Létude des protéines amyloïdogéniques représente un intérêt fondamental car ces protéines subissent une transconformation et une agrégation qui sont étroitement liées à lapparition de maladies incurables telles que la maladie dAlzheimer, de Parkinson ou de Creutzfeldt-Jakob. Ces phénomènes ne sont pas encore complètement expliqués tant au niveau énergétique que structural. Les peptides obliques sont de courts fragments protéiques de 11 à 19 acides aminés qui sont capables de sinsérer obliquement dans les membranes biologiques et de les déstabiliser. Récemment, des peptides obliques ont été mis en évidence dans deux protéines amyloïdogéniques responsables de maladies neurodégénératives. Il sagit du peptide b amyloïde, qui cause la maladie dAlzheimer, et de la protéine PrP, agent de la maladie de Creutzfeldt-Jakob. Au sein des protéines amyloïdogéniques, les peptides obliques pourraient être impliqués dans leffet neurotoxique de ces protéines. En affectant directement la membrane cellulaire grâce à leurs propriétés déstabilisatrices, ils conduiraient à la mort cellulaire. Dautre part, les peptides obliques pourraient aussi être impliqués dans le processus de transconformation de ces protéines. Le but de ce travail est de mettre en évidence des fragments obliques parmi dautres protéines amyloïdogéniques décrites dans la littérature, par des méthodes de modélisation moléculaire puis détudier expérimentalement les propriétés de plusieurs de ces peptides vis-à-vis des liposomes, ainsi que leur structure et leur toxicité. Ce travail a également permis de poser les bases dune méthode de détection automatique des peptides obliques. A lissue de cette étude, 22 peptides obliques, appartenant à 18 protéines amyloïdogéniques différentes, ont pu être mis en évidence parmi un ensemble de 53 protéines étudiées, et 7 peptides obliques ont été étudiés expérimentalement. Les résultats renforcent lhypothèse dune implication de certains peptides obliques dans les phénomènes de transconformation et/ou de toxicité associés aux protéines amyloïdogéniques.

Les Glycosaminoglycannes (GAGs) sont une famille de polysaccharides principalement localisés au niveau de la matrice extracellulaire et de la membrane plasmique. Ils peuvent interagir avec des facteurs de croissance et des cytokines pour réguler leurs activités, participer à des transports protéiques à travers la membrane cellulaire, moduler les activités de certaines enzymes telles que les cathepsines (enzymes lysosomales). Toutes ces activités démontrent que les GAGs jouent des rôles primordiaux dans la régulation de la croissance, la différenciation, l'adhésion, l'inflammation et la mort cellulaire.L'implication de ces polysaccharides dans la régulation de l'apoptose via la voie mitochondriale n'a toujours pas été déterminée. Ici, nous démontrons dans un modèle cellulaire de fibroblastes de peau en culture primaire, soumis à un stress oxydatif par de l'H2O2, qu'un mimétique des GAGs, l'OTR4120, est capable de protéger la membrane du lysosome, de réduire le taux de ROS intracellulaires et d'inhiber la chute du potentiel de membrane mitochondrial et ainsi d'empêcher la libération du cytochrome c et l'activation des activités caspases-9 et -3 sans affecter la voie extrinsèque de l'apoptose. Les héparanes sulfates et les chondroïtines sulfates au contraire de l'héparine, ont montré un effet protecteur de l'apoptose en inhibant les protéines clefs de ce processus de mort cellulaire. Ainsi, les GAGs naturels et l'OTR4120 sont capables s'opposer à l'apoptose, en inhibant l'activité de la cathepsine D libérée dans le cytosol, empêchant ainsi l'activation de la voie intrinsèque de l'apoptose via la mitochondrie. Ces résultats ouvrent de nouveaux horizons notamment dans certaines maladies où le stress oxydatif est impliqué comme c'est le cas de certaines maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson.La cause de la maladie de Parkinson (MP) qui affecte les neurones dopaminergiques demeure encore mystérieuse, bien que différentes preuves soutiennent les hypothèses impliquant des dysfonctionnements mitochondriaux et une accumulation d'α-synucléine comme étant les événements majeurs dans cette physiopathologie. Récemment, la cathepsine D a été impliquée dans des processus de mort cellulaire et montrée comme étant surexprimée dans des modèles de la MP. De plus, apparait être l'une des principales enzymes responsables de la dégradation de l'α-synucléine. Puisque les glycosaminoglycannes (GAGs) sont capables de réguler l'activité de la cathepsine D dans des cellules en culture dans une condition de stress, nous avons cherché à démontrer si GAGs pouvaient être localisés à un niveau intracellulaire, où ils pourraient interagir avec la cathepsine D et s'ils étaient capables de réguler l'accumulation/dégradation de l'α-synucléine. Ainsi nous avons mis en place un modèle cellulaire de la MP induit par le MPP+. Nous avons observé que l'expression génétique des enzymes de la biosynthèse des GAGs (HS2ST, HS6ST et CHST8) a été modifiée dans les cellules stressées par la neurotoxine et que leurs taux mesurés par leurs sulfates étaient augmentés plus précisément au niveau des HS. Au contraire, l'absence de GAGs sulfatés induit par le chlorate de sodium, un inhibiteur de la PAPs (donneur de sulfates), a permis d'augmenter l'activité de l'activité cathepsine D et également d'inhiber l'accumulation ou d'induire la dégradation de l'α-synucléine. Pour la première fois, il a été montré que les GAGs sont capables d'agir sur l'activité cathepsine D à l'intérieur de la cellule et de réguler l'accumulation/dégradation de l'α-synucléine. / Pas de résumé anglais

Les signatures histopathologiques de principales maladies neurodégénératives - maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson - sont les enchevêtrements neurofibrillaires formés par la protéine tau et les corps de Lewy, formés par l'α-synucleine agrégée. Les mécanismes précis du repliement et de l'agrégation de ces protéines, pour la protéine tau comme pour l'α-synucleine, ne sont pas totalement compris à ce jour. Ici, nous nous sommes intéressés à cette question en utilisant des modèles in vitro et in vivo. En étudiant l'agrégation tau in vitro, nous avons mis en évidence un nouvel auto- assemblage réversible de tau, qui dépend de la température et de la présence d’ions zinc, et qui est a priori différent de l'agrégation de tau en présence d'inducteurs d'agrégation tels que l'héparine. Ce processus pourrait néanmoins être impliqué dans les premières étapes de l'agrégation pathologique de tau. Dans une deuxième partie nous avons développé des modèles murin pour étudier les dysfonctionnement de l’α-synucleine. Nous avons montré que l’α-synucleine est directement impliquée dans le développement embryonnaire de régions spécifiques du système nerveux, et qu'elle a des propriétés modulatrices seulement sur les neurones dopaminergiques de la substantia nigra, qui sont touchés dans la maladie de Parkinson.Les résultats obtenus dans nos études de deux protéines qui subissent une agrégation pathogène et forment des inclusions intracellulaires ont contribué à la compréhension des processus moléculaires et cellulaires associés à la dégénérescence neuronale, ce qui fournira de nouvelles pistes pour développer de nouvelles stratégies de thérapies de maladies neurodégénératives. / The histopathological hallmarks of the most common neurodegenerative diseases – Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease are neurofibrillary tangles formed by tau protein and Lewy bodies inclusions formed by aggregated α-synuclein. The formation and accumulation of these proteins into inclusions cause functional disruptions of the cytoskeleton and leads to neuronal degeneration. The precise mechanisms of tau and synuclein misfolding and aggregation leading to those cellulare incluses, even though very studied, are not fully understood neither for tau protein nor for α-synuclein.Here we have addressed this question using both in vitro and in vivo models. Investigating tau aggregation in vitro, we have found a reversible self-assembly of tau, which depends on temperature and is induced by zinc ions, which is different from the tau aggregation in the presence of aggregation-inducers such as heparin. This process could be implicated in the first steps of tau pathological aggregation. In a second part, we have developed a mouse model for studying the α-synuclein dysfunction. We have shown that α- synuclein is directly involved in the embryonic development of the specific regions of the nervous system, and that it has modulating effect only on the populations of dopaminergic neurons of substantia nigra, which are affected in Parkinson’s disease.Results obtained in our studies of two proteins that undergo pathogenic aggregation and form intracellular inclusions contributed to understanding of molecular and cellular processes associated with neuronal degeneration, which is important for the development of new disease-modifying therapies of neurodegenerative disorders.