Thérapie cellulaire en cardiologie: bilan des premiers essais cliniques randomisés [Cell therapies in cardiology: results from the first randomized clinical trials]

Following acute myocardial infarction, necrotic cardiac tissue is replaced by scar leading to ventricular remodeling and pump failure. Transplantation of autologous bone marrow-derived cells into the heart, early post-infarct, aims to prevent ventricular remodeling. This strategy has been evaluated in four controlled, randomized clinical trials, which provided mixed results. A transient improvement in ventricular function was observed in one trial, and a modest improvement (the duration of which remains to be determined) in an additional trial, whereas two trials showed negative results. A modest benefit of bone marrow cell transplantation was also observed in patients with chronic ischemic heart disease. Despite mixed results reported so far, cell therapy of heart disease still is in its infancy and has considerable room for improvement.

Les complications de la cirrhose hépatique: varices oesophagiennes, ascite et carcinome hépato-cellulaire [Complications of liver cirrhosis: oesophageal varices, ascites and hepato-cellular carcinoma]

The principal treatment for bleeding oesophageal varices is endoscopic ligation. Non-cardioselective beta-blockers are the gold-standard of primary prophylaxis. The principal treatment for ascites is a salt-free diet and diuretics, mainly spironolactone, if necessary associated with a loop diuretic. In refractory ascites, paracentesis or installation of a transjugular intrahepatic portosystemic shunt (TIPS) are two possible treatment options. Cirrhosis patients are at higher risk of developing hepato-cellular carcinoma. Surgery is only possible in a small number of cases. Percutaneous destruction techniques have nearly the same survival rate as that obtained by surgery and should be proposed to patients where surgery is not an option.

Molecular identification and characterization of the Arabidopsis delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-coenzyme A isomerase, a peroxisomal enzyme participating in the beta-oxidation cycle of unsaturated fatty acids.

Degradation of unsaturated fatty acids through the peroxisomal beta-oxidation pathway requires the participation of auxiliary enzymes in addition to the enzymes of the core beta-oxidation cycle. The auxiliary enzyme delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-coenzyme A (CoA) isomerase has been well studied in yeast (Saccharomyces cerevisiae) and mammals, but no plant homolog had been identified and characterized at the biochemical or molecular level. A candidate gene (At5g43280) was identified in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) encoding a protein showing homology to the rat (Rattus norvegicus) delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase, and possessing an enoyl-CoA hydratase/isomerase fingerprint as well as aspartic and glutamic residues shown to be important for catalytic activity of the mammalian enzyme. The protein, named AtDCI1, contains a peroxisome targeting sequence at the C terminus, and fusion of a fluorescent protein to AtDCI1 directed the chimeric protein to the peroxisome in onion (Allium cepa) cells. AtDCI1 expressed in Escherichia coli was shown to have delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase activity in vitro. Furthermore, using the synthesis of polyhydroxyalkanoate in yeast peroxisomes as an analytical tool to study the beta-oxidation cycle, expression of AtDCI1 was shown to complement the yeast mutant deficient in the delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase, thus showing that AtDCI1 is also appropriately targeted to the peroxisome in yeast and has delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase activity in vivo. The AtDCI1 gene is expressed constitutively in several tissues, but expression is particularly induced during seed germination. Proteins showing high homology with AtDCI1 are found in gymnosperms as well as angiosperms belonging to the Monocotyledon or Dicotyledon classes.

Small RNA-dependent expression of secondary metabolism is controlled by Krebs cycle function in Pseudomonas fluorescens.

Pseudomonas fluorescens CHA0, an antagonist of phytopathogenic fungi in the rhizosphere of crop plants, elaborates and excretes several secondary metabolites with antibiotic properties. Their synthesis depends on three small RNAs (RsmX, RsmY, and RsmZ), whose expression is positively controlled by the GacS-GacA two-component system at high cell population densities. To find regulatory links between primary and secondary metabolism in P. fluorescens and in the related species Pseudomonas aeruginosa, we searched for null mutations that affected central carbon metabolism as well as the expression of rsmY-gfp and rsmZ-gfp reporter constructs but without slowing down the growth rate in rich media. Mutation in the pycAB genes (for pyruvate carboxylase) led to down-regulation of rsmXYZ and secondary metabolism, whereas mutation in fumA (for a fumarase isoenzyme) resulted in up-regulation of the three small RNAs and secondary metabolism in the absence of detectable nutrient limitation. These effects required the GacS sensor kinase but not the accessory sensors RetS and LadS. An analysis of intracellular metabolites in P. fluorescens revealed a strong positive correlation between small RNA expression and the pools of 2-oxoglutarate, succinate, and fumarate. We conclude that Krebs cycle intermediates (already known to control GacA-dependent virulence factors in P. aeruginosa) exert a critical trigger function in secondary metabolism via the expression of GacA-dependent small RNAs.

Serum antimüllerian hormone levels remain stable through the menstrual cycle and after oral or vaginal administration of synthetic sex steroids

Rapport de synthèse : Objectif de l'étude : étudier si l'administration orale ou vaginale d'hormones contraceptives influence les concentrations sériques d'hormone antimüllérienne (AMH). Design : essai prospectif chez des femmes recrutées par annonce. Les femmes désireuses d'avoir une contraception ont été randomisées entre une contraception orale et une contraception vaginale. Celles qui ne souhaitaient pas de contraception ont été incluses dans le groupe témoin. Cadre de l'étude : unité de médecine de la reproduction d'un hôpital universitaire. Patientes : vingt-quatre jeunes femmes en bonne santé avec des cycles menstruels réguliers qui n'avaient pas utilisé de contraception hormonale pendant les trois mois précédant l'étude. Intervention : contraception orale ou vaginale du 5ème au 25ème jour du cycle menstruel dans les groupes contraception versus pas de contraception dans le groupe témoin. Mesure d'issue : variations inter et intra-cycle des concentrations sériques d'AMH dans les trois groupes: groupe témoin en cycle spontané et groupes sous contraception oestroprogestative orale ou vaginale. Résultats : les fluctuations d'AMH observées pendant le cycle menstruel (variations intra-cycle) restent dans les valeurs des variations entre deux cycles (variations inter-cycles) tant chez les femmes en cycle spontané que chez les femmes sous contraception orale ou vaginale. Conclusions : nos résultats confirment que les concentrations sériques d'AMH restent stables pendant le cycle menstruel et indiquent qu'elles ne sont pas influencées par l'administration exogène de stéroïdes sexuels contraceptifs, que ce soit par voie orale ou vaginale.

Retinal degeneration depends on Bmi1 function and reactivation of cell cycle proteins.

The epigenetic regulator Bmi1 controls proliferation in many organs. Reexpression of cell cycle proteins such as cyclin-dependent kinases (CDKs) is a hallmark of neuronal apoptosis in neurodegenerative diseases. Here we address the potential role of Bmi1 as a key regulator of cell cycle proteins during neuronal apoptosis. We show that several cell cycle proteins are expressed in different models of retinal degeneration and required in the Rd1 photoreceptor death process. Deleting E2f1, a downstream target of CDKs, provided temporary protection in Rd1 mice. Most importantly, genetic ablation of Bmi1 provided extensive photoreceptor survival and improvement of retinal function in Rd1 mice, mediated by a decrease in cell cycle markers and regulators independent of p16(Ink4a) and p19(Arf). These data reveal that Bmi1 controls the cell cycle-related death process, highlighting this pathway as a promising therapeutic target for neuroprotection in retinal dystrophies.

Epigenetic regulation of the bacterial cell cycle.

N(6)-methyl-adenines can serve as epigenetic signals for interactions between regulatory DNA sequences and regulatory proteins that control cellular functions, such as the initiation of chromosome replication or the expression of specific genes. Several of these genes encode master regulators of the bacterial cell cycle. DNA adenine methylation is mediated by Dam in gamma-proteobacteria and by CcrM in alpha-proteobacteria. A major difference between them is that CcrM is cell cycle regulated, while Dam is active throughout the cell cycle. In alpha-proteobacteria, GANTC sites can remain hemi-methylated for a significant period of the cell cycle, depending on their location on the chromosome. In gamma-proteobacteria, most GATC sites are only transiently hemi-methylated, except regulatory GATC sites that are protected from Dam methylation by specific DNA-binding proteins.

Contribution à l'étude neuroanatomique de systèmes enzymatiques impliqués dans le métabolisme énergétique cérébral

RESUME Il a longtemps été admis que le glucose était le principal, sinon le seul substrat du métabolisme énergétique cérébral. Néanmoins, des études récentes indiquent que dans des situations particulières, d'autres substrats peuvent être employés. C'est le cas des monocarboxylates (lactate et pyruvate principalement). Bien que la barrière hématoencéphalique soit peu perméable à ces molécules, elles deviennent néanmoins des substrats possibles si elles sont produites localement. Les deux systèmes enzymatiques pivots des voies glycolytiques et oxydatives sont la lactate déshydrogénase (LDH, EC 1.1.1.27) qui catalyse l'interconversion du pyruvate et du lactate et le complexe pyruvate déshydrogénase qui catalyse la conversion irréversible du pyruvate en acétyl-CoA qui entre dans la respiration mitochondriale. Nous avons étudié la localisation, tant régionale que cellulaire, des isoformes LDH-1, LDH-5 et PDHEla dans le cerveau du chat et dé l'homme au moyen de diverses techniques histologiques. Dans un premier temps, des investigations par hybridation in situ au moyen d'oligosondes marquées au 33P sur de coupes de cerveau de chat ont permis de montrer une différence de l'expression des enzymes à vocation oxydative (LDH-1 et PDHA1, le gène codant pour la protéine PDHEIa) par rapport à LDH-5, isoforme qui catalyse préférentiellement la formation de lactate. LDH-1 et PDHA 1 ont des distributions similaires et sont enrichies dans de nombreuses structures cérébrales, comme l'hippocampe, de nombreux noyaux thalamiques et des structures pontiques. Le cortex cérébral exhibe également une expression importante de LDH-1 et PDH. LDH-5 a par contre une expression largement plus diffuse à travers le cerveau, bien que l'on trouve néanmoins un enrichissement plus important dans l'hippocampe. Ces résultats sont en accord avec les observations que nous avons précédemment publiées chez le rongeur pour LDH-1 et LDH-5 (Laughton et collaborateurs, 2000). Des analyses par PCR en temps réel ont confirmé que dans certaines régions, LDH-1 est exprimée de façon nettement plus importante que LDH-5. Dans un deuxième temps, nous avons appliqué sur des coupes histologiques d'hippocampe et de cortex occipital humain post-mortem des anticorps monoclonaux spécifiques de l'isoforme LDH-5 et la sous-unité PDHela du complexe pyruvate déshydrogénase. Là aussi, les immunoréactions révèlent une ségrégation régionale mais aussi cellulaire des deux enzymes. Dans les deux régions étudiées, LDH-5 est localisée exclusivement dans les astrocytes. Dans le cortex occipital, la matière blanche et également la couche I corticale sont immunopositives pour LDH-5. Dans l'hippocampe, le CA4 et l'alveus exhibe l'immunomarquage le plus intense pour LDH-5. Seuls des neurones (à de rares exceptions quelques astrocytes) sont immunopositifs à l'anticorps monoclonal dirigé contre PDHela. La couche IV du cortex occipital présente la plus forte immunoréaction. Dans l'hippocampe, une immunoréactivité est observée dans le stratum granulosum et à travers la région CA1 jusqu'à la région CA3. L'ensemble de ces résultats montre une hétérogénéité métabolique dans le cerveau et étaye l'hypothèse "astrocyte-neurone lactate shuttle" (ANL5) (Bittar et collaborateurs, 1996; Magistretti et Pellerin, 1999) qui propose que les astrocytes fournissent aux neurones activés du lactate comme substrat alternatif de leur métabolisme énergétique. ABSTRACT For a long time now, glucose has been thought to be the main, if not the sole substrate for brain energy metabolism. Recent data nevertheless suggest that other molecules, such as monocarboxylates (lactate and pyruvate mainly) could be suitable substrates. Although monocarboxylates poorly cross the blood brain barrier (BBB), such substrates could replace glucose if produced locally. The two key enzymatic systems required for the use and production of these substats are lactate dehydrogenase (LDH; EC 1.1.1.27) that catalyses the interconversion of lactate and pyruvate and the pyruvate dehydrogenase complex that irreversibly funnels pyruvate towards the mitochondrial TCA cycle and oxydative phosphorylation. Our study consisted in localizing these different systems with various histochemical procedures in the cat brain and two regions, i.e. hippocampus and primary visual cortex, of the human brain. First, by means of in situ hybridization with 33P labeled oligoprobes, we have demonstrated that the more oxidative enzymes (LDH-1 and PDHA1, the gene coding for PDHEla) are highly expressed in a variety of feline brain structures. These structures include the hippocampus, various thalamic nuclei and the pons. The cerebral cortex exhibits also a high LDH-1 and PDHAl expression. On the other hand, LDH-5 expression is poorer and more diffuse, although the hippocampus does seem to have a higher expression. These fmdings are consistent with our previous observation of the expression of LDH1 and LDH-5 in the rodent brain (Laughton et al, 2000). Real-time PCR (TagMan tm) revealed that, in various regions, LDH-1 is effectively more highly expressed than LDH-5. In a second set of experiments, monoclonal antibodies to LDH-5 and PDHeIa were applied to cryostat sections of post-mortem human hippocampus and occipital cortex. These procedures revealed not only that the two enzymes have different regional distributions, but also distinct cellular localisation. LDH-5 immunoreactivity is solely observed in astrocytes. In the occipital cortex, the white matter and layer I are immunopositive. In the hippocampus, the alveus and CA4 show LDH-5 immunoréactivity. PDHeIa has been detected, with few exceptions, only in neurons. Layer IV of the occipital cortex was most immmunoreactive. In the hippocampus, PDHela immunoreactivity is noticed in the stratum granulosum and through CA 1 to CA3 areas. The overall observations made in this study show that there is a metabolic heterogeneity in the brain and our findings support the hypothesis of an astrocyte-neuron lactate shuttle (ANLS)(Bittar et al., 1996; Magistretti & Pellerin, 1999) where astrocytes export to active neurons lactate to fuel their energy demands.

Inclusion of soil erosion impacts in life cycle assessment on a global scale: application to energy crops in Spain

Purpose: Despite the fundamental role of ecosystem goods and services in sustaining human activities, there is no harmonized and internationally agreed method for including them in life cycle assessment (LCA). The main goal of this study was to develop a globally applicable and spatially resolved method for assessing land-use impacts on the erosion regulation ecosystem service.Methods: Soil erosion depends much on location. Thus, unlike conventional LCA, the endpoint method was regionalized at the grid-cell level (5 arc-minutes, approximately 10×10 km2) to reflect the spatial conditions of the site. Spatially explicit characterization factors were not further aggregated at broader spatial scales. Results and discussion: Life cycle inventory data of topsoil and topsoil organic carbon (SOC) losses were interpreted at the endpoint level in terms of the ultimate damage to soil resources and ecosystem quality. Human health damages were excluded from the assessment. The method was tested on a case study of five three-year agricultural rotations, two of them with energy crops, grown in several locations in Spain. A large variation in soil and SOC losses was recorded in the inventory step, depending on climatic and edaphic conditions. The importance of using a spatially explicit model and characterization factors is shown in the case study.Conclusions and outlook: The regionalized assessment takes into account the differences in soil erosion-related environmental impacts caused by the great variability of soils. Taking this regionalized framework as the starting point, further research should focus on testing the applicability of the method trough the complete life cycle of a product and on determining an appropriate spatial scale at which to aggregate characterization factors, in order to deal with data gaps on location of processes, especially in the background system. Additional research should also focus on improving reliability of the method by quantifying and, insofar as it is possible, reducing uncertainty.

Fluorodeoxyuridine mediated cell cycle synchronization in S-phase increases the Auger radiation cell killing with 125I-iododeoxyuridine.

Aim: 125I-iododeoxyuridine is a potential Auger radiation therapy agent. Its incorporation in DNA of proliferating cells is enhanced by fluorodeoxyuridine. Here, we evaluated therapeutic activities of 125I-iododeoxyuridine in an optimized fluorodeoxyuridine pre-treatment inducing S-phase synchronization. Methods: After S-phase synchronization by fluorodeoxyuridine, cells were treated with 125I-iododeoxyuridine. Apoptosis analysis and S-phase synchronization were studied by flow cytometry. Cell survival was determined by colony-forming assay. Based on measured growth parameters, the number of decays per cell that induced killing was extrapolated. Results: Treatment experiments showed that 72 to 91% of synchronized cells were killed after 0.8 and 8 kBq/ml 125I-iododeoxyuridine incubation, respectively. In controls, only 8 to 38% of cells were killed by corresponding 125I-iododeoxyuridine activities alone and even increasing the activity to 80 kBq/ml gave only 42 % killing. Duplicated treatment cycles or repeated fluorodeoxyuridine pre-treatment allowed enhancing cell killing to >95 % at 8 kBq/ml 125I-iododeoxyuridine. About 50 and 160 decays per S-phase cells in controls and S-phase synchronization, respectively, were responsible for the observed cell killing at 0.8 kBq/ml radio-iododeoxyuridine. Conclusion: These data show the successful application of fluorodeoxyuridine that provided increased 125I-iododeoxyuridine Auger radiation cell killing efficacy through S-phase synchronization and high DNA incorporation of radio-iododeoxyuridine.

Passive immunization with neutralizing antibodies interrupts the mouse mammary tumor virus life cycle.

Mouse mammary tumor virus (MMTV) infects the host via mucosal surfaces and exploits the host immune system for systemic spread and chronic infection. We have tested a neutralizing rat monoclonal antibody specific for the retroviral envelope glycoprotein gp52 for its efficiency in preventing acute and chronic mucosal and systemic infection. The antibody completely inhibits the superantigen response and chronic viral infection following systemic or nasal infection. Surprisingly however, the antibody only partially inhibits the early infection of antigen-presenting cells in the draining lymph node. Despite this initially inefficient protection from infection, superantigen-specific B- and T-cell responses and systemic viral spread are abolished, leading to complete clearance of the retroviral infection and hence interruption of the viral life cycle. In conclusion, systemic neutralizing monoclonal antibodies can provide an efficient protection against chronic retroviral amplification and persistence.

Copeptin is not associated with menstrual cycle hormone.

Background: Copeptin (CP), a derivate from the antidiuretic hormone (ADH) precursor pre-pro-vasopressin, stochiometrically mirrors ADH secretion. CP is increasingly evaluated as a diagnostic and prognostic biomarker in different diseases. It is therefore important to recognize possible confounding factors when interpreting CP levels. In healthy regularly menstruating women, there is a small but measurable physiological variability of hormones involved in fluid regulation. ADH plasma levels have been found to be lowest at menstruation, increasing during the follicular phase with a peak at ovulation and a drop in the luteal phase. We investigated the variability of CP during the menstrual cycle (MC) and its correlation to MC hormones. Methods: In total, 15 healthy women with regular MC (from 26 to 33 days) were included in this study. Ovulation was confirmed by progesterone (prog) levels on day 21 of the MC before entering the study and during the study. Blood collection was performed on days 3, 5, 8-16, 18, 21, 24 and 27 of their MC. Serums were assayed for prog, estradiol (E2), LH, and CP. Mixed linear regression analysis for repeated measures was performed to study the changes of CP, prog, E2 and LH during the MC, and to test the correlation of CP with sex hormones during the MC. Results: Mean MC length in all subjects was 28.5±2.2 d. E2, prog, and LH exhibited characteristic changes during the MC (all P< 0.05). All cycles were ovulatory (peak prog 54±15 nmol/l). CP levels did not change significantly throughout the MC, and were not associated with changes in prog, E2 or LH-levels (all P=ns). Conclusion: CP levels remain stable during the MC and are not influenced by changes in sex hormones. This implicates that it is not necessary to consider MC phases when using CP as a biomarker in premenopausal women.

MOLECULAR MECHANISMS OF A ROOT SYSTEM TO SOIL ADAPTATION

Contrairement aux animaux, les plantes sont des organismes sessiles qui ne possèdent pas de mécanismes de fuite quand les conditions environnementales ne sont plus optimales. Les plantes sont physiquement ancrées à l'endroit où elles ont germées et aux conditions environnementales qui parfois peuvent être extrêmes. Les possibilités d'acclimatation de différentes espèces, parfois même de groupes de plantes au sein d'une même espèce, peuvent varier mais repose sur une adaptation génétique de la plante. L'adaptation est un long processus qui repose sur l'apparition spontanée de mutations génétiques, leur mise à l'épreuve face aux conditions environnementales, et dans le cas où la mutation a un impact positif sur la survie dans cet habitat particulier, elle sera maintenue dans une population donnée de plantes. De telles populations, appelées écotypes, sont le matériel de départ pour la découverte de gènes qui induisent un bénéfice pour la plante dans un environnement donné. La plante la plus étudiée en biologie moléculaire est Arabidopsis thaliana, l'arabette des prés. Dans une étude précédente, les racines d'écotypes naturels d'Arabidopsis ont été comparées et un écotype, Uk-1, avait le système racinaire le plus particulier. Cet écotype possède des racines beaucoup plus courtes et plus ramifiées que tous les autres écotypes. Des analyses plus poussées ont montré qu'une seule mutation dans un gène était la cause de ce phénotype, le gène BREVIS RADIX (BRX), mot latin signifiant 'racine courte'. Bien que l'on connaisse le gène BRX, on connaît finalement peu de choses sur son importance adaptative. Dans cette étude, nous avons montré que la mutation dans le gène BRX rend la plante plus résistante aux sols acides. Dans l'optique de mieux comprendre cette valeur adaptative du mutant brx, nous avons analysé dans quels tissus le gène BRX jouait un rôle important. Nous avons pu mettre en évidence que BRX est important pour le développement du protophloème. Le protophloème est un élément du système vasculaire de la plante. En général, les plantes supérieures possèdent deux systèmes de transport à longue distance. L'un d'eux, appelé xylème, transporte l'eau et les nutriments absorbés du sol par les racines vers les feuilles. Les feuilles sont le siège du processus de photosynthèse au cours duquel sont produits des sucres qui devront être distribués partout dans les autres parties de la plante. Le tissu cellulaire chargé de livrer les produits de la photosynthèse, ainsi que les régulateurs de croissance, est le phloème. Ce dernier regroupe le métaphloème et le protophloème. Le protophloème est essentiel pour la livraison des sucres synthétisés ainsi que des signaux de croissance aux pointes des racines, centres organogéniques responsables de la production de nouvelles cellules durant la phase de croissance de la racine. La structure du protophloème peut être décrite comme des tubes continus, vides et résistants, faits de cellules spécialisées qui permettent un transport efficace et rapide. Nous avons montré que dans les mutants brx ces canaux de transports sont discontinus car certaines cellules n'ont pas terminé leur cycle de différenciation. Ces cellules obstruent le conduit ce qui fait que les sucres et les signaux de croissance, comme l'auxine, ne peuvent plus être transportés aux méristèmes. En conséquence, la prolifération de l'activité des méristèmes est compromise, ce qui explique les racines courtes. Au lieu d'être délivré aux méristèmes, l'auxine se concentre en amont des méristèmes où cela provoque l'apparition de nouvelles racines branchées et, très probablement, l'activation des pompes à protons. Sur des sols acides, la concentration en ion H+ est très élevée. Ces ions entrent dans les cellules de la racine par diffusion et perturbent notablement la croissance des racines et de la plante en général. Si les cellules de la racine possédaient des pompes à protons hyperactives, elles seraient capable d'évacuer le surplus d'ions H+ en dehors de la cellule, ce qui leur assurerait de meilleures chances de survie sur sols acides. De fait, le mutant brx est capable d'acidifier le milieu de culture dans lequel il est cultivé plus efficacement que la plante sauvage. Ce mutant est également capable de donner plus de progéniture sur ce type de milieu de croissance que les plantes sauvages. Finalement, nous avons trouvé d'autres mutants brx en milieu naturel poussant sur sols acides, ce qui suggère fortement que la mutation du gène BRX est une des causes de l'adaptation aux sols acides. -- Plants as sessile organisms have developed different mechanisms to cope with the complex environmental conditions in which they live. Adaptation is the process through which traits evolve by natural selection to functionally improve in a given environmental context. An adaptation to the environment is characterized by the genetic changes in the entire populations that have been fixed by natural selection over many generations. BREVIS RADIX (BRX) gene was found through natural Arabidopsis accessions screen and was characterized as a root growth regulator since loss-of-function mutants exhibit arrested post-embryonic primary root growth in addition to a more branched root system. Although brx loss-of-function causes a complete alteration in root architecture, BRX activity is only required in the root vasculature, in particular in protophloem cell file. Protophloem is a part of the phloem transport network and is responsible for delivery of photo-assimilates and growth regulators, coming from the shoot through mature phloem component - metaphloem, to the all plant primary meristems. In order to perform its function, protophloem is the first cell file to differentiate within the root meristem. During this process, protophloem cells undergo a partial programmed cell death, during which they build a thicker cell wall, degrade nucleus and tonoplast while plasma membrane stays functional. Interestingly, protophloem cells enter elongation process only after differentiation into sieve elements is completed. Here we show that brx mutants fail to differentiate protophloem cell file properly, a phenotype that can be distinguished by a presence of a "gap" cells, non-differentiated cells between two flanking differentiated cells. Discontinuity of protophloem differentiation in brx mutants is considered to be a consequence of local hyperactivity of CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION 45 (CLE45) - BARELY ANY MERISTEM 3 (BAM3) signaling module. Interestingly, a CLE45 activity, most probably at the level of receptor binding, can be modulated by apoplastic pH. Altogether, our results imply that the activity of proton pumps, expressed in non-differentiated cells of protophloem, must be maintained under certain threshold, otherwise CLE45-BAM3 signaling pathway will be stimulated and in turn protophloem will not differentiate. Based on vacuolar morphology, a premature cell wall acidification in brx mutants stochastically prevents the protophloem differentiation. Only after protophloem differentiates, proton pumps can be activated in order to acidify apoplast and to support enucleated protophloem multifold elongation driven by surrounding cells growth. Finally, the protophloem differentiation failure would result in an auxin "traffic jam" in the upper parts of the root, created from the phloem-transported auxin that cannot be efficiently delivered to the meristem. Physiologically, auxin "leakage" from the plant vasculature network could have various consequences, since auxin is involved in the regulation of almost every aspect of plant growth and development. Thus, given that auxin stimulates lateral roots initiation and growth, this scenario explains more branched brx root system. Nevertheless, auxin is considered to activate plasma membrane proton pumps. Along with this, it has been shown that brx mutants acidify media much more than the wild type plants do, a trait that was proposed as an adaptive feature of naturally occurring brx null alleles in Arabidopsis populations found on acidic soils. Additionally, in our study we found that most of accessions originally collected from acidic sampling sites exhibit hypersensitivity to CLE45 treatment. This implies that adaptation of plants to acidic soil involves a positive selection pressure against upstream negative regulators of CLE45-BAM3 signaling, such as BRX. Perspective analysis of these accessions would provide more profound understanding of molecular mechanisms underlying plant adaptation to acidic soils. All these results are suggesting that targeting of the factors that affect protophloem differentiation is a good strategy of natural selection to change the root architecture and to develop an adaptation to a certain environment. -- Les plantes comme organismes sessiles ont développé différents mécanismes pour s'adapter aux conditions environnementales complexes dans lesquelles elles vivent. L'adaptation est le processus par lequel des traits vont évoluer via la sélection naturelle vers une amélioration fonctionnelle dans un contexte environnemental donné. Une adaptation à l'environnement est caractérisée par des changements génétiques dans des populations entières qui ont été fixés par la sélection naturelle sur plusieurs générations. Le gène BREVIS RADIX (BRX) a été identifié dans le crible d'une collection d'accessions naturelles d'Arabidopsis et a été caractérisé comme un régulateur de la croissance racinaire étant donné que le mutant perte-de-fonction montre une croissance racinaire primaire arrêtée au stade post-embryonnaire et présente de plus un système racinaire plus ramifié que la plante sauvage. Bien que le mutant perte-de-fonction brx cause une altération complète de l'architecture racinaire, l'activité de BRX n'est requise que dans la vascularisation racinaire, en particulier au niveau du protophloème. Le protophloème est un composant du réseau de transport du phloème et est responsable du transit des dérivés de la photosynthèse ainsi que des régulateurs de croissances, venant de la partie aérienne par le phloème mature (métaphloème) vers tous les méristèmes primaires de la plante. Pour pouvoir réaliser sa fonction, le protophloème est la première file de cellules à se différencier à l'intérieur du méristème de la racine. Pendant ce processus, les cellules du protophloème subissent une mort cellulaire programmée partielle durant laquelle elles épaississent leur paroi cellulaire, dégradent le noyau et le tonoplaste tandis que la membrane plasmique demeure fonctionnelle. De manière intéressante, les cellules du protophloème entament le processus d'allongement seulement après que la différenciation en tubes criblés soit complète. Ce travail montre que le mutant brx est incapable de mener à bien la différenciation de la file de cellules du protophloème, phénotype qui peut être visualisé par la présence de cellules 'trous', de cellules non différenciées entourées de deux cellules différenciées. La discontinuité de la différenciation du phloème dans le mutant brx est considérée comme la conséquence de l'hyperactivité localisée du module de signalisation CLA VA TA3/EMBRYO SURROUNDING REGION 45 (CLE45) - BARELY ANY MERISTEM 3 (BAM3). De manière intéressante, l'activité de CLE45, très probablement au niveau de la liaison avec le récepteur, peut être modulé par le pH apoplastique. Pris ensemble, nos résultats impliquent que l'activité des pompes à protons, actives dans les cellules non différenciées du protophloème, doit être maintenue en dessous d'un certain seuil autrement la cascade de signalisation CLE45-BAM3 serait stimulée, en conséquence de quoi le protophloème ne pourrait se différencier. D'après la morphologie vacuolaire, une acidification prématurée de la paroi cellulaire dans le mutant brx empêche la différenciation du protophloème de manière stochastique. Une fois que le protophloème se différencie, les pompes à protons peuvent alors être activées afin d'acidifier l'apoplaste et ainsi faciliter l'allongement des cellules énuclées du protophloème, entraînées par la croissance des cellules environnantes. Finalement, la différenciation défectueuse du protophloème produit une accumulation d'auxine dans la partie supérieure de la racine car le phloème ne peut plus acheminer efficacement l'auxine au méristème. Physiologiquement, la 'fuite' d'auxine à partir du réseau vasculaire de la plante peut avoir des conséquences variées puisque l'auxine est impliquée dans la régulation de la majorité des aspects de la croissance et développement de la plante. Etant donné que l'auxine stimule l'initiation et développement des racines latérales, ce scénario pourrait expliquer le système racinaire plus ramifié du mutant brx. En plus, l'auxine est considérée comme un activateur des pompes à protons. Par ailleurs, nous avons montré que les mutants brx ont la capacité d'acidifier le milieu plus efficacement que les plantes sauvages, une caractéristique des populations sauvages <¥Arabidopsis poussant sur des sols acides et contenant les allèles délétés brx. De plus, dans nos résultats nous avons mis en évidence que la plupart des accessions collectées originellement sur des sites acidophiles montre une hypersensibilité au traitement par CLE45. Ceci implique que l'adaptation des plantes aux sols acides repose sur la pression de sélection positive à rencontre des régulateurs négatifs de CLE45- BAM3, situés en amont de la cascade, tel le produit du gène BRX. Les analyses de ces accessions pourraient aboutir à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires responsables de l'adaptation des plantes aux sols acides. Tous nos résultats suggèrent que le ciblage des facteurs affectant la différenciation du protophloème serait une stratégie gagnante dans la sélection naturelle pour changer l'architecture de la racine et ainsi s'adapter efficacement à un nouvel environnement.