Hormis leur implication dans les fonctions de reproduction, de développement et du maintien des caractères mâles, les androgènes (principalement la testostérone et la dihydrotestostérone, DHT) sont des hormones stéroïdiennes capables d’influencer plusieurs structures et fonctions du système nerveux. En effet, durant le développement, les androgènes ont un effet masculinisant sur le système nerveux central (SNC) le rendant sexuellement dimorphique. Chez les rongeurs mâles adultes, la substance blanche est plus volumineuse et les oligodendrocytes, cellules myélinisantes du SNC, sont plus nombreux. Cette différence est abolie après castration des mâles ; ce qui suggère l'implication de la testostérone dans le dimorphisme des oligodendrocytes et de la myéline.D’une part, mon travail de thèse visait à démontrer l’implication des androgènes et de leur récepteur (AR) dans l’établissement de ce dimorphisme. Nos résultats confirment l'implication de la testostérone et démontrent que son effet est médié par AR. En effet les corps calleux (CC) des souris mâles adultes ayant un AR non fonctionnel dans l'ensemble de l'organisme (souris Tfm) ou invalidé spécifiquement dans les cellules neurales (souris ARNesCre), présentent 20 à 30% moins d'oligodendrocytes et de surfaces myélinisées que ceux des contrôles. En outre, nos résultats montrent que ce dimorphisme apparait dès le dixième jour postnatal. De manière intéressante, le traitement pharmacologique des souriceaux mâles par un antagoniste du AR (flutamide) et des souriceaux femelles par l’agoniste d'AR (la DHT), pendant les dix premiers jours après la naissance inverse respectivement leurs profils oligodendrocytaires, suggérant un rôle organisationnel d'AR dans la substance blanche.D’autre part, mon sujet consistait à montrer l'importance de la testostérone et du AR dans la réparation de la myéline dans un modèle de démyélinisation de la moelle épinière des souris par injection stéréotaxique de lysolécithine. Nos résultats montrent que le traitement pendant 4 semaines des animaux par la testostérone permet le recrutement des oligodendrocytes et la réparation de la myéline dans les zones lésées. Il est à noter (1) qu’en absence de la testostérone ou d'AR, la réparation de la myéline est inefficace et se fait par des composants de la myéline périphérique et (2)que la présence des astrocytes semble nécessaire pour l’effet remyélinisant de la testostérone. Afin de mieux comprendre le ou les mécanisme(s) d'action(s) de la testostérone et du AR dans les processus de myélinisation et de remyélinisation, nous avons réalisé une étude transcriptomique comparative entre les animaux lésés et traités ou non avec la testostérone pour déterminer les gènes cibles et les voies de signalisations impliquées dans ces processus. Les résultats permettront probablement de définir une nouvelle cible thérapeutique pour les maladies démyélinisantes telle que la sclérose en plaques. / Androgens (mainly testosterone and dihydrotestosterone, DHT) are steroid hormones that are involved in reproduction functions, development and maintenance of male characteristics. They can also influence several structures and functions of the nervous system. Indeed, during development, androgens have a masculinizing effect on the central nervous system (CNS) making it sexually dimorphic. In addition, in adult male rodents,the white matter is larger and presents more oligodendrocytes, myelinating cells of the CNS. This difference is abolished after castration of males ; witch suggests the involvement of testosterone in the dimorphism of oligodendrocytes and myelin.One aim of my thesis was to study the involvement of androgens and their receptor (AR) in the establishment of this dimorphism. Our results confirm that testosterone is involved and demonstrate that its effect is mediated by AR. Indeed, the corpus callosum (CC) of adult male mice having a non-functional AR in the entire body (Tfm mice) or invalidated specifically in neural cells, (ARNesCre mice) have 20 to 30% fewer oligodendrocytes and myelinated area than those of controls. Moreover, our results show that this dimorphism appears early during postnatal life. Interestingly, pharmacological treatment of male pups with an AR antagonist (flutamide) and female ones with an AR agonist (DHT) during the first ten days after the birth reverses their oligodendrocytic profiles. These results suggest an organizational role of the AR in the white matter development.The aim of the second part of my study was to investigate the importance of testosterone and the AR in myelin repair in a rodent model of spinal cord demyelinationby stereotactic injection of lysolecithin. Our results show that a 4 weeks testosterone treatment allows the recruitment of oligodendrocyte and myelin repair. Interestingly, in the absence of testosterone or the AR, myelin repair was ineffeciant and was done by components of peripheral myelin. Moreover, the presence of astrocytes seems necessary for the remyelinating effect of testosterone since myelin repair was confined to astrocyte populated area.An important goal of my work is to better understand the mechanism of action of testosterone and the AR in the process of myelin formation and repair. For this, we performed a comparative transcriptomic study between animals injected or not with LPC than treated or not with testosterone to determine new target genes and signaling pathways involved in these processes. The results will probably define a new therapeutic target for demyelinating diseases such as multiple sclerosis.

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Pouvoir visualiser de nouveaux éléments pathogéniques est un but standard dans la monde de l’imagerie médicale. L’objectif principal de ce projet de maîtrise est le développement d’une modalité en microscopie optique qui permet la caractérisation de l’intégrité de la structure moléculaire de la myéline in vivo. Cet outil sera utilisé pour la recherche sur la sclérose en plaques. En utilisant la dépendance en polarisation présente en diffusion Raman cohérente, nous avons été en mesure de quantifier le degré d’ordre de la myéline. Représenter cet ordre à tous les pixels d’une image résulte en imagerie de la structure moléculaire. L’imagerie de la structure moléculaire de la myé- line est similaire à la microscopie électronique, sauf qu’elle peut être appliquée sur des tissus biologiques épais et vivants. L’indice qui décrit l’organisation de la myéline est l’amplitude de modulation. L’imagerie de la structure moléculaire a été utilisée pour étudier le modèle animal EAE de la sclérose en plaques. Un nouveau type de lésions focales de la membrane de myéline a été identifié. Aucune autre technique existante permet une description de l’organisation moléculaire de la myéline à une si grande échelle dans du tissu vivant. L’imagerie de la structure moléculaire de la myéline a aussi été utilisée pour l’étude du développement de la moelle épinière de dard-perches (zebrafish), une espèce de poisson, et pour évaluer l’impact de certaines drogues sur ce dernier. Nous avons pu mesurer une fine, mais néanmoins généralisée, réorganisation de la membrane de myéline et ce malgré l’absence de modification morphologique. Cette capacité d’observer de subtiles modifications de la myéline se révélera certainement utile pour l’étude de la remyélinisation. / Being able to visualize new pathogenic features is a gold standard in the biological imag- ing community. The principal goal of this master’s project is to develop a new optical microscopy modality capable of characterizing myelin molecular structural integrity in vivo. This tool is to be used in multiple sclerosis research. Using the polarization de- pendence of coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS), we were able to quantify the degree of myelin ordering. Mapping this ordering for every pixels in an image results in molecular structural imaging. Optical molecular structural imaging is, to some ex- tent, similar to electron microscopy, but has the distinct advantage that it can be used on thick and live tissue which provides better context. The index describing myelin ordering is the amplitude modulation. After a full analysis of the amplitude modula- tion, myelin molecular structural imaging was used to study the EAE animal model of multiple sclerosis. A new type of focal myelin membrane disruption was identified. No other existing technique can describe the myelin molecular structure at such a large scale and in live biological tissue. Myelin molecular imaging was also applied to study the spinal cord development in zebrafish. We were able to quantitatively describe a fine but nonetheless generalized reorganization of the myelin sheath through early stages of development although no microscopic morphological changes were apparent. This capacity of observing subtle myelin modification will certainly reveal itself useful in the monitoring of remyelination.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / La sclérose en plaques est une maladie chronique évolutive présentant de nombreuses spécificités qui peuvent avoir comme impact que les personnes atteintes vivent des obstacles à leur participation sociale. L’objectif de cette recherche est de faire un portrait de la participation sociale d’un groupe de personnes atteintes de sclérose en plaques, puis d’identifier les facteurs l’influençant. Quatre-vingt-neuf participants ont répondu à des questionnaires. Le portrait de la participation sociale a permis d’identifier les cinq habitudes de vie les plus perturbées, soient les loisirs, le travail, les déplacements, la condition physique et psychologique et les relations interpersonnelles. L’analyse présente certaines caractéristiques des participants pouvant avoir un impact sur la participation sociale, puis les facteurs influençant l’accomplissement des rôles sociaux (loisirs, travail, relations interpersonnelles). La recherche conclut en soulevant l’importance du rôle d’accompagnateur du travailleur social auprès de personnes vivant avec la sclérose en plaques.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie mortelle caractérisée par la dégénénérescence des neurones moteurs. La majorité des cas de SLA ont une origine sporadique (SLAs) et les autres sont des cas familiaux (SLAf) étant hérités génétiquement. Une portion des cas de SLAf est associée à des mutations dans le gène codant pour la Cu/Zn superoxyde dismutase (SOD1). La microgliose est une caractéristique pathologique observée dans les tissus des patients atteints de maladies du système nerveux incluant la SLA. La microgliose et la réponse inflammatoire dans le SNC peuvent avoir des effets bénéfiques ou néfastes. Ainsi, l'activation microgliale dans la pathologie de la SLA pourrait promouvoir la survie neuronale mais aussi causer ou exacerber la dégénérescence des motoneurones. Pour déterminer le rôle des microglies et des médiateurs inflammatoires dans la dégénérescence des motoneurones causée par des mutations dans la SOD1, nous avons utilisé les souris 5001 mutantes, modèles de la SLA. Dans un premier temps (chapitre 2), afin de déterminer le rôle de la cytokine TNF-a dans la SLA, nous avons généré des souris exprimant les mutants 5001 G37R ou 5001 G93A dans un contexte où l'expression du TNF-a a été supprimée (souris knock-out). Dans une seconde approche (chapitre 3), par cytométrie de flux, nous avons caractérisé les populations de cellules microgliales dans la moelle épinière des souris transgéniques mutantes 5001 G93A. Dans cette étude, nous avons démontré que l'augmentation du nombre de cellules microgliales dans ce modèle murin est largement attribuable à la prolifération de celles-ci. Subséquemment, nous avons utilisé des souris transgéniques CD11b-TKmut-30, chez lesquelles les microglies en prolifération peuvent être sélectivement éliminées, afin de déterminer le rôle des microglies en prolifération dans la SLA causée par des mutations dans la SOD1. Dans une dernière étude, nous avons tenté d'induire un phénotype neuroprotecteur aux cellules microgliales via l'administration de la cytokine macrophage colony stimulating factor (M-CSF) chez des souris transgéniques 5001 G37R et chez des souris chimériques 5001 G37R ayant subi une transplantation de moelle osseuse sauvage.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / L'acide γ-aminobutyrique (GABA) est le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central. La réponse à l'activation du récepteur GABA$_{\textup{A}}$ par le GABA est régulée en partie par la concentration intracellulaire d'ions chlorures (Cl⁻). Une basse concentration de Cl⁻ va permettre une hyperpolarisation de la membrane du neurone (influx d'ions chlorures) suivant l'ouverture des récepteurs GABA$_{\textup{A}}$ qui va inhiber le déclenchement des potentiels d'action. Chez l'adulte cette concentration d'est maintenue basse principalement par le KCC2, un cotransporteur de Cl⁻. Une diminution de l'expression du KCC2 à la membrane de neurones a précédemment été démontrée dans plusieurs régions du cerveau de modèles murins de la maladie l'Alzheimer (MA) et de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). L'objectif principal de ce projet est de déterminer s'il y une diminution de la force d'extrusion des ions chlorure par le KCC2 chez les neurones dans le contexte de la maladie d'Alzheimer et la sclérose latérale amyotrophique. La concentration de Cl⁻ intracellulaire a été monitorée en utilisant la microscopie à temps de vie de fluorescence (FLIM) combinée avec un senseur basé sur le transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET), le SuperClomelon. En utilisant un choc potassique extracellulaire, qui induit une entrée soudaine de Cl⁻ dans la cellule, la force d'extrusion du KCC2 fut estimée. La vitesse de l'entrée de Cl⁻ chez les neurones des souris 5xFAD, un modèle de la MA, fut diminuée significativement dans le cortex préfrontal médian et dans l'hippocampe. Une diminution similaire a été observée dans le cortex moteur chez les souris SOD1-G93A et Prp-TDP43$^{\textup{A315T}}$, deux modèles de la SLA. Cette perte de transport de Cl⁻ a pu être retrouvée en utilisant un activateur du KCC2, le PCPZ. Ces résultats indiquent que le KCC2 joue un rôle important dans la perte d'inhibition liée à certaines maladies neurodégénératives et qu'il serait une cible thérapeutique prometteuse. / The γ-aminobutyric acid (GABA) is the major inhibitory neurotransmitter in the central nervous system. The GABA$_{\textup{A}}$ receptor response to its activation by GABA is in part regulated by the intracellular chloride concentration. A low chloride concentration will allow a hyperpolarization of the neuron membrane (chloride influx) following the opening of GABA$_{\textup{A}}$ receptors which will inhibit the triggering of action potentials. In adults, this chloride concentration is maintained low mainly by KCC2, a chloride cotransporter. A decrease in KCC2 expression at the membrane of neurons has been previously observed in several brain regions of mouse models of Alzheimer's disease (AD) and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The main objective of this project is to assess if chloride extrusion through KCC2 is altered in neurons in the context of Alzheimer's disease and ALS. Intracellular chloride concentration was monitored using fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) combined with a fluorescence resonance energy transfer (FRET) based sensor, SuperClomeleon. Using an extracellular potassium shock, which is known to induce a sudden entry of chloride into the cell, the extrusion force of KCC2 was estimated. The rate of chloride entry in neurons of 5xFAD mice, a model of AD, was significantly decreased in the medial prefrontal cortex and hippocampus. A similar decrease was observed in the motor cortex of SOD1-G93A and Prp-TDP43A$^{\textup{A315T}}$ mice, both models of ALS. Interestingly, this loss of chloride transport could be recovered using an activator of KCC2, PCPZ. These results indicate that KCC2 plays an important role in the loss of inhibition associated with certain neurodegenerative diseases and that it could be a promising therapeutic target.

Les récepteurs tyrosine kinases sont un groupe de molécules clés de signalisation, qui ont 2 fonctions: la détection des stimuli de l'environnement extérieur des cellules et la transmission de ces signaux à l’intérieur des cellules. Dans les 20 dernières années, notre laboratoire a choisi d'étudier la fonction d’Ephb6 kinase, un récepteur tyrosine kinase fortement exprimé dans les lymphocytes T.Comme Efnb1 et Efnb2 sont tous des ligands pour Ephb6, nous avons ensuite procédé à étudier leur rôle dans la fonction des cellules T in vitro et in vivo. Des cellules T spécifiques mutants (KO) dans les gènes Efnb1 ou Efnb2 ainsi que les doubles mutants Efnb1/b2 (double KO) ont été générés, mais il n’y avait que les souris double KO qui ont démontré de la déficience dans le développement des thymocytes, fonction de Th1 et Th17, la signalisation du récepteur d’IL-6, et les réponses antivirales. Des preuves solides indiquent que la reconnaissance d’auto-antigène par les cellules T est un événement précoce dans la pathogenèse de la PR. Donc, nous avons postulé que les cellules T spécifique Efnb1 / b2 double KO chez la souris peuvent protéger les souris de l’arthrite induite par collagène (CIA), un modèle de souris de la PR humaine. Nous avons trouvé que Efnb1et Efnb2 dans les cellules T étaient essentielles pour la production d'anticorps pathogéniques et de la migration des lymphocytes T vers les pattes enflammées chez les souris CIA. Notre étude clinique suggère que l'expression de EFNB1 dans les cellules T pourrait être un paramètre utile pour surveiller l'activité de la maladie de RA et la réponse de traitement. Pour élucider les événements dans le programme d'activation des lymphocytes T, nous avons exploré par l'analyse des micropuces d'ADN pour identifier des molécules qui ont été exprimées de manière différente dans le WT par rapport aux cellules T Ephb6 KO dans le stade précoce de l’activation des cellules T. Environ 30 molécules étaient sur ou sous exprimées plus de 3 fois dans les cellules T WT par rapport aux cellules T KO pendant les 16 premières heures après stimulation par l'anti-CD3. Stra6 (stimulée par le gène de l'acide rétinoïque 6) et Armc5 (Armadillo répéter contenant 5) ont été parmi ceux qui ont été validées pour leur expression altérée. STRA6 est un récepteur de haute affinité pour le plasma rétinol-binding protéine (RBP) et un médiateur pour absorption cellulaire de vitamine A. Cellules T KO et WT étaient similaires en termes de prolifération et les réponses immunitaires anti-virales de virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV). Ainsi, la sur-régulation de Stra6 est soit un événement parallèle qui ne soit pas essentiel pour le programme d'activation des lymphocytes T, ou il est très essentiel que la redondance existe, et sa suppression ne montre aucun effet apparent sur l'activation des cellules T. ARMC5 est une protéine intracellulaire contenant sept répétitions en tandem d’armadillo et un domaine BTB. Les fonctions du ARMC5 dans le système immunitaire ne sont pas encore connues. Nos résultats d'hybridation in situ ont montré une expression élevée de Armc5 dans le thymus, et une expression modérée dans les ganglions lymphatiques et la rate. Nous avons généré des souris KO Armc5. Fait interessant, les cellules T Armc5 KO présentaient de la prolifération diminuée et de la différenciation compromise vers Th1 et Th17 in vitro. Les souris KO étaient résistantes à l'induction expérimentale d’encéphalite auto-immune, et ont été compromises dans les réponses immunitaires anti-LCMV. En utilisant de la levure 2-hybride test, nous avons identifié 8 protéines ARMC5-associantes, qui sont connues pour les rôles dans l'activation de la cellule, le cycle cellulaire et l'apoptose. Une étude mécanique est en cours. Nos résultats montrent que Armc5 est essentiel dans la programme d'activation/de prolifération/de différenciation des lymphocytes T. Nos études ont augmenté nos connaissances sur EFNB1, EFNB2, STRA6 et ARMC5 en biologie des lymphocytes T et leur pertinence à des troubles immunitaires dans des modèles animaux ainsi que chez l'être humaine. / Receptor tyrosine kinases are a group of key signaling molecules, which have dual functions: sensing the environmental stimuli outside the cells and transmitting them into the cells. 20 years ago, our laboratory started to study the function of Ephb6 kinase, a receptor tyrosine kinase highly expressed in T lymphocytes. As both Efnb1 and Efnb2 are the ligands for Ephb6, we then proceeded to study their roles in T cell function in vitro and in vivo. T cellspecific Efnb1, Efnb2 single gene knockout (KO), as well as Efnb1/b2 double KO mice were generated, but only the double KO mice showed compromised thymocyte development, Th1 and Th17 function, IL-6 receptor signaling, and anti-virus responses. Strong evidence indicates that T cells play a crucial role in the pathogenesis of rheumatoid arthritis (RA). Thus, we postulated that T cell-specific Efnb1/b2 double KO in mice may protect mice from collagen-induced arthritis (CIA), a mouse model for human RA. We found that Efnb1 and Efnb2 in T cells were essential for pathogenic antibody production and T cell migration to the inflamed paws in mice with CIA. Our clinical study suggests that the expression of EFNB1 in T cells might be a useful parameter for monitoring RA disease activity and treatment responses. Naïve T cells have the ability to expansion and differentiation into effector cells once they encounter foreign antigens, during which a large number of molecules are modulated. Some of these molecules play essential regulatory roles, while others exert house keeping functions and/or act as supporters to cope with increased or changed metabolic demands. To fully elucidate events in the T cell activation program, we undertook unbiased exploration with DNA microarray analysis to identify molecules that were differentially expressed in WT versus Ephb6 KO T cells in the early T-cell activation stage. About 30 molecules were up- or down-regulated more than three folds in WT T cells compared with KO T cells. Stra6 (stimulated by retinoic acid gene 6) and Armc5 (Armadillo repeat-containing 5) were among those that had been validated for their altered expression. We generated mice with these two genes deleted to study their roles in T cell function in vitro and in vivo. STRA6 is a high-affinity receptor for plasma retinol-binding protein (RBP) and mediates cellular vitamin A uptake. Stra6 KO mice manifest normal spleen and thymus in size, cellularity and lymphocyte subpopulations. KO and WT T cells were similar regarding proliferation, differentiation and anti-viral immune responses to lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV). Thus, the up-regulation of Stra6 is either a parallel event which is not essential for the T cell activation program or it is so critical that heavy redundancy exists. ARMC5 is an intracellular protein containing seven tandem armadillo repeats and one BTB domain. Functions of ARMC5 in the immune system are not known previously. Our in situ hybridization results showed high expression of Armc5 in the thymus and moderate expression in the spleen and lymph nodes. A transient increase of Armc5 expression in T cells after TCR activation was found. To investigate its roles in T cell function, Armc5 KO mice were generated. The KO mice weighed 40% less than their WT counterparts. Lymphoid organs (the thymus, spleen and lymph nodes) of the KO mice appeared to be of normal size, weight, cellularity, and lymphocyte subpopulations. Intriguingly, Armc5 KO T cells presented decreased proliferation and compromised differentiation towards Th1 and Th17 in vitro. The KO mice were resistant to experimental autoimmune encephalitis induction and were compromised in anti-LCMV immune responses. Using yeast 2-hybrid assay, we have identified 8 ARMC5-assciating proteins, which have known functions in cell cycling and apoptosis. Further mechanistic study is underway. Our results reveal that Armc5 is vital in the T cell activation/proliferation /differentiation program. Our studies have augmented our knowledge about EFNB1, EFNB2, STRA6 and ARMC5 in T cell biology and their relevance to immune disorders in animal models as well as in humans.

La sclérose systémique est une maladie autoimmune dont l’une des complications majeures est la fibrose. La DNA topoisomérase I (topo) est l’un des principaux autoantigènes associés à cette maladie. Toutefois, aucun lien n’a encore pu être établi entre la présence des anti-topo et le développement de la fibrose. Les travaux antérieurs du laboratoire d’accueil ont montré une interaction directe de la topo avec la surface des fibroblastes et la matrice extracellulaire. Nous avons voulu caractériser ces interactions du point de vue moléculaire. La topo a donc été exprimée sous forme de 5 fragments, déterminés à partir de ses principaux domaines structuraux et de ses épitopes majeurs, chez E. coli. Les fragments purifiés ont été analysés pour leur interaction avec l’héparine, représentant les héparane sulfates de la surface des fibroblastes, et avec des protéines purifiées de la matrice extracellulaire. Nous avons montré que le fragment topo-N est le principal responsable de l’interaction avec l’héparine, ce qui suggère donc l’implication potentielle de ce domaine dans l’interaction de la topo avec la surface des fibroblastes. Le fragment topo-DIDII est responsable de l’interaction avec la plupart des protéines de la matrice extracellulaire étudiées, alors que le fragment topo-H15 n’interagit qu’avec la vitronectine. Aucune interaction des fragments topo-DIII et topo-C n’a été décelée. Ces résultats pourront maintenant servir à mieux comprendre le rôle potentiel de la topo et des autoanticorps circulants anti-topo dans la fibrose présente chez les personnes atteintes de sclérose systémique en contribuant à l’identification de la cible de la topo sur les fibroblastes. / Systemic sclerosis is an autoimmune disease in which one of the major complications is fibrosis. DNA topoisomerase I (topo) is a major autoantigen associated with this disease. However, no link has yet been established between the presence of anti-topo and the development of fibrosis. Previous work of the host laboratory showed a direct interaction of the topo with the surface of fibroblasts and extracellular matrix. We wanted to characterize these interactions at the molecular level. Topo was expressed in 5 fragments, determined from its main structural domains and its major epitopes, in E. coli. The purified fragments were analyzed for their interaction with heparin, representing heparan sulfates on the surface of fibroblasts, and with purified proteins of the extracellular matrix. We have shown that the topo-N fragment is responsible for interaction with heparin, suggesting hence, potential involvement of this domain in the interaction of topo with the surface of fibroblasts. The topo-DIDII fragment is responsible for the interaction with most proteins of the extracellular matrix studied, whereas the topo-H15 fragment only binds to vitronectin. No interaction of fragments topo-DIII and topo-C was found. These results can now be used to better understand the potential role of topo and circulating anti-topo autoantibodies in the fibrosis present in patients with systemic sclerosis in helping to identify the target of topo on fibroblasts.

TDP-43 est une protéine multifonctionnelle possédant des rôles dans la transcription, l'épissage des pré-ARNm, la stabilité et le transport des ARNm. TDP-43 interagit avec d'autres hnRNP, incluant hnRNP A2, via son extrémité C-terminale. Plusieurs membres de la famille des hnRNP étant impliqués dans la réponse au stress cellulaire, alors nous avons émis l’hypothèse que TDP-43 pouvait y participer aussi. Nos résultats démontrent que TDP-43 et hnRNP A2 sont localisés au niveau des granules de stress, à la suite d’un stress oxydatif, d’un choc thermique, et lors de l’exposition à la thapsigargine. TDP-43 contribue à la fois à l'assemblage et au maintien des granules de stress en réponse au stress oxydatif. TDP-43 régule aussi de façon différentielle les composants clés des granules de stress, notamment TIA-1 et G3BP. L'agrégation contrôlée de TIA-1 est perturbée en l'absence de TDP-43. En outre, TDP-43 régule le niveau d`ARNm de G3BP, un facteur de granule de stress de nucléation. La mutation associée à la sclérose latérale amyotrophique, TDP-43R361S, compromet la formation de granules de stress. Ainsi, la fonction cellulaire de TDP-43 s'étend au-delà de l’épissage; TDP-43 est aussi un composant de la réponse cellulaire au stress central et un acteur actif dans le stockage des ARNs. / TDP-43 is a multifunctional protein with roles in transcription, pre-mRNA splicing, mRNA stability and transport. TDP-43 interacts with other hnRNPs, including hnRNP A2, via its C-terminus and several hnRNP family members are involved in the cellular stress response. This relationship led us to investigate the role of TDP-43 in cellular stress. Our results demonstrate that TDP-43 and hnRNP A2 are localized to stress granules, following oxidative stress, heat shock, and exposure to thapsigargin. TDP-43 contributes to both the assembly and maintenance of stress granules in response to oxidative stress and differentially regulates key stress granules components including TIA-1 and G3BP. The controlled aggregation of TIA-1 is disrupted in the absence of TDP-43. In addition, TDP-43 regulates G3BP mRNA levels, a stress granule nucleating factor. A mutation associated with amyotrophic lateral sclerosis, TDP-43R361S, compromises stress granule formation. Thus, the cellular function of TDP-43 extends beyond splicing and places TDP-43 as a participant of the central cellular response to stress and an active player in RNA storage.

La sclérose systémique (ScS) est une maladie auto-immune dévastatrice d'étiologie inconnue. Le dysfonctionnement immunitaire, la fibrose et la vasculopathie sont les trois principales caractéristiques de cette maladie. Une récente étude a révélé un nouveau lien entre l'auto-immunité et la fibrose, par la présence d'auto-anticorps stimulant le récepteur du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGFR) des fibroblastes. Ces auto-anticorps sont capables de stimuler les espèces réactives de l'oxygène et d’activer la kinase régulée par un signal extracellulaire (ERK1/2). L’hypothèse que nous formulons est que les cellules musculaires lisses vasculaires (VSMCs) exprimant conjointement les PDGFR, répondront elles aussi aux autoanticorps anti-PDGF-R. Le travail présenté ici vise à valider la présence d'auto-anticorps PDGFR dans les sérums de patients ScS, et à caractériser ensuite la réponse de VSMCs exposées à de l'immunoglobuline G (IgG) de ces sérums, en mesurant l’activation des cascades de signalisation spécifiques, ainsi que l'induction des gènes impliqués dans la réponse fibrotique. Nos résultats démontrent la présence d'une fraction IgG stimulant une réponse phénotypique dans les cultures de VSMCs. Notamment, d’importantes régulations positive et négative des gènes pro-fibrotiques tgfb1 et tgfb2 respectivement, ont été observées dans les VSMCs exposées à des fractions de ScS-IgG. Les fractions de IgG positives pour l'activation de ERK étaient présentes dans la plupart, mais pas dans tous les échantillons de SSc (68%, 19/28), et moins présentes dans les contrôles 27% (11/3). Bien que, les fractions de SSc-IgG ont pu considérablement immunoprécipiter le PDGFR, l'utilisation d'un inhibiteur spécifique des récepteurs au PDGF (AG1296), n'a pas inhibé l'activation de ERK médiée par les fractions de SSc-IgG. Globalement, nos résultats indiquent la présence d'autoanticorps stimulants avec activité pro-fibrotique dans les sérums des patients ScS. Des travaux sont en cours pour identifier l'entité moléculaire responsable de la réponse d’IgG observée dans les cultures de VSMCs. / Systemic Sclerosis (SSc) is a devastating autoimmune disease of unknown etiology. Immune dysfunction, fibrosis and vasculopathy are the three major features of the disease; however, the interactions between these components are poorly understood. A novel link between autoimmunity and fibrosis has been proposed by the presence of stimulatory autoantibodies to the platelet-derived growth factor receptor (PDGFR) on fibroblasts. These autoantibodies were capable of stimulating reactive oxygen species and subsequent activation of ERK1/2. If the anti-PDGFR autoantibodies are present in the systemic circulation of SSc patients, they will most certainly encounter vascular smooth muscle cells (VSMCs). The latter are known to express the PDGFR and response to PDGF, which is a known phenotypic modulator of VSMCs. The work presented here seeks to readdress the presence of stimulatory anti-PDGFR autoantibodies in serum derived from SSc-patients and to characterize the effects of SSc-IgG on VSMCs by measuring the activation of specific signaling cascades and the induction of genes involved in fibrotic responses. Our results demonstrate the presence of an IgG fraction stimulating a phenotypic response in cultured VSMCs. Notably, a significant up-regulation of the pro-fibrotic gene tgfb1 and a significant down-regulation of the anti-fibrotic gene tgfb2 were observed in VSMC exposed to SSc-IgG fractions. Positive IgG fractions for ERK activation were present in most, but not all, SSc samples (68%, 19/28), and they were less present in controls (27%) (3/11). Although, the SSc-IgG fractions were able to significantly immunoprecipitate the PDGFR, the use of a selective PDGFR inhibitor, AG1296, did not inhibit the activation of ERK mediated by SSc-IgG fractions. Altogether, our findings suggest the presence of stimulatory autoantibodies with profibrotic activity in serum derived form SSc patients. Work is in progress to identify the molecular entity responsible for the IgG response observed in cultured VSMCs.