Pour comprendre les mécanismes de l'immunité innée, nous utilisons Caenorhabditis elegans comme un organism model host et coniospora Drechmeria comme un pathogène. D. coniospora adhère à la cuticule ...de C. elegans pour infecter son épiderme. Le ver répond par une régulation de gènes de défense multiples, y compris des gènes codant pour des peptides antimicrobiens (AMP) comme nlp-29. En utilisant des vers transgéniques portant des constructions rapporteurs fluorescents comme nlp-29p :: gfp, nous pouvons suivre l'expression des gènes in vivo AMP et de chercher des gènes nécessaires à l'induction de gènes AMP à travers les écrans génétiques. Le but de mon projet était de caractériser des mutants qui ont été identifiés dans un nouvel écran génétique saturée, où 57 nouveaux allèles Nipi qui manquent nlp-29 d'induction après l'infection ont été isolés. Adaptation d'une nouvelle cartographie combinée SNP et toute stratégie de séquençage du génome, nous avons pu isoler 15 allèles de gènes nouveaux Nipi déjà connus et 12 allèles de 6 «nouveaux» gènes. Notre travail a confirmé le rôle principal de la MAPK PKCδ/p38 dans la régulation de l'expression nlp-29 AMP après l'infection, ainsi que le facteur de transcription STA-2/STAT et le transporteur SNF-12/SLC6. Nous faire progresser nos connaissances en identifiant NIPI-4 comme un régulateur positif de l'expression des gènes nlp peptide antimicrobien après l'infection. NIPI-4 est un membre de la famille des kinases nématode spécifique et est prévu pour être un pseudokinase. Nous avons montré qu'il agit dans l'épiderme partie aval de la MAPK p38.
To understand the mechanisms of innate immunity, we use Caenorhabditis elegans as a model host and Drechmeria coniospora as a fungal pathogen. D. coniospora adheres to the cuticle of C. elegans to infect its epidermis. The worm responds by an up-regulation of multiple defence genes, including genes encoding anti-microbial peptides (AMP) like nlp-29. Using transgenic worms carrying fluorescent reporter constructs like nlp-29p::gfp, we can follow AMP gene expression in vivo and look for genes required for the induction of AMP genes through genetic screens. The aim of my project was to characterize mutants that have been identified in a new saturated genetic screen, where 57 new Nipi alleles that lack nlp-29 induction after infection were isolated. Adapting a new combined SNP mapping and whole genome sequencing strategy we were able to isolate 15 new alleles of previously known Nipi genes and 12 alleles of 6 “new” genes. Our work confirmed the primary role of the PKCδ/p38 MAPK in the regulation of nlp-29 AMP expression after infection, as well as the STA-2/STAT transcription factor and the SNF-12/SLC6 transporter. We further advance our knowledge by identifying NIPI-4 as a positive regulator of nlp antimicrobial peptide genes expression after infection. NIPI-4 is a member of a nematode-specific kinase family and is predicted to be a pseudokinase. We showed that it acts in the epidermis partially downstream of the p38 MAPK. It also controls the constitutive expression of antimicrobial peptide genes of the cnc family that are targets of TGFß regulation. Together these suggested that NIPI-4 acts with STA-2 and SNF-12 to regulate AMP gene expression in the epidermis.
Au cours de l'invasion tumorale, la matrice extracellulaire du tissu broncho-pulmonaire, riche en élastine, subit de nombreux remaniements. La dégradation de cette élastine conduit à la production de ...peptides bioactifs. Ces peptides d'élastine (PE) possèdent un récepteur spécifique, le complexe récepteur de l'élastine (CRE), et peuvent également interagir avec l'intégrine alphavbeta3 et la galectine-3. Dans cette étude, nous avons étudié le rôle des PE et de leurs récepteurs dans la progression tumorale des carcinomes broncho-pulmonaires.Des cellules épithéliales bronchiques tumorales sont incubées in vitro avec un mélange de PE, la kappa-élastine (kE), ou avec des peptides synthétiques. Le traitement par les peptides entraine une augmentation de la capacité infiltrante des cellules invasives associée à un relargage précoce de MMP 2, MMP 9 et uPA mais n'a pas d'effet sur la prolifération et le phénotype cellulaire. Les niveaux d'ARNm des 3 protéases stimulées ne sont pas modifiés et ni l'actinomycine D, ni le cycloheximide ou la bréfeldine A ne sont capables d'inhiber les effets liés à la kE. Ces effets ne sont pas non plus inhibés par le lactose et les autres antagonistes des trois récepteurs. Enfin, les peptides VGVAPG et GRKRK, présentant les séquences spécifiques reconnues par les récepteurs, ne réussissent pas à reproduire les effets observés avec la kE, alors que des nonapeptides les reproduisent de façon quasi-identique.Ces résultats montrent que les PE régulent la capacité invasive des carcinomes broncho-pulmonaires, via le relargage d'enzymes protéolytiques. Cette modulation mettrait en jeu des mécanismes post-traductionnels et un récepteur lactose-insensible, différent du CRE, de l'intégrine alphavbeta3 et de la galectine-3, et reconnaissant des nonapeptides d'élastine.
Elastin-rich lung extra-cellular matrix is largely remodeled during tumor invasion. Elastin degradation produces peptides displaying a wide range of biological activities. These elastin derived peptides (EP) interact with the Elastin Receptor Complex (ERC) but also bind to alphaVbeta3 integrin and galectin-3. In this study, we explored the role of EP and their receptors in tumor progression of lung carcinomas.In vitro, lung tumor cells were incubated in presence of kappa-elastin (kE), a mix of EP or with synthetic elastin peptides. EP treatment induced an increase of invasive capacity of invasive cells with quickly increased levels of MMP-2, MMP 9 and uPA but had no effect on cell proliferation and phenotype. Interestingly, protease regulation was not observed at the mRNA level and actinomycin D, cycloheximide and brefeldin A were unable to inhibit kE effects. These effects could not be inhibited either by classical receptor antagonists including lactose or blocking antibodies. Finally, synthetic peptides VGVAPG and GRKRK, displaying receptor-specific sequences, failed to reproduce kE effects whereas nonapeptides partially mimicked them.These results demonstrate that treatment with EP up-regulates invasiveness of lung tumor cells via the release of proteolytic enzymes. This modulation involves post-translational mechanisms and a lactose-insensitive receptor, different from the ERC, alphaVbeta3 integrin and galectin-3 and recognizing nonapeptidic sequences.
Il est maintenant bien établi que les niveaux circulants de peptides natriurétiques (PN) sont diminués lors de l'obésité et qu'une faible quantité est associée avec le développement futur d'un ...diabète de type 2 (DT2). Cependant aucune étude n'a à ce jour démontré un lien causal et mécanistique entre l'activité biologique des PN et le développement du DT2. Le but de cette thèse est d'étudier le rôle des PN au niveau du tissu adipeux et du muscle squelettique dans un contexte d'obésité et de DT2. Nous avons étudié dans un premier volet le lien entre expression et signalisation du système PN dans le tissu adipeux humain et l'insulinosensibilité. Nous avons pu montrer que l'expression du NPRA dans le tissu adipeux humain corrèle négativement avec l'insulinosensibilité et positivement avec l'expression de gènes impliqués dans la régulation du métabolisme glucidique adipocytaire. L'expression du NPRA diminue avec le grade d'obésité, le prédiabète et le diabète de type 2. Nous avons également mis en évidence un nouveau rôle biologique des PN en montrant qu'ils stimulent spécifiquement le transport de glucose dans l'adipocyte humain. Le mécanisme moléculaire implique l'activation de la signalisation d'Akt de manière GMPc-dépendante. Nous avons dans un deuxième volet mis en évidence que l'expression protéique du NPRA musculaire humain corrèle positivement avec la sensibilité à l'insuline systémique et est très diminuée chez les individus obèses. L'expression du récepteur de clairance aux PN (NPRC) est quant à lui plus élevé dans les muscles de sujets DT2. Ces résultats sont retrouvés chez la souris obèse/diabétique. De plus, nous avons montré qu'une perfusion chronique de BNP chez ces souris améliore leur contrôle glycémique ainsi que leur sensibilité à l'insuline. L'amélioration du métabolisme glucidique chez la souris DT2 s'accompagne d'une diminution de l'accumulation d'espèces lipotoxiques et d'une augmentation de la capacité oxydative lipidique musculaire. Ces résultats sont également reproduits sur des cellules musculaires humaines où un traitement chronique aux PN protège partiellement de la lipotoxicité induite par le palmitate. En résumé, cette thèse révèle que l'expression et l'activation du NPRA au niveau des muscles squelettiques et des adipocytes humains déterminent en partie la sensibilité à l'insuline et jouent un rôle clé dans le maintien de l'homéostasie glucidique.
Natriuretic peptides (NP) levels are reduced in obesity and predict the risk of type 2 diabetes (T2D). Since skeletal muscle was recently shown as a key target tissue of NP, we aimed to investigate adipose and muscle NP receptor (NPR) signaling in the context of obesity and T2D. So, we studied control of glucose metabolism in adipocyte. We firstly demonstrated that NPRA expression is positively correlated with de novo lipogenesis gene expression in human adipose tissue. Then, we showed acute NP treatment in human adipocyte increase glucose uptake and oxidation in a p38 MAPK dependent manner. In parallel to this work, we found that muscle NPRA correlated positively with whole-body insulin sensitivity in humans, and was strikingly down-regulated in obese subjects and recovered in response to diet-induced weight loss. In addition, muscle NP clearance receptor (NPRC) increased in individuals with impaired glucose tolerance and T2D. Similar results were found in obese diabetic mice. Although no acute effect of BNP on insulin sensitivity was observed in lean mice, chronic BNP infusion improved blood glucose control and insulin sensitivity in skeletal muscle of obese and diabetic mice. This occurred in parallel of a reduced lipotoxic pressure in skeletal muscle due to an upregulation of lipid oxidative capacity. In addition, chronic NP treatment in human primary myotubes increased lipid oxidation and reduced palmitate-induced lipotoxicity. Collectively, our data show that activation of NPRA signaling in skeletal muscle is important for the maintenance of long-term insulin sensitivity by decreasing lipotoxic pressure in skeletal muscle and by increasing glucose utilization in adipocytes.
Les foldamères sont considérés comme étant des oligomères capables de s’auto-structurer en solution par le biais de liaisons non covalentes. Ces composés peuvent présenter un grand intérêt biologique ...dans la mesure où l’on peut en attendre une meilleure résistance aux peptidases, la possibilité de se conjuguer aux ARN et ADN, etc… Au sein des oligomères azapseudopeptidiques, le point d’ancrage de la chaîne latérale est affecté car le CHa de l’acide aminé originel est remplacé par un atome d’azote. Cette substitution engendre la perte du centre chiral CHa et la perturbation des caractéristiques électroniques et structurales des deux liaisons amides adjacentes. Ce travail concerne l’élaboration de nouvelles voies de synthèse de 2:1-a/aza-oligomères en solution. Nous avons mis au point un protocole de synthèse généralisable des précurseurs azadipeptidiques Boc-azaAA-AA-OMe orthogonalement protégés. Les 2:1-a/aza-trimères, obtenus à partir des précurseurs azadipeptidiques, ont ensuite été engagés dans des réactions d’oligomérisation par couplage peptidique, ce qui nous a permis d’isoler les tous premiers 2:1-a/aza-oligomères avec de très bons rendements. La structure des composés préparés a été analysée par spectroscopies RMN, IR, diffraction des RX et par modélisation moléculaire. L’examen des 2:1-a/aza-trimères a révélé la formation d’un coude ßII. Les 2:1-a/aza-hexamères ont la capacité à s’auto-structurer. D’une manière générale, grâce aux études réalisées par RMN et par IR, nous pouvons fortement envisager que nos 2:1-a/aza-oligomères se structurent en solution pour former des foldamères
Foldamers are described as any oligomers with a strong tendency to adopt a specific compact conformation in solution through non covalent interactions. These compounds can make duplexes with RNA and DNA and are more resistant to peptidases. Thus foldamers can have a biological activity. Among azapseudopeptide oligomers, substitution of a nitrogen for the CHa group is a way to preserve the side chains of analogous peptides. This substitution entails the lost of chiral center and the overall conformational and local electronic states might be affected. We have synthesized 2:1-a/aza-oligomers on liquid phase. We have developed a new general protocol for obtaining various Boc-azaAA-AA-OMe. Then, 2:1-a/aza-trimers, obtained from the precursors, were used in oligomerization reaction by peptidic coupling. By this way, we obtained the first 2:1-a/aza-oligomers in very good yields. The structure of the obtained oligomers was analysed by NMR and IR spectroscopies, X-ray diffraction and molecular modelling. The 2:1-a/aza-trimers show a ßII-turn and the 2:1-a/aza-hexamers structure themselves. On the whole, by NMR and IR spectroscopies, we can strongly consider that our 2:1-a/aza-oligomers structure themselves in solution to form foldamers
La maladie d’Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative du système nerveux central qui se caractérise notamment par l’accumulation de peptide beta-amyloïde (Aβ) dans le tissus nerveux. Dans la ...première partie de cette thèse nous avons montré que l’interaction des oligomères Aβ1-42 de haut poids moléculaire avec la membrane plasmique des cellules PC12 différenciées ou des cellules nerveuses (neurones et astrocytes primaires) provoque des variations de la Ca2+i dépendant de l’activation des récepteurs NMDA. Dans la seconde partie nous avons montré qu’une pré-exposition des cellules PC12 et des cellules nerveuses à de faibles concentrations de peptide Aβ module l’interaction ultérieure des oligomères avec la membrane plasmique. Enfin dans le cadre d’une collaboration avec l’entreprise Innovative Health Diagnostics (IHD) nous avons participé à la caractérisation d’une sonde amyloïde fluorescente développée pour réaliser des tests de détection de la MA à partir d’échantillons sanguins.
Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disease of the central nervous system which is characterized in particular by the accumulation of beta amyloïde peptide (Aβ) in nerve tissues. In the first part of this thesis we showed that the interaction of high molecular weight Aβ1-42 oligomers with the plasma membrane of differenciated PC12 or nerve cells (neurons and astrocytes) triggers variations of their depending on the activation of the NMDA receptors. In the second part we showed that a pre-exposure of PC12 and nerve cells with low concentrations Aβ1-42 of modulates the later interaction of oligomers with the plasma membrane. Finally in collaboration with the company Innovative Health Diagnostics (IHD) we participated in the characterization of a fluorescent amyloid probe developed to realize detection test of AD from blood samples.
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