents. Our goal is to study the implication of oxidative stress in BPH and to study the effect of propolis extract on prostate cancer in vivo in Wistar rats and in vitro on LNCaP cells. We have shown that: 1) Oxidative stress acts as a promoter in the development of BPH, 2) Benzo(a)pyrene administered to Wistar rats induces the development of prostate cancer, 3) Propolis induces a decrease in proliferation, Ki-67 expression (-49%) and AhR expression in the Wistar rat, (4) Propolis has an antiproliferative effect on LNCaP cells via AR signaling blockade.