Les voies ferrées n'ont cessé d'évoluer depuis l'apparition du premier rail en fer laminé (1789). Les traverses en bois laissent maintenant place à des traverses en béton alors que dans certains pays et dans les tunnels, le ballast est remplacé par des dalles continues en béton armé ou non. Ce type de voie nécessite cependant l'intégration de systèmes supports de rails permettant d'assurer le confort des passagers. Le système "low vibration track" développé par la société Sonneville fait partie de ce type de système. Il se compose d'un blochet en béton reposant sur une semelle micro-cellulaire le tout étant intégré dans un "chausson" en caoutchouc noyé dans la dalle en béton non armé. Ce système équipe aujourd'hui un peu plus de 1100 km de voies de par le monde dont les voies du tunnel sous la Manche, tunnel ayant la section sous-marine la plus longue du monde.Ce travail rentre dans le cadre de la chaire de recherche commune à l'Ecole des Ponts ParisTech et au groupe Eurotunnel et s'intéresse, d'une part à l'étude du comportement dynamique et, d'autre part à la dégradation de la voie ferroviaire du tunnel sous la Manche.La première partie de ce travail présente les modèles existants appliqués aux voies ballastées et propose de développer des modèles pour les voies non ballastées. En utilisant une condition périodique en régime stationnaire, on démontre que la distribution des efforts sur les systèmes supports est gouvernée par une relation caractéristique qui ne dépend pas du comportement des supports. Ce résultat permet de proposer un "système équivalent" de la voie représenté par un ressort caractérisé par sa rigidité et une pré-force qui ne dépendent que des caractéristiques du rail et du chargement. Ce modèle analytique permet alors de calculer rapidement la réponse dynamique de la voie quel que soit le comportement des supports (linéaires ou non linéaires), ce modèle ayant été validé par confrontation avec les résultats des mesures réalisées en tunnel. Ce modèle a enfin été développé pour une voie dont les supports présentent des propriétés mécaniques différentes (supports sains ou endommagés) et a été implanté dans un logiciel (logiciel "EuroAnalyse") qui permet de calculer la réponse dynamique de la voie en intégrant l'évolution des caractéristiques mécaniques de la voie.La deuxième partie est consacrée à l'étude de l'endommagement des blochets en béton du système support. La première phase de cette étude porte sur la compréhension de ces endommagements à l'aide d'une modélisation éléments finis 3D du blochet, la seconde étant consacrée à la mise au point d'une méthode d'identification de ces endommagements en tunnel. Pour ce faire, ce travail met expérimentalement en évidence l'existence d'une variation des deux premières fréquences propres et du coefficient d'amortissement des blochets en fonction de leur état de dégradation. Les mesures sur blochet montrent en effet qu’il existe une corrélation entre l'état de dégradation des blochets et leur signature vibratoire, ces mesures étant en accord avec les calculs éléments finis effectués. La méthode de mesure des fréquences propres basée sur l'analyse modale a été implantée dans un logiciel (logiciel "EuroDetection") qui fera partie intégrante du système automatique de détection des endommagements des blochets en tunnel que la société Eurotunnel utilisera dans le cadre de ses campagnes de maintenance de la voie / Railways have been evolving since the onset of the first rail rolled iron (1789). Wooden sleepers now give way to concrete sleepers while in some countries and commonly in tunnels ballast is replaced by continuous concrete slabs. This type of track, however, requires the integration of rail supports systems to ensure passenger comfort. The "low vibration track" (LVT) system developed by the company Sonneville is such a system. It contains a concrete block based on a micro-cellular pad all integrated in a rubber boot embedded in the slab of unreinforced concrete. This system today covers more than 1100km of railway track around the world, including the Channel tunnel.This work takes place within the framework of joint research between Ecole des Ponts ParisTech and the Eurotunnel group, that investigates the railway dynamic behavior and the support system degradation in the Channel tunnel.The first part of this work presents existing models for ballasted tracks and proposes extended models for non-ballasted tracks. Using a periodic condition of the railway track in steady state it can be shown that the distribution of loads on the support systems is governed by a characteristic relation that does not depend on the support behavior. This result allows us to offer an equivalent system represented by a preloaded spring. This analytical model is then used to calculate the dynamic response of the track by combining with support behavior (linear or nonlinear). This model has been validated by comparison with measurement data in the Channel tunnel. Lastly, a model is presented for a track whose supports have different properties. This model allows rapid calculation of track leveling due to support damage and has been integrated into the new software "EuroAnalyse".The second part of this work deals with the degradation of the LVT concrete block. Firstly, the research focuses on the damage mechanism by calculating the block stress with the help of the finite element method. The result shows that the concrete experiences tension stresses which can lead to damage by fatigue loads. Secondly, a method of identification is developed to monitor the concrete blocks in a tunnel. We show that the eigen frequencies of the block depend on its damage level and this is demonstrated by data and simulations. The method of measuring the eigen frequencies based on modal analysis has been integrated into the software "EuroDetection" which will be part of the track monitoring system for Eurotunnel

Nous étudions la migration radiale des étoiles, et testons son impact sur l’évolution chimique de la Voie Lactée. Pour cela nous utilisons une simulation N-corps+SPH (Gadget-3) de galaxie fortement barrée, afin d’étudier la migration radiale induite par la barre. Nous examinons un nouveau mécanisme de migration radiale: une fraction des étoiles piégées à la corotation de la barre, se déplacent avec le rayon de corotation lorsque celui-ci va vers l’extérieur (quand la vitesse de rotation de la barre diminue, du fait de son évolution séculaire). Nous montrons que ce mécanisme affecte principalement les régions externes du disque, à condition que la corotation atteigne ces régions. Nous montrons également que ce mécanisme n’a pas d’effets dans la Voie Lactée, car les estimations observationnelles des caractéristiques de la barre, indiquent que la corotation est loin des zones externes. Nous analysons également la migration radiale dans cette simulation, afin de construire un modèle empirique de diffusion stellaire dans le disque, et nous incluons ce modèle dans un code semi-analytique d’évolution chimique de galaxie. Nous testons la validité de cette approche en vérifiant que les galaxies simulées N-corps+SPH et semi-analytique ont des propriétés morphologiques et chimiques similaires. Nous appliquons ensuite notre modèle à la Voie Lactée, en adaptant les paramètres du modèle. Puis, nous comparons les résultats obtenus avec un grand nombre d’observations concernant le voisinage solaire (relation âge-métallicité, distribution de métallicité, relation a/Fe vs Fe/H et la bimodalité disque mince - disque épais) , et les gradients radiaux d’abondance. / We study the radial migration of stars, and test its impact on the chemical evolution of the Milky Way. For this we use a simulation-body + SPH (Gadget-3) strongly barred galaxy to study the radial migration induced by the bar. We examine a new mechanism of radial migration: a fraction of stars trapped at corotation with the bar, move with the corotation radius when it goes outwards (when the rotational speed of the bar decreases, because of its secular evolution). We show that this mechanism affects mainly the outer regions of the disc, provided that the corotation reaches these regions. We also show that the mechanism has no effects in the Milky Way, as the observational estimates of the characteristics of the bar indicates that the corotation is not in the outer regions. We also analyze the radial migration in this simulation to construct an empirical model of diffusion in the stellar disk, and we include this model in a semi-analytic code of chemical evolution of galaxy. We test the validity of this approach by ensuring that the galaxies simulated with N-body + SPH and semi-analytic have similar morphological and chemical properties. We then apply our model to the Milky Way, by adapting the model parameters. Then, we compare the results obtained with a large number of observations on the solar neighborhood (age-metallicity relation, metallicity distribution, relationship O/Fe vs. Fe/H and bimodality thin disk - thick disk), and radial gradients of abundances.

L’identification de signaux impliqués dans la formation des cellules endocrines pancréatiques permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur les mécanismes régissant la différenciation des cellules endocrines et de nouvelles applications dans le domaine de la génération de cellules sécrétrices d’insuline afin de traiter des patients atteints de diabète. C’est dans ce contexte que nous avons étudié l’expression et la fonction du récepteur membranaire Glial cell line derived neurotrophic factor Family Receptor α 3 (Gfrα3) et de son ligand Artemin au cours du développement du pancréas et dans le pancréas adulte chez la souris. Des techniques de PCR quantitatives, d’hybridations in situ et d’immunofluorescences nous ont permis de caractériser l’expression de Gfrα3, d’Artn mais aussi d’autres ligands et récepteurs de cette famille. Nous avons aussi utilisé un modèle de souris perte de fonction et générer un modèle de souris transgénique sur exprimant Artn dans le pancréas afin d’étudier la fonction de la voie de signalisation Artn/Gfrα3 dans le pancréas. Nous avons ainsi découvert que le récepteur Gfrα3 est exprimé au cours du développement du pancréas par les progéniteurs endocrines, les cellules insulines-positives et glucagon-positives ainsi que les cellules embryonnaires neuronales. Au stade adulte, Gfrα3 n’est pas exprimé par les cellules à insuline et est exprimé par quelques cellules à glucagon. A ce stade, son expression est aussi observée au niveau des cellules gliales, ainsi que des neurones du système nerveux sympathique et parasympathique. Les différentes expériences de perte et de gain de fonction réalisées afin de comprendre le rôle pancréatique de Gfrα3, ont révélé que ce récepteur n’est pas essentiel à la différenciation et au maintien des cellules endocrines, ni à la formation et au maintien de l’innervation endocrine. En conclusion, nous avons découvert et caractérisé un nouveau marqueur de surface exprimé dans les cellules endocrines pancréatiques en développement. Cette caractéristique pourrait s’avérer utile pour purifier par cytométrie en flux et étudier des sous populations cellulaires générées au cours des protocoles de différentiation in vitro visant à générer de nouvelles cellules sécrétrices d’insuline pour une thérapie cellulaire du diabète. / The generation of therapeutic ß-cell from human embryonic stem cells relies on the identification of growth factors that faithfully mimic pancreatic ß-cell development in vitro. In this context, the aim of the study was to determine the expression and function of a novel endocrine progenitor surface marker, the Glial cell line derived neurotrophic factor receptor α3 (Gfrα3) and its ligand Artemin in islet cell development and function.RT-PCR, In situ hybridization and immunochemistry were used to characterize the expression of Gfra3 and Artn mRNAs and proteins as well as of other members of the GDNF receptor and ligand family. We used Gfra3-deficient mice to study Gfrα3 function and generated a transgenic mice over expressing Artn in the embryonic pancreas to study Artn function. We found that Gfrα3 is expressed at the surface of a subset of Ngn3-positive endocrine progenitors as well as of embryonic α- and ß-cells, while Artn is found in the pancreatic mesenchyme. Adult ß-cell lack Gfrα3, but rare ß cell express the receptor. Gfrα3 is also found in parasympathetic and sympathetic intra islets neurons as well as in glial cell in the embryonic and adult pancreas. The loss of Gfrα3 or overexpression of Artn has no impact on Ngn3-and islet cell formation and maintenance in the embryo. Islet organisation and innervation as well as glucose homeostasis is normal in Gfrα3-deficient mice. Our data show that Gfrα3 is dispensable for islet cell differentiation and innervation suggesting functional redundancy. Gfrα3 could be instrumental as a surface marker for antibody–mediated sorting and characterization of relevant cell population during islet cell differentiation.

La voie orale est le mode d’administration le plus utilisé pour les médicaments. Ce mode d’administration présente de nombreux avantages tels que la facilité d’administration et une grande observance par les patients. Une des principales limitations de l’utilisation de la voie orale pour l’administration de molécules actives est que ces molécules doivent traverser les membranes biologiques pour rejoindre la circulation sanguine systémique et atteindre leur site d’action. C’est cette étape de passage transmembranaire qui détermine la biodisponibilité de la molécule active (ou principe actif, PA). De nombreuses molécules présentent une activité thérapeutique intéressante mais leur développement galénique n’est pas envisageable du fait de leur biodisponibilité trop faible. Dans cette thèse, le principe de la rétention magnétique a été étudié. Nous avons cherché à prouver que le fait de retenir, à l’aide d’un aimant, une formulation magnétique contenant un principe actif, peu perméable, à proximité de son site de passage dans la circulation sanguine, permettrait d’en augmenter l’absorption à travers la membrane biologique et ainsi d’en améliorer la biodisponibilité. Des formes magnétiques contenant des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer ont été mises au point à l’échelle du laboratoire puis transférées à l’échelle industrielle en process galénique. L’efficacité de la rétention magnétique a été testée ex vivo et in vivo sur modèle animal. Ces études pharmacocinétiques couplées à des techniques d’imagerie ont permis de montrer que la biodisponibilité du principe actif pouvait être multipliée par trois grâce à la rétention magnétique. L’accumulation de vecteurs magnétiques à l’endroit désiré du tractus gastro-intestinal provoque une surconcentration du principe actif menant à une augmentation de son passage transmembranaire et ainsi à l’augmentation de la dose absorbée dans la circulation systémique. / Oral administration still remains the route of choice for the majority of pharmaceutical dosage forms due to higher patient comfort and reduced cost of treatment. One of the major drawbacks of using the oral route to deliver drugs is that these molecules need to cross biological membranes in order to pass to the bloodstream and reach their physiological target. A large number of drugs with high clinical potential have not yet been employed because of their limited bloodstream access. Therefore, there is a real need to develop new methodologies addressing the problem of low permeable drugs used in oral administration. In this work we studied retention using an external magnetic field as a mean to maintain magnetic carriers near the absorption site of the drug. It was proven that an effective retention can cause over-concentration of the drug near the intestinal membrane thus increasing its bioavailability. For this purpose, we designed magnetic carriers, first, at the lab scale, and then using industrial processes. Magnetic retention efficiency was subsequently studied using ex vivo and in vivo experiments. Pharmacokinetics studies coupled with imaging techniques showed that magnetic retention provided a threefold increase in drug bioavailability. Finally, it was shown that retention of magnetic carriers near the absorption window of the drug can lead to overconcentration of the drug and increased transport through intestinal membrane resulting in a higher absorbed fraction reaching the bloodstream.

Le système neuro-sensoriel est considéré comme une synapomorphie des eumétazoaires, sur la base de la présence, chez ces organismes, du neurone. Les éponges, en tant que métazoaires non-bilatériens, sont d’un intérêt tout particulier pour comprendre l’origine et l’évolution de nombreux processus développementaux, tels que la mise en place du système neuro-sensoriel. Même si elles ne possèdent pas de neurones, ce ne sont pas des organismes passifs ; elles présentent des formes de communication chimiques et électriques. Cependant, rien n’est actuellement connu concernant les types cellulaires ni les mécanismes précis impliqués dans ces processus. Dans cette perspective de recherche, l’éponge homoscléromorphe Oscarella lobularis a été choisie comme modèle lors de cette thèse. Dans un premier temps, différents travaux pour la caractériser ont été réalisés. L’étude de ses relations phylogénétiques au sein des homoscléromorphes a notamment permis de restaurer une ancienne famille : les Oscarellidae. Je me suis attachée par la suite à identifier des gènes connus pour être impliqués dans la mise en place du système nerveux chez les eumétazoaires. Parmi les mécanismes moléculaires connus, la voie de signalisation Notch semble incontournable chez les bilatériens. Son origine et son évolution ont été étudiées à l’échelle des eucaryotes, révélant ainsi que cette voie est une synapomorphie des métazoaires bien que plusieurs de ses composants soient plus anciens. Mes résultats d’immunolocalisation de la protéine Notch révèlent un marquage dans les choanocytes. En parallèle, j'ai également montré l'expression dans ces cellules d'un facteur de transcription apparenté aux NK6-7, familles jouant un rôle dans la neurogenèse chez les bilatériens. Ces résultats semblent appuyer une hypothèse récente proposant que les choanocytes pourraient avoir des fonctions neuro-sensorielles. L'intégration d’autres données (moléculaires, physiologiques, biochimiques…) reste cependant indispensable à la validation de cette hypothèse et sont en cours de développement. Plus globalement, ces résultats vont dans le sens d'hypothèses récentes qui suggèrent que l'ancêtre commun des métazoaires présentait déjà une relative complexité moléculaire et fonctionnelle, même si ces fonctions devaient être assurées par des cellules multifonctionnelles. / The neuro-sensory system is considered to be a eumetazoan synapomorphy. Indeed, all these organisms share a specifialized cell: the neurone. Sponges, as non-bilateiran, are of special interest to investigate the origin and evolution of developmental processes, such as the emergence of neuro-sensory system. Although they are nerveless, sponges are not passive organisms; they harbour chemical and electric communication. Nevertheless, presently, nearly nothing is known concerning implicated cell types or conduction mechanisms. In the aim of understanding the nervous system origin, the homoscleromorph sponge Oscarella lobularis has been used as a sponge model in this thesis. First, diverse studies have been realised in order to characterise this species. The study of its phylogenetic position among homoscleromorph allowed us to restore an ancient family: the Oscarellidae. Then, I tried to identify genes that are known to be implicated in eumetazoan nervous system patterning. Among them, the Notch signalling pathway is crucial. Its origin and evolution have been investigated at the eukaryotic scale, revealing that this pathway is a metazoan synapomorphy, although several components emerged earlier. Notch protein immunolocalisation results in the staining of choanocytes. In parallel, I have also reported the expression pattern exclusively in this cell type, of a transcription factors related to NK6-7, those families being implicated in bilaterian neurogenesis. These results are in agreement with a recent hypothesis proposing that choanocytes may harbor neuro-sensory functions. The integration of other molecular, physiological and biochemical data is crucial to validate this hypothesis and is in progress. More globally, these results are in agreement with recent hypotheses suggesting a relative molecular and functional complexity of the metazoan common ancestor, although diverse functions may have been assumed by multifunctional cells.

La présente thèse sur travaux a pour objectif de montrer l’influence de la couche intermédiaire dans le comportement de la voie ferrée. Par analogie, la couche intermédiaire peut être assimilée à la sous-couche sur les lignes ferroviaires récentes. Elle est présente sur les lignes classiques construites depuis le début du réseau ferroviaire français au milieu du XIXème siècle. Cette couche est située sous le ballast et contribue à la stabilité de la voie. Elle s’est formée au cours du temps par l’interpénétration entre le ballast et le sol support. Sa densification a été obtenue par le passage des circulations durant près de 150 ans. Le présent travail s’appuie sur trois thèses réalisées au cours de la dernière décennie. Ces recherches réalisées par Trinh (2011), Duong (2013) et Lamas-Lopez (2016) ont permis de mieux appréhender le comportement de cette couche en étudiant respectivement le comportement hydromécanique d’une couche saine ; le mécanisme de création et dégradation de la couche intermédiaire ; et enfin son comportement dynamique. Sur la base de ces travaux, en se basant sur les approches de dimensionnement des structures développées dans le domaine routier et sur les données de maintenance des voies ferrées de groupes 3 et 4, on a pu développer une nouvelle approche de dimensionnement permettant la prise en compte de la couche intermédiaire dans le bon fonctionnement de la voie ferrée. La finalité de ce travail est de développer une méthodologie d’analyse du comportement de la voie afin de prescrire les « justes travaux » (RVB, relevage, assainissement…) permettant d’atteindre les objectifs de performance visés / The aim of this PhD thesis is to show the influence of the interlayer in the behaviour of the rail track. By analogy, the interlayer can be comparable with the sub-ballast layer on the high speed lines. It is present on the conventional lines built since the beginning of the French railway network in the middle of the 19th century. This layer is located under the ballast and contributes to the stability of the rail track. It was formed over time by the interpenetration between the ballast and the ground support. Its density was obtained by the passage of trains for almost 150 years. This work is based on three PhD theses carried out over the past decade. The research conducted by Trinh (2011), Duong (2013) and Lamas-Lopez (2016) has allowed a better understanding of the behaviour of this layer by respectively studying the hydraulic behaviour of a good layer; the creation mechanism of and degradation of the interlayer; and finally its dynamic behaviour. On the basis of this work and on approaches of sizing structures developed in roads, and on the data of maintenance of railways of UIC 3 and 4, we can develop a new approach to sizing by taking into account the role of the interlayer in the performance of the rail track. A method of analysis of the behaviour of the rail track has been developed to prescribe “good job” (track renewal, lifting, drainage…) in order to achieve the performance objectives

La synthèse protéique est une étape importante de la régulation de l'expression des gènes. Dans beaucoup d'espèces animales, les premières étapes du développement embryonnaire sont majoritairement ou exclusivement basées sur l'utilisation des messagers maternels stockés dans l'ovocyte. L'embryon d'oursin est un modèle avantageux pour l'étude du contrôle traductionnel de l'expression des gènes lors du développement précoce. La fécondation provoque l'activation de la machinerie traductionnelle conduisant à une augmentation de synthèse protéique nécessaire à la reprise des cycles mitotiques et au départ du développement embryonnaire. Les modifications touchant la machinerie traductionnelle qui ont lieu à la fécondation sont à l'origine du recrutement polysomal des messagers stockés. Ainsi, l'ensemble des ARNm maternels est-il globalement traduit, ou existe-t-il une sélection des ARNm qui vont être traduits précocement ? Et s'il y en a, quels sont les modes de sélection ? Au cours de ce travail de thèse, nous avons obtenu le répertoire complet des ARNm traductionnellement régulés à la fécondation, et montré que seule une sous-partie du stock de messager est traduite en réponse à la fécondation, avec un enrichissement de messagers codant pour des protéines régulatrices. Enfin, de manière originale, ce travail a permis la mise en évidence de la diversité et de la complexité des voies de signalisation en amont de la régulation traductionnelle, qui concourent à la sélectivité de la traduction. / Protein synthesis is a crucial step for gene expression regulation. In many animal species, the early steps of development are based on translation of stored maternal mRNAs. Sea urchin embryo is a powerful model to study translational control during early development. Fertilization triggers the activation of translational machinery, leading to the increase of protein synthesis which is necessary to cell cycle entry and early embryonic development. Translational machinery modifications are responsible for the polysomal recruitment of the stored maternal mRNAs. Thus, are all the stored maternal mRNAs translated, or is there any selection of the translated mRNAs? If so, what are the mechanisms driving this selectivity? Over this work, we obtained the entire subset of the translationally regulated mRNAs, and demonstrated that only a part of the stored maternal mRNAs is actively translated at sea urchin fertilization, with an important enrichment of mRNAs coding for regulatory proteins. Finally, this work highlighted the diversity and the complexity of the signaling network upstream the selective polysomal recruitment.

La voie olivocérébelleuse (OCP) comprend les fibres grimpantes (CFs), terminaisons axonales des neurones de l'olive inferieure (ION), et leurs cibles, les cellules de Purkinje (PCs). La OCP suit une topographie hautement organisée. A la suite d'une lesion unilatérale de la OCP mature, l'application locale du facteur trophique ‘BDNF’ dans le hemicervelet dénervé induit la reinnervation fonctionnelle des PCs par les CFs. L'objectif de ce travail a était de comprendre les mécanismes activés par le BDNF permettant la plasticité post-lésionnelle dans le OCP mature. Avec un modèle ex vivo chez la souris, nous avons montré que l’injection de BDNF dans le cervelet dénervé augmente la croissance des branchements transverses des CFs intactes. Cette réponse est médiée par l'augmentation de l’expression de Pax3 dans l'ION intact. La surexpression du Pax3 dans l’ION augmente le niveau de PSA-NCAM dans le hemicervelet dénervé, probablement sur les CFs. Cette expression de PSA-NCAM est nécessaire et suffisante pour la réinnervation CF-PC. Nous proposons que la plasticité activée par le BDNF dans l'OCP mature implique le Pax3 et le PSA-NCAM dans l’ION, qui sous-tendent la genèse des branchements des CFs et la reconnaissance correcte des PC dénervés. Pendant le développement de la OCP, la plasticité post-lésionnelle spontanée est plus importante, permettant la compensation anatomique et fonctionnelle. Dans notre modèle ex vivo au stade immature, nous avons montré que cette plasticité spontanée implique l'expression de Pax3 et de PSA-NCAM. Ces résultats suggèrent que la reinnervation post-lésionnelle dans la OCP mature active certains mécanismes de la plasticité développementale. / In the olivocerebellar pathway (OCP) the afferent climbing fibres (CFs), which are the terminal axon projections of the inferior olivary nucleus (ION), innervate cerebellar Purkinje cells (PCs). Following unilateral transection of mature OCP, the addition of the neurotrophic factor BDNF into the denervated cerebellum induces functional CF reinnervation of PCs. What mechanism underlies the BDNF-activated plastic window in the mature OCP and whether recapitulates developmental plasticity remains unknown. Using an optimized ex vivo model of the mouse OCP, we have found that the addition of BDNF into the de-afferented hemicerebellum induces both the outgrowth and elongation of transverse branches from intact CFs. This BDNF-induced plastic response is mediated by the up-regulation of the expression of transcription factor Pax3 in the intact ION. Increased pax3 gene in the ION up-regulates polysialic acid-neural cell adhesion molecule (PSA-NCAM), most likely in the olivocerebellar axons, which was found to be necessary and sufficient for CF reinnervation to PCs. We propose that the BDNF-activated plastic mechanism in the mature OCP involves the afferent Pax3 and PSA-NCAM, which underlies the sprouting of CFs and their appropriate recognition of denervated PCs. Early postnatal OCP shows a spontaneous plasticity following lesion that compensates anatomically and functionally for PC denervation. Using our ex vivo model of the OCP, we found that developmental post-lesion plasticity intrinsically activates and depends on the expression of Pax3 and PSA-NCAM. These results suggest that BDNF treatment in mature OCP reactivates some steps of developmental plasticity mechanisms.

La modification des profils spécifiques en acides gras (AG) dans des huiles végétales peut servir à l’amélioration de leur qualité nutritionnelle, mais également à l’émergence d’une industrie biosourcée où les AG peuvent représenter une alternative aux ressources carbonées fossiles. Cependant des difficultés à modifier le profil en AG des huiles végétales, partagées par l’ensemble des équipes de recherche impliquées subsistent. Bien que la biosynthèse des AG est aujourd’hui bien caractérisée chez les plantes, des incertitudes persistent concernant les voies de transfert des AG du pool d’acyl-CoA vers les précurseurs lipidiques, et les formes de transport entre les différents compartiments impliqués dans les synthèses lipidiques. La carnitine est un acteur essentiel du trafic intracellulaire des AG chez l’animal et la levure. La présence avérée chez la plante d’acyl-Carnitines au côté de la carnitine libre, et la mise en évidence d’activités enzymatiques associées, prouvent également le lien entre la carnitine et le métabolisme des AG. Le travail de cette thèse a donc porté sur un approfondissement des connaissances sur le rôle de la carnitine dans le métabolisme lipidique chez Arabidopsis thaliana. A ce titre, nous avons pu montrer par LC-QQQ-MS/MS dans nos extraits végétaux, que l’oléoyl-, la palmitoyl- et la stéaroyl-Carnitine sont les espèces majoritaires et correspondent aux 3 AG (C18:1, C16:0 et C18:0) principalement synthétisés et exportés des plastes, pour alimenter la synthèse lipidique de la voie eucaryotique. De plus, une augmentation significative des teneurs en acyl-Carnitines a été mesurée dans des processus développementaux nécessitant une forte synthèse de glycérolipides, tels que le développement post-Germinatif (2 j post-Imbibition) ou lors de l’organogenèse racinaire, en concomitance avec le niveau d’expression des gènes marqueurs de la synthèse lipidique eucaryotique. D’autre part, la comparaison des teneurs en acyl-Carnitines et en carnitine estérifiée a révélée un résultat inédit montrant qu’une grande fraction de la carnitine est estérifiée à des AG inhabituels ou des acides organiques que nous cherchons actuellement à identifier par LC-QTOF-MS/MS. Ainsi, l’ensemble de nos résultats suggèrent que la carnitine pourrait être impliquée dans le trafic intracellulaire d’AG pour la synthèse de lipides eucaryotiques et de lipides particuliers et/ou dans la prise en charge d’acides organiques encore non identifiés dans les plantes. / Specific modification of fatty acid profiles (FA) in vegetable oils can help to improve their nutritional quality but also to the development of a bio-Based industry where FA may represent an alternative to fossil fuel sources. However problems to modify the FA profile of vegetable oils still remain and are shared by all the teams involved. Although the biosynthesis of AG is now well characterized in plants, uncertainties remain about the tranfert of AG of acyl-CoA pool to lipid precursors and the forms of transport between different compartments involved in lipid synthesis. Carnitine plays an essential role in intracellular trafficking of FA in animals and yeast. The known presence of acyl-Carnitines in plant alongside the free carnitine, and measurement of associatied-Enzymatic activities also show the link between FA metabolism and carnitine. During this thesis we tried to improve our understanding of the role of carnitine in lipid metabolism in Arabidopsis thaliana. We have shown by LC-QQQ-MS / MS in our plant extracts that oleoyl-, palmitoyl- and stearoyl-Carnitine are the predominant species and correspond to the three main AG (C18:1, C16:0 and C18:0) synthesized and exported from the plastids to supply the lipid synthesis of the eukaryotic pathway. Moreover, a significant increase of the levels of acyl-Carnitines were measured in developmental processes requiring high glycerolipid synthesis, such as the post-Germinative growth (2 days post-Imbibition) during root organogenesis, concomitantly with the level of expression of the eukaryotic lipid synthesis marker genes. Furthermore, comparison of the levels of acyl-Carnitine and carnitine ester revealed an unpublished results showing that a large fraction of carnitine is esterified to unusual FA or organic acids that we are currently identifing by LC QTOF-MS/MS. Thus, all of our results suggest that carnitine could be involved in the intracellular traffic of FA for the synthesis of lipids and particular eukaryotic lipids and/or in the transport of yet unidentified organic acids in plants.

La protéine précurseur du peptide amyloïde (APP) est un élément central dans l'apparition et le développement de la maladie d'Alzheimer. L'APP possède deux voies de maturations distinctes. La maturation dite amyloïdogénique, via la béta-sécrétase, a principalement lieu au niveau des endosomes et entraine la production de peptides béta-amyloïdes neurotoxiques au-delà d'un certain seuil. La voie non-amyloïdogénique, via l'alpha-sécrétase, a quant à elle lieu au niveau de la membrane plasmique et entraîne la libération de fragments solubles sAPP alpha; neuroprotecteurs. Dans un premier temps, nos travaux ont mis en évidence que le récepteur de la sérotonine de type 4 (5-HT4R), l'alpha-sécrétase ADAM10 et l'APP forment un complexe protéique et que le récepteur 5-HT4 est capable de moduler à la fois l'adressage membranaire de l'alpha-sécrétase ADAM10 et de l'APP mais aussi leur maturation. Par cette modulation, le récepteur 5-HT4 peut favoriser de façon constitutive la libération de sAPP alpha. Dans un second temps, nous avons mis en place une approche protéomique, basée sur la recherche de protéines interagissant avec ce complexe et pouvant influencer le trafic cellulaire de l'ADAM10 ou de l'APP et favoriser la voie non-amyloïdogénique. Ces travaux nous permettent d'émettre des hypothèses originales quant aux mécanismes communs de régulation, à la fois de l'endocytose et du trafic du récepteur 5-HT4, de l'ADAM10 et de l'APP. Ces mécanismes mettent en cause le complexe AP-2 et un autre complexe protéique impliqué dans le trafic intracellulaire du précurseur de la protéine amyloïde. / The amyloid precursor protein (APP) is the key element in the appearance and the development of Alzheimer's disease (AD). Basically, APP can be processed following two maturation pathways. The fist one, named the amyloidogenic pathway, involves a secretase, occurs mostly in the endosomes and leads to the release ofbeta-amyloïd peptides that are neurotoxics if overproduced. The second one, named the non-amyloidogenic pathway, involves analpha-secretase, occurs mostly at the plasma membrane and leads to the release of soluble APP alpha fragments that are neuroprotective. First, our work demonstrated that a serotonin receptor, the 5-HT4 receptor (5-HT4R), is able to form a protein complex with the alpha-secretase ADAM10 and APP and that this receptor could modulate ADAM10 and APP trafficking and maturation. By this way, the 5-HT4 receptor is able to increase ADAM10 and APP cell surface localization and to constitutively promote sAPP alpha release. In a second time, using an unbiased proteomic approach, we focused on the quest of protein partners able to interact with this complex and to promote the non-amyloïdogenic pathway. This work allowed us to propose original hypothesis about shared mechanisms able to regulate 5-HT4R, APP and ADAM10 endocytosis and trafficking. These mechanisms involve the AP-2 complex and another protein complex involved in the cellular trafficking of the amyloid precursor protein.