Interactions gène-environnement dans l'obésité associée à l'hypertension chez le rat : rôle du locus génique du TNF-[alpha] trouvé sur le chromosome-20

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Présence nucléaire et rôle de la monoxyde d'azote synthase endothéliale dans la régulation de la transcription génique

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Bases génétiques de la différenciation adaptative en milieu anthropisé chez Macoma balthica, un bivalve marin à fort flux génique

Dans un contexte environnemental anthropisé, fragmenté et soumis à un changement climatique rapide, l’appréhension des processus d'adaptation locale des organismes marins par l'étude de zones de contact entre taxa proches constitue une approche privilégiée. Dans ces zones, des génotypes hybrides persistent malgré un état de maladaptation liée à des incompatibilités génétiques endogènes et/ou des barrières exogènes. L'histoire biogéographique complexe de la telline baltique Macoma balthica fait émerger quatre zones hybrides européennes, dont l'une, localisée autour de la Pointe Finistère (France), est le résultat d’un contact entre deux stocks génétiques ayant divergé en allopatrie. Ces divergences sont susceptibles de rompre la coadaptation entre génomes nucléaire et mitochondrial en raison de l'émergence d'incompatibilités mitonucléaires (MNIs). Ainsi, les sous-unités protéiques des cinq complexes de la chaine OXPHO sont codées à la fois par des gènes nucléaires et mitochondriaux, et une coévolution intergénomique étroite est requise pour maintenir la production énergétique cellulaire. De précédentes données de transcriptomique dévoilent de probables MNIs chez M. balthica au niveau des complexes respiratoires I et V, Afin d’apporter des éléments de compréhension aux mécanismes de maintien des zones hybrides dans un contexte de pression anthropique, le présent travail se propose de tester l'hypothèse de putatives MNIs dans cette zone de contact. Pour cela, (i) six mitogénomes correspondant à cinq lignées haplotypiques divergentes en Europe ont été séquencés et l'architecture génomique a été étudiée conjointement à une cartographie des mutations des 13 gènes mitochondriaux, (ii) le niveau de transcription de 5 gènes nucléaires et 8 gènes mitochondriaux (complexe I à V) des individus hybrides a été comparé à celui des lignées parentales après détermination du statut d'hybridation de chaque individu (six populations françaises). A défaut d'apporter des éléments de réponses concrets quant à l'existence de MNIs chez M. balthica, et ses répercussions évolutives en terme de dépression d'hybridation, ce travail constitue un tremplin vers une étude approfondie de la zone hybride française en développant de nouveaux outils moléculaires, et de solides techniques expérimentales pour la conduite de futurs croisements artificiels.

Caractérisation structurale de Miz-1 dans le cadre de la répression génique causée par le complexe c-Myc/Miz-1

Résumé : c-Myc est un facteur de transcription (FT) dont les niveaux cellulaires sont dérégulés dans la majorité des cancers chez l’homme. En hétérodimère avec son partenaire obligatoire Max, c-Myc lie préférentiellement les séquences E-Box (CACGTG) et cause l’expression de gènes impliqués dans la biosynthèse des protéines et des ARNs, dans le métabolisme et dans la prolifération cellulaire. Il est maintenant bien connu que c-Myc exerce aussi son potentiel mitogène en liant et inhibant différents FTs impliqués dans l’expression de gènes cytostatiques. Entre autres, c-Myc est en mesure d’inhiber Miz-1, un FT comportant 13 doigts de zinc de type Cys2-His2 (ZFs) impliqué dans l’expression de plusieurs gènes régulateurs du cycle cellulaire comprenant les inhibiteurs de CDK p15[indice supérieur INK4], p21[indice supérieur CIP1] et p57[indice supérieur KIP2]. Plus récemment, il fut démontré qu’en contrepartie, Miz-1 est aussi en mesure de renverser les fonctions activatrices de c-Myc et de prévenir la prolifération de cellules cancéreuses dépendantes de c-Myc. Ces différentes observations ont mené à la suggestion de l’hypothèse intéressante que la balance des niveaux de Miz-1 et c-Myc pourrait dicter le destin de la cellule et a permis d’établir Miz-1 comme nouvelle cible potentielle pour le développement d’agents anti-cancéreux. Malgré le fait que ces deux protéines semblent centrales à la régulation du cycle cellulaire, les mécanismes moléculaires leur permettant de s’inhiber mutuellement ainsi que les déterminants moléculaires permettant leur association spécifique demeurent assez peu documentés pour le moment. De plus, la biologie structurale de Miz-1 demeure à être explorée puisque qu’aucune structure de ses 13 ZFs, essentiels à sa liaison à l’ADN, n’a été déterminée pour l’instant. Les travaux réalisés dans le cadre cette thèse visent la caractérisation structurale et biophysique de Miz-1 dans le contexte de la répression génique causée par le complexe c-Myc/Miz-1. Nous présentons des résultats d’éxpériences in vitro démontrant que Miz-1 interagit avec c-Myc via un domaine contenu entre ses ZFs 12 et 13. De plus, nous démontrons que Miz-1 et Max sont en compétition pour la liaison de c-Myc. Ces résultats suggèrent pour la permière fois que Miz-1 inhibe les activités de c-Myc en prévenant son interaction avec son partenaire obligatoire Max. De plus, ils laissent présager que que Miz-1 pourrait servir de référence pour le développement d’inhibiteurs peptidiques de c-Myc. Finalement, nous avons réalisé la caractérisation structurale et dynamique des ZFs 1 à 4 et 8 à 10 de Miz-1 et avons évalué leur potentiel de liaison à l’ADN. Les résultats obtenus, couplés à des analyses bio-informatiques, nous permettent de suggérer un modèle détaillé pour la liaison spécifique de Miz-1 à son ADN consensus récemment identifié.

Rational design of serine protease inhibitors

Proteases regulate a spectrum of diverse physiological processes, and dysregulation of proteolytic activity drives a plethora of pathological conditions. Understanding protease function is essential to appreciating many aspects of normal physiology and progression of disease. Consequently, development of potent and specific inhibitors of proteolytic enzymes is vital to provide tools for the dissection of protease function in biological systems and for the treatment of diseases linked to aberrant proteolytic activity. The studies in this thesis describe the rational design of potent inhibitors of three proteases that are implicated in disease development. Additionally, key features of the interaction of proteases and their cognate inhibitors or substrates are analysed and a series of rational inhibitor design principles are expounded and tested. Rational design of protease inhibitors relies on a comprehensive understanding of protease structure and biochemistry. Analysis of known protease cleavage sites in proteins and peptides is a commonly used source of such information. However, model peptide substrate and protein sequences have widely differing levels of backbone constraint and hence can adopt highly divergent structures when binding to a protease’s active site. This may result in identical sequences in peptides and proteins having different conformations and diverse spatial distribution of amino acid functionalities. Regardless of this, protein and peptide cleavage sites are often regarded as being equivalent. One of the key findings in the following studies is a definitive demonstration of the lack of equivalence between these two classes of substrate and invalidation of the common practice of using the sequences of model peptide substrates to predict cleavage of proteins in vivo. Another important feature for protease substrate recognition is subsite cooperativity. This type of cooperativity is commonly referred to as protease or substrate binding subsite cooperativity and is distinct from allosteric cooperativity, where binding of a molecule distant from the protease active site affects the binding affinity of a substrate. Subsite cooperativity may be intramolecular where neighbouring residues in substrates are interacting, affecting the scissile bond’s susceptibility to protease cleavage. Subsite cooperativity can also be intermolecular where a particular residue’s contribution to binding affinity changes depending on the identity of neighbouring amino acids. Although numerous studies have identified subsite cooperativity effects, these findings are frequently ignored in investigations probing subsite selectivity by screening against diverse combinatorial libraries of peptides (positional scanning synthetic combinatorial library; PS-SCL). This strategy for determining cleavage specificity relies on the averaged rates of hydrolysis for an uncharacterised ensemble of peptide sequences, as opposed to the defined rate of hydrolysis of a known specific substrate. Further, since PS-SCL screens probe the preference of the various protease subsites independently, this method is inherently unable to detect subsite cooperativity. However, mean hydrolysis rates from PS-SCL screens are often interpreted as being comparable to those produced by single peptide cleavages. Before this study no large systematic evaluation had been made to determine the level of correlation between protease selectivity as predicted by screening against a library of combinatorial peptides and cleavage of individual peptides. This subject is specifically explored in the studies described here. In order to establish whether PS-SCL screens could accurately determine the substrate preferences of proteases, a systematic comparison of data from PS-SCLs with libraries containing individually synthesised peptides (sparse matrix library; SML) was carried out. These SML libraries were designed to include all possible sequence combinations of the residues that were suggested to be preferred by a protease using the PS-SCL method. SML screening against the three serine proteases kallikrein 4 (KLK4), kallikrein 14 (KLK14) and plasmin revealed highly preferred peptide substrates that could not have been deduced by PS-SCL screening alone. Comparing protease subsite preference profiles from screens of the two types of peptide libraries showed that the most preferred substrates were not detected by PS SCL screening as a consequence of intermolecular cooperativity being negated by the very nature of PS SCL screening. Sequences that are highly favoured as result of intermolecular cooperativity achieve optimal protease subsite occupancy, and thereby interact with very specific determinants of the protease. Identifying these substrate sequences is important since they may be used to produce potent and selective inhibitors of protolytic enzymes. This study found that highly favoured substrate sequences that relied on intermolecular cooperativity allowed for the production of potent inhibitors of KLK4, KLK14 and plasmin. Peptide aldehydes based on preferred plasmin sequences produced high affinity transition state analogue inhibitors for this protease. The most potent of these maintained specificity over plasma kallikrein (known to have a very similar substrate preference to plasmin). Furthermore, the efficiency of this inhibitor in blocking fibrinolysis in vitro was comparable to aprotinin, which previously saw clinical use to reduce perioperative bleeding. One substrate sequence particularly favoured by KLK4 was substituted into the 14 amino acid, circular sunflower trypsin inhibitor (SFTI). This resulted in a highly potent and selective inhibitor (SFTI-FCQR) which attenuated protease activated receptor signalling by KLK4 in vitro. Moreover, SFTI-FCQR and paclitaxel synergistically reduced growth of ovarian cancer cells in vitro, making this inhibitor a lead compound for further therapeutic development. Similar incorporation of a preferred KLK14 amino acid sequence into the SFTI scaffold produced a potent inhibitor for this protease. However, the conformationally constrained SFTI backbone enforced a different intramolecular cooperativity, which masked a KLK14 specific determinant. As a consequence, the level of selectivity achievable was lower than that found for the KLK4 inhibitor. Standard mechanism inhibitors such as SFTI rely on a stable acyl-enzyme intermediate for high affinity binding. This is achieved by a conformationally constrained canonical binding loop that allows for reformation of the scissile peptide bond after cleavage. Amino acid substitutions within the inhibitor to target a particular protease may compromise structural determinants that support the rigidity of the binding loop and thereby prevent the engineered inhibitor reaching its full potential. An in silico analysis was carried out to examine the potential for further improvements to the potency and selectivity of the SFTI-based KLK4 and KLK14 inhibitors. Molecular dynamics simulations suggested that the substitutions within SFTI required to target KLK4 and KLK14 had compromised the intramolecular hydrogen bond network of the inhibitor and caused a concomitant loss of binding loop stability. Furthermore in silico amino acid substitution revealed a consistent correlation between a higher frequency of formation and the number of internal hydrogen bonds of SFTI-variants and lower inhibition constants. These predictions allowed for the production of second generation inhibitors with enhanced binding affinity toward both targets and highlight the importance of considering intramolecular cooperativity effects when engineering proteins or circular peptides to target proteases. The findings from this study show that although PS-SCLs are a useful tool for high throughput screening of approximate protease preference, later refinement by SML screening is needed to reveal optimal subsite occupancy due to cooperativity in substrate recognition. This investigation has also demonstrated the importance of maintaining structural determinants of backbone constraint and conformation when engineering standard mechanism inhibitors for new targets. Combined these results show that backbone conformation and amino acid cooperativity have more prominent roles than previously appreciated in determining substrate/inhibitor specificity and binding affinity. The three key inhibitors designed during this investigation are now being developed as lead compounds for cancer chemotherapy, control of fibrinolysis and cosmeceutical applications. These compounds form the basis of a portfolio of intellectual property which will be further developed in the coming years.

Flux Partitioning of Species Approach in Binary Interdiffusion Process

Validation of the flux partitioning of species model has been illustrated. Various combinations of inequality expression for the fluxes of species A and B in two successively grown hypothetical intermetallic phases in the interdiffusion zone have been considered within the constraints of this concept. Furthermore, ratio of intrinsic diffusivities of the species A and B in those two phases has been correlated in four different cases. Moreover, complete and or partial validation or invalidation of this model with respect to both the species, has been proven theoretically and also discussed with the Co-Si system as an example.

Modulação temporal de efeitos: uma abordagem dogmática e dialógica

A presente dissertação objetiva ampliar o tratamento dogmático da modulação temporal dos efeitos da decisão que reconhece a inconstitucionalidade de atos normativos. Busca-se também abordar a perspectiva prospectiva no controle de legalidade e na aferição de juridicidade dos demais atos não normativos praticados no âmbito dos três poderes. Além de abordar os pressupostos teóricos subjacentes à abordagem prospectiva, foram analisados os sistemas de controle de constitucionalidade e os distintos regimes conferidos às situações de invalidade. Promove-se a releitura do tema de forma a reconduzir a modulação dos efeitos temporais à ponderação entre os princípios constitucionais violados pela norma que se pretende declarar inválida e os que tutelam as relações jurídicas que se formaram durante a vigência da norma declarada inválida. Discorre-se particularmente sobre o tema no Brasil, evidenciando-se que a perspectiva prospectiva não se circunscreve apenas ao regramento formal estabelecido pelas normas infraconstitucionais. Por fim, apresenta-se a modulação de efeitos como uma ferramenta valiosa de diálogo institucional, que pode permitir a conciliação dos espaços próprios dos poderes constituídos, temperando um eventual ativismo judicial. Evidencia-se que a modulação temporal de efeitos funciona como ponte entre as teorias empíricas e normativas. Vale-se de abordagens consequencialistas e institucionais sem se descurar da preocupação normativa e dogmática. Permite concomitantemente o debate mais intenso e o diálogo entre os poderes, tudo com o objetivo de se assegurar a concretização dos preceitos constitucionais de uma forma mais harmônica e sistemática.

Invisíveis sociais: elementos para pensar formas de (des)integração de uma sociedade de capitalismo dependente

Diante do estreitamento do horizonte emancipatório para uma parcela significativa da população brasileira, procuramos, neste estudo, descrever a história real destes muitos, para não dizer milhões, que acabaram condenados à margem de formas sociais, econômicas, estilísticas, consagradas pelos aparatos ideológicos que perpetuam e justificam a reprodução da racionalidade do capital como o único e exclusivo sistema social. Na contemporaneidade, a mercantilização da vida em sociedade e seu indissociável processo de descartabilidade marcam presença constante no cenário das médias e grandes cidades brasileiras. Perscrutando o campo exploratório, presenciamos grupos humanos cada vez mais desvinculados do sistema produtivo. Destituídos de qualidades aceitáveis circunscritas à esfera econômica e moral capitalista, figuram, apenas, como paisagem, apenas, como fragmentos do universo objetivo. Vidas em sobrestado permanente, confundidas e misturadas com o descartável, sem lugar no mundo produtivo, galgam a invisibilidade social. É esta incivilidade levada ao seu paroxismo chamada invisibilidade que, aqui, identificamos e trazemos à luz. Uma invisibilidade que se constrói não pelo olhar, mas num imaginário persistente que fixa a pobreza como marca de inferioridade, potencializando um modo de ser que descredencia indivíduos para o exercício de seus direitos e da vida social, já que percebidos numa diferença incomensurável, aquém das regras da equivalência, isto é, da alteridade que a formalidade da lei e o exercício dos direitos deveriam concretizar. É neste espaço de interpelação do outro que a invisibilidade se constitui. Ela habita o registro do impensável, do conflito com a ideia de essência, de alteridade que arbitra todas as formas de ser. O invisível surge como alguém que não É, provocação que incita o estranhamento, o que o torna assediado por um forte ranço moral que preserva a depreciação de tudo que perdeu o valor de uso. É assim decretada a sua tripla negação: desistoricizado, desumanizado e dessignificado, mesclado a um universo de contravalores que imobilizam a vida, tornando-o incodificável, um personagem inefável colocando em xeque toda a lógica da representação. Nossa proposta, com este trabalho, foi o de ir além de um trabalho documental, mas de constatação e denúncia, procurando ultrapassar visões reducionistas que naturalizam a pobreza e a miséria, reencontrando assim, nas mediações e contrapontos, as contradições fundas que conduzem muitos a invalidação social, cujas violações e mutilações, de toda ordem, prosperam a favor de uma ordem econômica que se apresenta desvinculada e independente de limites e de justificações morais

Revisibilidade das licenças ambientais

Este trabalho tem como escopo analisar e delimitar o conceito, espécies, requisitos e consequências da revisibilidade das licenças ambientais. Não raras vezes, empreendedores, administradores públicos, juízes e todos os demais operadores do direito se veem em situações que contrapõem a estabilidade das relações jurídicas e a confiança legítima do comportamento estatal à necessidade de proteger o meio ambiente equilibrado para as presentes e futuras gerações. A revisão de licenças ambientais ainda vigentes é exatamente um dos campos onde essa análise tem espaço. Seja em circunstâncias provisórias ou definitivas, seja advinda de uma nulidade anterior ou de um fato ulterior, em determinadas hipóteses a iminência de dano ambiental faz com que o poder público não possa esperar o término da vigência do ato autorizativo para agir. Ao longo do texto, fixam-se as premissas para examinar cinco espécies de revisão: suspensão, modificação, cassação, invalidação e revogação das licenças ambientais, todas orientadas por algumas ideias comuns, mas cada uma delas com suas especificidades. Apresentam-se, outrossim, alguns contrapontos ao cabimento dessas medidas, notadamente a garantia constitucional de proteção do direito adquirido, não como objeção indiscriminada à atuação estatal, mas como forma de limitação dessa nos estreitos contornos traçados pelos princípios envolvidos. Ao final, trata-se também das consequências que podem advir desse ato revisor, em especial no que tange ao eventual cabimento de indenização ao empreendedor por ele afetado.

Reliable concentrated photovoltaic system with compound concentrator

Concentrated photovoltaic systems (CPVSs) draw more and more attention because of high photovoltaic conversion efficiency, low consumption of solar cell, and low cost of power generation. However, the fallibility of the tracker in such systems has hindered their practical application for more than twenty years. The tracker is indispensable for a CPVS since only normal-incident sunlight can be focused on the solar cell chips, even a slight deviation of incident light will result in a significant loss of solar radiation, and hence a distinct decrease in electricity output. Generally, the more accurate the tracker is, the more reliable the system is. However, it is not exactly the case for a CPVS reliability, because the more accurate the tracker is, the better environment it demands. A CPVS is usually has to subjected to harsh environmental conditions, such as strong wind, heavy rain or snow, and huge changes of temperature, which leads to the invalidation of the system's high-accuracy tracker. Hence, the reliability of a CPVS cannot be improved only by enhancing the tracker's accuracy. In this paper, a novel compound concentrator, combination of Fresnel lens and photo-funnel, has been adopted in a prototype CPVS. Test results show that the compound concentrator can relax the angle tolerance from one tenth to five degrees of arc at 400 suns, which can help a CPVS endure serious environment and remain its reliability over long period. The CPVS with compound concentrator is attractive for commercial application.

Regulatory RNA binding molecules : implication for diabetes pathogenesis

Le glucose est notre principale source d'énergie. Après un repas, le taux de glucose dans le sang (glycémie) augmente, ce qui entraine la sécrétion d'insuline. L'insuline est une hormone synthétisée au niveau du pancréas par des cellules dites bêta. Elle agit sur différents organes tels que les muscles, le foie ou le tissu adipeux, induisant ainsi le stockage du glucose en vue d'une utilisation future.¦Le diabète est une maladie caractérisée par un taux élevé de glucose dans le sang (hyperglycémie), résultant d'une incapacité de notre corps à utiliser ou à produire suffisamment d'insuline. A long terme, cette hyperglycémie entraîne une détérioration du système cardio-vasculaire ainsi que de nombreuses complications. On distingue principalement deux type de diabète : le diabète de type 1 et le diabète de type 2, le plus fréquent (environ 90% des cas). Bien que ces deux maladies diffèrent sur beaucoup de points, elles partagent quelques similitudes. D'une part, on décèle une diminution de la quantité de cellules bêta. Cette diminution est cependant partielle dans le cas d'un diabète de type 2, et totale dans celui d'un diabète de type 1. D'autre part, la présence dans la circulation de médiateurs de l'inflammation nommés cytokines est décelée aussi bien chez les patients de type 1 que de type 2. Les cytokines sont sécrétées lors d'une inflammation. Elles servent de moyen de communication entre les différents acteurs de l'inflammation et ont pour certaines un effet néfaste sur la survie des cellules bêta.¦L'objectif principal de ma thèse a été d'étudier en détail l'effet de petites molécules régulatrices de l'expression génique, appelées microARNs. Basé sur le fait que de nombreuses publications ont démontré que les microARNs étaient impliqués dans différentes maladies telles que le cancer, j'ai émis l'hypothèse qu'ils pouvaient également jouer un rôle important dans le développement du diabète.¦Nous avons commencé par mettre des cellules bêta en culture en présence de cytokines, imitant ainsi un environnement inflammatoire. Nous avons pu de ce fait identifier les microARNs dont les niveaux d'expression étaient modifiés. A l'aide de méthodes biochimiques, nous avons ensuite observé que la modulation de certains microARNs par les cytokines avaient des effets néfastes sur la cellule bêta : sur sa production et sa sécrétion d'insuline, ainsi que sur sa mort (apoptose). Nous avons en conséquence pu démontrer que ces petites molécules avaient un rôle important à jouer dans le dysfonctionnement des cellules bêta induit par les cytokines, aboutissant au développement du diabète.¦-¦La cellule bêta pancréatique est une cellule endocrine présente dans les îlots de Langerhans, dans le pancréas. L'insuline, une hormone sécrétée par ces cellules, joue un rôle essentiel dans la régulation de la glycémie. Le diabète se développe si le taux d'insuline relâché par les cellules bêta n'est pas suffisant pour couvrir les besoins métaboliques corporels. Le diabète de type 1, qui représente environ 5 à 10% des cas, est une maladie auto-immune qui se caractérise par une réaction inflammatoire déclenchée par notre système immunitaire envers les cellules bêta. La conséquence de cette attaque est une disparition progressive des cellules bêta. Le diabète de type 2 est, quant à lui, largement plus répandu puisqu'il représente environ 90% des cas. Des facteurs à la fois génétiques et environnementaux sont responsables d'une diminution de la sensibilité des tissus métabolisant l'insuline, ainsi que d'une réduction de la sécrétion de l'insuline par les cellules bêta, ce qui a pour conséquence le développement de la maladie. Malgré les différences entre ces deux types de diabète, ils ont pour points communs la présence d'infiltrat immunitaire et la diminution de l'état fonctionnel des cellules bêta.¦Une meilleure compréhension des mécanismes aboutissant à l'altération de la cellule bêta est primordiale, avant de pouvoir développer de nouvelles stratégies thérapeutiques capables de guérir cette maladie. Durant ma thèse, j'ai donc étudié l'implication de petites molécules d'ARN, régulatrices de l'expression génique, appelées microARNs, dans les conditions physiopathologiques qui aboutissent au développement du diabète. J'ai débuté mon étude par l'identification de microARNs dont le niveau d'expression était modifié lorsque les cellules bêta étaient exposées à des conditions favorisant à la fois le développement du diabète de type 1 (cytokines) et celui du diabète de type 2 (palmitate). Nous avons découvert qu'une modification de l'expression des miR-21, -34a et -146a était commune aux deux traitements. Ces changements d'expressions ont également été confirmés dans deux modèles animaux : les souris NOD qui développent un diabète s'apparentant au diabète de type 1 et les souris db/db qui développent plutôt un diabète de type 2. Puis, à l'aide de puces à ADN, nous avons comparé l'expression de microARNs chez des souris NOD pré-diabétiques. Nous avons alors retrouvé des changements au niveau de l'expression des mêmes microARNs mais également au niveau d'une famille de microARNs : les miR-29a, -29b et -29c. De manière artificielle, nous avons ensuite surexprimé ou inhibé en conditions physiopathologiques l'expression de tous ces microARNs et nous nous sommes intéressés à l'impact d'un tel changement sur différentes fonctions de la cellule bêta comme la synthèse et la sécrétion d'insulinè ainsi que leur survie. Nous avons ainsi pu démontrer que les miR-21, -34a, -29a, -29b, -29c avaient un effet délétère sur la sécrétion d'insuline et que la surexpression de tous ces microARNs (excepté le miR-21) favorisait la mort. Finalement, nous avons démontré que la plupart de ces microARNs étaient impliqués dans la régulation d'importantes voies de signalisation responsables de l'apoptose des cellules bêta telles que les voies de NFKB, BCL2 ou encore JNK.¦Par conséquent, nos résultats démontrent que les microARNs ont un rôle important à jouer dans le dysfonctionnement des cellules bêta lors de la mise en place du diabète.

The role of the hypothalamic kisspeptin/GPR54 system in the control of GnRH neurons

Summary : The hypothalamus represents less than 1 % of the total volume of the brain tissue, yet it plays a crucial role in endocrine regulations. Puberty is defined as a process leading to physical, sexual and psychosocial maturation. The hypothalamus is central to this process, via the activation of GnRH neurons. Pulsatile GnRH secretion, minimal during childhood, increases with the onset of puberty. The primary function of GnRH is to regulate the growth, development and function of testes in boys and ovaries in girls, by stimulating the pituitary gland secretion of luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH). Several factors contribute to the timing of puberty, including sex and ethnicity, genetics, dietary intake and energy expenditure. Kisspeptins constitute a family of small peptides arising from the proteolytic cleavage of metastin, a peptide with 54 amino acids initially purified from human placenta. These kisspeptins were the subject of much attention following their discovery because of their antimetastatic properties, but it was more recently that their determining role in the reproductive function was demonstrated. It was shown that kisspeptins are ligands of a receptor, GPR54, whose natural inactivating mutation in humans, or knockout in the mouse, lead to infertility. GnRH neurons play a pivotal role in the central regulation of fertility. Kisspeptin greatly increases GnRH release and GnRH neuron firing activity, but the neurobiological mechanisms for these actions are unknown. Gprotein-coupled receptor 54, the receptor for kisspeptin, is expressed by GnRH neurons as well as other hypothalamic neurons, suggesting that both direct and indirect effects are possible. In the first part of my thesis, we investigated a possible connection between the acceleration of sexual development induced by leptin and hypothalamic metastin neurons. However, the data generated by our preliminary experiments confirmed that the commercially available antibodies are non-specific. This finding constituted a major drawback for our studies, which relied heavily upon the neuroanatomical study of the hypothalamic metastinergic pathways to elucidate their sensitivity to exogenous leptin. Therefore, we decided to postpone any further in vivo experiment until a better antibody becomes available, and focused on in vitro studies to better understand the mechanisms of action of kisspeptins in the modulation of the activity of GnRH neurons. We used two GnRH-expressing neuronal cell lines to investigate the cellular and molecular mechanisms of action of metastin in GnRH neurons. We demonstrated that kisspeptin induces an early activation of the MAP kinase intracellular signaling pathway in both cell lines, whereas the SAP/JNK or the Akt pathways were unaffected. Moreover, we found an increase in GnRH mRNA levels after 6h of metastin stimulation. Thus, we can conclude that kisspeptin regulates GnRH neurons both at the secretion and the gene expression levels. The MAPK pathway is the major pathway activated by metastin in GnRH expressing neurons. Taken together, these data provide the first mechanism of action of kisspeptin on GnRH neurons. Résumé : L'hypothalamus est une zone située au centre du cerveau, dont il représente moins de 1 du volume total. La puberté est la période de transition entre l'enfance et l'age adulte, qui s'accompagne de transformations somatiques, psychologiques, métaboliques et hormonales conduisant à la possibilité de procréer. La fonction principale de la GnRH est la régulation de la croissance, du développement et de la fonction des testicules chez les hommes, et des ovaires chez les femmes en stimulant la sécrétion de l'hormone lutéinisante (LH) et de l'hormone folliculostimulante (FSH) par la glande hypophysaire. Plusieurs facteurs contribuent au déclanchement de la puberté, y compris le sexe et l'appartenance ethnique, la génétique, l'apport alimentaire et la dépense énergétique. Les Kisspeptines constituent une famille de peptides résultant de la dissociation proteolytique de la métastine, un peptide de 54 acides aminés initialement purifié à partir de placenta humain. Ces kisspeptines ont fait l'objet de beaucoup d'attention à la suite de leur découverte en raison de leurs propriétés anti-metastatiques, et c'est plus récemment que leur rôle déterminant dans la fonction reproductive a été démontré. Les kisspeptines sont des ligands du récepteur GPR54, dont la mutation inactivatrice chez l'homme, ou le knockout chez la souris, conduisent à l'infertilité par hypogonadisme hypogonadotrope. Les neurones à GnRH jouent un rôle central dans le règlement des fonctions reproductrices et la kisspeptine stimule l'activité des neurones à GnRH et la libération de GnRH par ces neurones. Toutefois, les mécanismes neurobiologiques de ces actions ne sont pas connus. Dans la première partie de ma thèse, nous avons étudié le lien potentiel entre l'accélération du développement sexuel induite par la leptine et les neurones hypothalamiques à metastine. Les données générées dans cette première série d'expériences ont malheureusement confirmé que les anticorps anti-metastine disponibles dans le commerce sont aspécifiques. Ceci a constitué un inconvénient majeur pour nos études, qui devaient fortement s'appuyer sur l' étude neuroanatomique des neurones hypothalamiques à metastine pour évaluer leur sensibilité à la leptine exogène. Nous avons donc décidé de focaliser nos travaux sur une étude in vitro des mécanismes d'action de la kisspeptine pour moduler l'activité des neurones à GnRH. Nous avons utilisé deux lignées de cellules neuronales exprimant la GnRH pour étudier les mécanismes d'action cellulaires et moléculaires de la metastine dans des neurones. Nous avons ainsi pu démontrer que la kisspeptine induit une activation précoce de la voie f de signalisation de la MAP kinase dans les deux lignées cellulaires, alors que nous n'avons observé aucune activation de la voie de signalisation de la P13 Kinase et de la SAP/JNK. Nous avons en outre démontré une augmentation de l'expression de la GnRH par la stimulation avec la Kisspeptine. L'ensemble de ces données contribue à élucider le mécanisme d'action avec lequel la kisspeptine agit dans les neurones à GnRH, en démontrant un effet sur l'expression génique de la GnRH. Nous pouvons également conclure que la voie de la MAPK est la voie principale activée par la metastine dans les neurones exprimant la GnRH.

Optimisation du transfert de gènes dans la rétine par des vecteurs lentiviraux lors de maladies dégénératives de la rétine

Certaines dégénérescences rétiniennes sont engendrées par des mutations¦génétiques et conduisent à la perte des cellules photosensibles, les¦photorécepteurs (cônes et/ou bâtonnets), et donc à la cécité (Roy et al., 2010).¦La prévalence est de 1/3000 chez les Caucasiens. Les Rétinites Pigmentaires¦(RP) en composent la majorité des cas, suivent l'Amaurose congénitale de¦Leber et la maladie de Stargardt. Il n'y a pas une mutation type associés à une¦maladie mais diverses mutations peuvent aboutir à une dégénérescence de la¦rétine. Tout comme le reste du système nerveux central, la rétine lésée n'a pas¦les capacités de se régénérer. Un objectif du traitement est de ralentir la¦dégénérescence de la rétine dans le but de la stabiliser. La thérapie génique¦constitue actuellement la seule approche thérapeutique à même de traiter les¦dégénérescences rétiniennes d'origine génétique. Elle consiste à utiliser un virus¦modifié, qui n'a plus les capacités de se reproduire, appelé vecteur pour cibler¦certaines cellules afin d'ajouter un gène sain ou d'inhiber un gène malade. Les¦virus associés à l'adénovirus (AAV) et les Lentivirus (LV) sont les 2 principaux¦types de virus utilisés en thérapie génique en ophtalmologie. D'autres vecteurs¦existent, comme les adénovirus et le virus de l'anémie infectieuse équine. Des¦études de thérapie génique effectuées chez l'homme avec le vecteur AAV ont¦démontré une sensible amélioration des fonctions visuelles (acuité visuelle,¦champ visuel, pupillométrie et le déplacement dans un environnement avec une¦lumière tamisée) chez des patients atteints d'Amaurose congénitale de Leber¦(Maguire et al., Ali et al., Hauswirth et al., Bennett et al.). Le vecteur utilisé au¦cours de ce travail est un LV, qui a pour avantage de pouvoir transporter de¦grands gènes. Lorsque ce vecteur est pseudotypé avec une enveloppe VSVG, il¦transduit (transférer un gène qui sera fonctionnel dans la cellule cible) bien¦l'épithélium pigmentaire rétinien (nécessaire à la survie et à la fonction des¦photorécepteurs). Afin de changer le tropisme du vecteur, celui testé dans cette¦étude contient une enveloppe de type Mokola qui cible efficacement les cellules¦gliales du cerveau et donc probablement aussi les cellules de Müller de la rétine.¦Le but à court terme est de transformer génétiquement ces cellules pour leur¦faire sécréter des molécules favorisant la survie des photorécepteurs. Pour¦révéler la cellule ciblée par le vecteur, le gène qui sera exprimé dans les cellules¦transduites code pour la protéine fluorescente verte 2 (GFPII) et n'a pas de¦fonction thérapeutique. Après avoir produit le virus, deux types de souris ont été¦injectées : des souris dépourvues du gène de la rhodopsine appelées Rho -/- et¦des souris sauvages appelées C57BL6. Les souris Rho -/- ont été choisies en¦tant que modèle de dégénérescence rétinienne et les souris C57BL6 en tant que¦comparatif. Les souris Rho -/- et C57BL56 ont été injectées entre le 2ème et le¦3ème mois de vie et sacrifiées 7 jours après. Des coupes histologiques de la rétine¦ont permis de mesurer et comparer pour chaque oeil, les distances de¦transduction du RPE et de la neurorétine (= toute la rétine sauf le RPE). La¦distance sur laquelle le RPE est transduit détermine la taille de la bulle¦d'injection alors que la distance sur laquelle la neurorétine est transduite¦détermine la capacité du vecteur à diffuser dans la rétine. Les résultats montrent¦une expression plus importante de la GFPII dans le RPE que dans la neurorétine¦chez les souris Rho -/- et C57BL6. Les principales cellules transduites au¦niveau de la neurorétine sont, comme attendu, les cellules de Müller. Lorsque¦l'on compare les proportions de neurorétine et de RPE transduites, on constate¦qu'il y a globalement eu une meilleure transduction chez les souris Rho -/-¦que chez les souris C57BL6. Cela signifie que le vecteur est plus efficace pour¦transduire une rétine dégénérée qu'une rétine saine. Pour déterminer quels types¦de cellules exprimaient la GFPII, des anticorps spécifiques de certains types de¦cellules ont été utilisés. Ces résultats sont similaires à ceux d'autres études¦effectuées précédemment, dont celle de Calame et al. en 2011, et tendent à¦prouver que le vecteur lentiviral avec l'enveloppe Mokola et le promoteur EFs¦est idéal pour transduire avec un gène thérapeutique des cellules de Müller dans¦des rétines en dégénérescence.

A new selective peroxisome proliferator-activated receptor gamma antagonist with antiobesity and antidiabetic activity.

Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-gamma) plays a key role in adipocyte differentiation and insulin sensitivity. Its synthetic ligands, the thiazolidinediones (TZD), are used as insulin sensitizers in the treatment of type 2 diabetes. These compounds induce both adipocyte differentiation in cell culture models and promote weight gain in rodents and humans. Here, we report on the identification of a new synthetic PPARgamma antagonist, the phosphonophosphate SR-202, which inhibits both TZD-stimulated recruitment of the coactivator steroid receptor coactivator-1 and TZD-induced transcriptional activity of the receptor. In cell culture, SR-202 efficiently antagonizes hormone- and TZD-induced adipocyte differentiation. In vivo, decreasing PPARgamma activity, either by treatment with SR-202 or by invalidation of one allele of the PPARgamma gene, leads to a reduction of both high fat diet-induced adipocyte hypertrophy and insulin resistance. These effects are accompanied by a smaller size of the adipocytes and a reduction of TNFalpha and leptin secretion. Treatment with SR-202 also dramatically improves insulin sensitivity in the diabetic ob/ob mice. Thus, although we cannot exclude that its actions involve additional signaling mechanisms, SR-202 represents a new selective PPARgamma antagonist that is effective both in vitro and in vivo. Because it yields both antiobesity and antidiabetic effects, SR-202 may be a lead for new compounds to be used in the treatment of obesity and type 2 diabetes.

Ethical Dimensions in Paediatric Neurology: A Look into the Future

Les professionnels de la santé et les familles pour qui des enfants qui participent à la recherche en génétique ou qui nécessitent des services génétiques spécialisés, y compris, le dépistage génétique, seront confrontés à des interrogations non seulement médicales, mais sociales, éthiques et juridiques liées à la génétique en neurologie pédiatrique. Les enfants se retrouvent souvent au centre d’innovations dans le cadre de recherches en génétique et leurs besoins uniques soulèvent des inquiétudes quant aux risques et aux bénéfices associés à cette recherche. Plus précisément, le consentement, l’utilisation de base de données génétique et la thérapie génique soulèvent des enjeux particuliers. En plus de ces enjeux, des risques psychologiques peuvent aussi leur être associés. À la lumière de l’analyse de lignes directrices nationales et internationales, il sera question, dans cet article, des bénéfices et de l’impact des technologies génétiques chez l’enfant. Les médecins, les législateurs et les familles doivent être informés de ces lignes directrices et doivent comprendre les enjeux éthiques et psychologiques liés à la génétique en neurologie pédiatrique. // Health care providers and families with children who participate in genetic research or who need specialized genetic services, including genetic testing, will encounter not only medical but difficult social, ethical, and legal questions surrounding pediatric genetic neurology. Children are often at the center of much of the genetic revolution and their unique needs raise special concerns about the risks and the benefits associated with genetic research, particularly the issues of consent, the use of genetic databases, and gene therapy. Moreover, genetic research and testing raise important psychosocial risks. In this article we discuss some of the benefits and consequences of genetic technologies for children in relation to national and international guidelines. In particular, physicians, policy-makers, and families should be knowledgeable about the guidelines and have good understanding of the psychosocial and ethical issues associated with genetics in pediatric neurology.