Soutenances autorisées pour l'ED « École Doctorale Normande de Biologie Intégrative, Santé, Environnement »
(ED 497 NBISE)
Liste des soutenances actuelles 83
Validatiοn préclinique et clinique d’une nοuvelle technique nοn invasive de mesure de l’élasticité du myοcarde
Doctorant·e
SALOUX Eric
Direction de thèse
MANRIQUE Alain (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
27/11/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Faculté de CAEN
Rapporteurs de la thèse
BERNARD ANNE CHU de Tours
DONAL ERWAN Centre Hospitalier Universitaire de Rennes
Membres du jurys
BERNARD ANNE,
,
CHU de Tours
DONAL ERWAN,
,
Centre Hospitalier Universitaire de Rennes
ELTCHANINOFF HÉLÈNE,
,
CHU de ROUEN
MANRIQUE Alain,
,
CHU de Caen
PASQUET AGNÈS,
,
Institut Cardiovasculaire Saint-Luc-UCL
TOURNOUX FRANCOIS,
,
McGILL University, MONTREAL
Résumé
L’élastographie ultrasonore est une technique qui a fait ses preuves en clinique depuis près de 10 ans pour explorer la dureté des organes statiques superficiels comme le foie le sein. Son application à l’étude des caractéristiques mécaniques du cœur est très récente et n’a fait l’objet que de quelques preuves de concept expérimentales chez l’animal et chez l’Homme. Dans ce travail, nous avons évalué in vitro, sur un modèle animal et chez l'homme atteint de sténose aortique, l'imagerie Shear Wave Elastography dans une version adaptée au cœur à partir de séquences cliniques conçues pour des organes statiques. Nous avons montré sur fantôme que les mesures réalisées à l’aide des séquences cardiaque sur sonde linéaires étaient concordantes avec les séquences de référence, alors que les mesures avec la sonde sectorielle n'étaient interprétables qu'entre 4 et 10 cm, et présentaient un champ de mesure homogène. Dans le modèle animal, nous avons montré que la rigidité systolique était affectée par les conditions de charge et corrélée à la contractilité, alors que la rigidité diastolique était indépendante des conditions de charge, de la contractilité et de la fréquence cardiaque avec une bonne concordance intra et inter animale. Chez l'homme, nous avons confirmé la nature dynamique de la dureté myocardique avec un rapport systole/diastole de 3,5, montré que la rigidité diastolique du myocarde était significativement plus élevée en cas de sténose aortique et significativement corrélée au remodelage du ventricule gauche, à la sévérité de l'obstruction aortique et à la précharge ventriculaire. Ces résultats prometteurs montrent le bénéfice clinique potentiel de cette modalité si elle était largement mise en œuvre sur des machines commerciales.
Abstract
Ultrasonic elastography is a validated technique used for almost 10 years to evaluate the stiffness of superficial static organs such as the liver and the breast. Its application to the study of the mechanical characteristics of the heart is very recent, and has been the subject of only a few experimental proof of concept studies in animals and humans. In this work, we evaluated Shear Wave Elastography imaging in a version adapted to the heart from clinical sequences designed for static organs, successively in vitro, in an animal model and in humans with aortic stenosis,. In the phantom study, we showed that measurements with cardiac sequences and linear probes were consistent with reference sequences, whereas measurements with the sectorial probe were only interpretable between 4 and 10 cm, and presented a homogeneous measurement field. In the animal model, we showed that systolic stiffness was affected by loading conditions and correlated with contractility, while diastolic stiffness was independent of loading conditions, contractility short ischemia and heart rate, with good intra- and inter-animal agreement. In humans, we confirmed the dynamic nature of myocardial stiffness with a systole/diastole ratio of 3.5, showed that diastolic myocardial stiffness was significantly higher in aortic stenosis and significantly correlated with left ventricular remodeling, severity of aortic obstruction and ventricular preload. These promising results demonstrate the potential clinical benefit of this modality if widely implemented on commercial systems.
Etude de l’intérêt de la prοtοnthérapie en cοmparaisοn à la radiοthérapie par rayοns-x pοur atténuer la lymphοpénie radiο-induite dans un cοntexte d’irradiatiοn cérébrale
Doctorant·e
COUPEY Julie
Direction de thèse
VALABLE Samuel (Directeur·trice de thèse)
LEBLOND Marine (Co-encadrant·e de thèse)
GASCHET JOELLE Nantes Université
MIRJOLET CÉLINE Centre Georges François Leclerc
Membres du jurys
DAEFFLER LAURENT,
Chargé de recherche,
Institut Hubert Curien
GASCHET JOELLE,
,
Nantes Université
MIRJOLET CÉLINE,
,
Centre Georges François Leclerc
ROUSSEAU Marc,
,
Laboratoire de Physique corpusculaire de Caen
THARIAT Juliette,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
VALABLE Samuel,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
La radiothérapie cérébrale par rayons-x fait partie intégrante du traitement conventionnel des tumeurs cérébrales de haut grade ou encore des tumeurs de la tête et du cou. Leur microenvironnement immunosuppressif et la lymphopénie radio-induite (LRI) sévère sont associés à une réduction de la survie, et à une diminution de la réponse à la radiothérapie. La LRI est dépendante de facteurs dosimétriques, tels que le volume d’irradiation et le nombre de fractions de radiothérapie mais aussi du genre et de l’âge des patients. Elle contribue également à expliquer l’échec des immunothérapies, qui visent à produire des lymphocytes T effecteurs anti-tumoraux chez le patient. Compte tenu de ses propriétés balistiques, la protonthérapie présente des risques de radiotoxicité limités. Cependant, les effets d’une irradiation cérébrale par protons sur l’immunité résidente et circulante sont peu connus. Ce projet de recherche translationnel a donc eu pour objectif de caractériser la LRI en réponse aux rayons-x et d’étudier l’intérêt des protons pour épargner l’immunité systémique. Notre étude préclinique a montré, après irradiation cérébrale par rayons-x d’un modèle murin non pathologique, que la lymphopénie se met en place dès 12 heures et qu’elle touche sévèrement les lymphocytes B, T, les NK et les sous-populations T CD4+ et T CD8+ ainsi que les myéloïdes Leur récupération dans le temps est dépendante du sous-type cellulaire. D’un point de vue balistique, l’utilisation d’un faisceau horizontal de rayons-x, épargnant les artères cérébrales nourricières et ganglions lymphatiques cervicaux (GLC), ne fait que décaler la LRI dans le temps, qui touche les lymphocytes T à 8 jours après irradiation cérébrale. A l’inverse, les protons ont un effet conservateur sur les lymphocytes et les myéloïdes circulants. En parallèle, nos travaux de modélisations mathématiques, réalisés à partir des données précliniques ont montré que l’exposition des GLC contribue de manière significative à la lymphopénie. En outre, les rayons-x ou protons ont induit un effet différent sur les taux plasmatiques de cytokines associés aux variations des leucocytes après irradiation cérébrale par rayons-x et protons. Les analyses immunohistochimiques montrent une réaction inflammatoire par les rayons-x ainsi qu’une activation astrocytaire locales après irradiation par rayons-x et protons mais pas d’atteinte de la barrière hémato-encéphalique. Dans notre modèle syngénique murin de glioblastome, la LRI est mesurée en présence de la tumeur seule et accrue en cas d’irradiation cérébrale par rayons-x. Au-delà d’effets locaux, nous avons mesuré une diminution drastique des T CD3+, CD4+, CD8+ et LB à 12 heures et 45 jours après irradiation par rayons-x dans les GLC et la rate. Notre étude clinique a confirmé une LRI de grade 3, voire 4 chez les patients ayant reçu une radiothérapie par rayons-x à 2 et 6 semaines après le début du protocole. Contrairement à la préclinique, celle-ci est également observée chez les patients ayant reçu une protonthérapie, avec la même sévérité mais une récupération plus précoce. L’étude des cartes de dosimétrie confirme l’association des GLC se trouvant dans le champ d’irradiation du faisceau à la sévérité de la LRI. Collectivement, ces éléments suggèrent que des facteurs solubles sont transmis des GLC irradiés aux organes lymphoïdes secondaires (OLS), conduisant à une LRI. Les OLS constituent donc une cible thérapeutique pour la combinaison de la protonthérapie à l’immunothérapie afin d’améliorer la réponse au traitement et le pronostic des patients atteints de tumeurs cérébrales de haut grade.
Abstract
Brain x-ray radiotherapy is an integral part of conventional treatment of high-grade brain tumors and head and neck tumors. Their immunosuppressive microenvironment and severe radiation-induced lymphopenia (RIL) are associated with reduced survival, and diminished response to radiotherapy. LRI is dependent on dosimetric factors, such as irradiation volume and number of radiotherapy fractions, as well as on patient gender and age. It also contributes to explain the failure of immunotherapies, which aim to produce anti-tumor effector T lymphocytes in the patient. Given its ballistic properties, proton therapy presents limited risks of radiotoxicity. However, little is known about the effects of proton brain irradiation on resident and circulating immunity. The aim of this translational research project was therefore to characterize LRI in response to x-rays, and to investigate the potential of protons to spare systemic immunity. Our preclinical study showed, after brain irradiation with x-rays in a non-pathological mouse model, that lymphopenia set in as early as 12 hours, severely affecting B, T, and NK cells and CD4+ and CD8+ T subpopulations, as well as myeloid cells. From a ballistic point of view, the use of a horizontal beam of x-rays, sparing the cerebral feeder arteries and cervical lymph nodes (CLN), only shifted the RIL in time, decreasing T lymphocytes at 8 days after brain exposure. Conversely, protons brain exposure had a conservative effect on circulating lymphocytes and myeloid cells. In parallel, our mathematical modelling work, based on preclinical data, showed that CLN exposure contributed significantly to lymphopenia. In addition, x-rays and protons induced a different effect on plasma cytokine levels that are associated with leukocyte variations after x-ray and proton brain irradiation. Immunohistochemical analyses showed an increase inflammatory response to x-rays as well as local astrocytic activation after x-ray and proton irradiation, but no damage to the blood-brain barrier. In our syngeneic mouse model of glioblastoma, LRI was measured in the presence of tumor alone and increased with brain x-ray irradiation. Beyond local effects, we measured a drastic decrease in CD3+, CD4+, CD8+, and B and T cell quantification at 12 hours and 45 days after x-ray brain irradiation in CLN and spleen. Our clinical study confirmed a grade 3 or even 4 RIL in patients who received x-ray brain radiotherapy at 2- and 6-weeks post-treatment. Contrary to preclinical data, this was also observed in patients who received proton therapy, with the same severity but earlier recovery. The study of dosimetry maps confirmed the association of CLNs in the beam irradiation field with RIL severity. Collectively, these findings suggested that soluble factors are transmitted from irradiated CLNs to secondary lymphoid organs (SLO), leading to RIL. SLOs therefore represent a therapeutic target for combining proton therapy with immunotherapy to improve treatment response and prognosis in patient with high-grade brain tumors.
Evaluatiοns de nοuvelles mοdalités d'analyse des effets indésirables dans les essais cliniques : applicatiοn au cancer de l'οvaire
Doctorant·e
COQUAN Elodie
Direction de thèse
JOLY FLORENCE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
18/11/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Caen (Centre François Baclesse
Rapporteurs de la thèse
FILLERON THOMAS Chercheur HDR Oncopole claudius regaud IUCT-O
KURTZ JEAN-EMMANUEL Institut de cancérologie Strasbourg Europe
Membres du jurys
FILLERON THOMAS,
Chercheur HDR,
Oncopole claudius regaud IUCT-O
FITENI FREDERIC,
Maître de conférences HDR,
Institut de Cancérologie du Gard/CHU de Nimes
JOLY FLORENCE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
KURTZ JEAN-EMMANUEL,
,
Institut de cancérologie Strasbourg Europe
LEQUESNE JUSTINE,
Chercheur,
Centre François Baclesse de Caen
ROUZIER ROMAN,
,
Centre François Baclesse de Caen
Résumé
En cancérologie, l’évaluation de la tolérance des traitements reste un challenge. L'arrivée de nouvelles thérapies administrées de façon chronique, nécessite une adaptation des méthodes d'analyse des effets indésirables. Une revue de synthèse de la littérature sur les publications d’essais randomisés et contrôlés ayant évalué un traitement de maintenance dans le cancer de l'ovaire a permis de montrer l'hétérogénéité de la publication des données de tolérance. Dans cette méta-analyse, les traitements expérimentaux étaient associés à une augmentation de la toxicité, y compris de faible grade, par rapport aux bras contrôle. Nous avons ensuite créé 4 scores de toxicité intégrant l’aspect cumulatif, la sévérité et la durée des toxicités et nous avons évalué leur relation avec la qualité de vie (QDV) des patientes dans 2 études de phase III. Dans l’étude AURELIA évaluant le bevacizumab en association avec la chimiothérapie dans le cancer de l’ovaire résistant aux sels de platine, nous avons ainsi mis en évidence l'impact des toxicités de bas grade et des toxicités symptomatiques sur la QDV des patientes. Puis, nous avons analysé les données de toxicités de l’étude PAOLA-1 évaluant l'association du bevacizumab avec l’olaparib en situation de maintenance en première ligne du cancer de l’ovaire et nous avons montré que les toxicités de bas grade avaient une durée prolongée et un impact sur la dose-intensité du traitement et sur la QDV des patientes.
Les nouveaux essais cliniques en cancérologie doivent reporter les toxicités de bas grade afin de mieux refléter le bénéfice clinique des traitements.
Abstract
In oncology, assessing the treatments’ safety remains a challenge. The development of new therapies administered on a chronic basis implies that methods for analysing adverse events need to be adapted. A review of the literature on publications of randomised controlled trials evaluating maintenance treatment in ovarian cancer showed the heterogeneity of safety data reporting. In this meta-analysis, compared with control arms, experimental treatments were associated with an increased toxicity, including low-grade toxicity. We then created 4 toxicity scores including the cumulative aspect, severity and duration of toxicities and assessed their relationship with patients' quality of life (QOL) in 2 phase III studies. In the AURELIA study evaluating bevacizumab in combination with chemotherapy in platinum-resistant ovarian cancer, we highlighted the impact of low-grade and symptomatic toxicities on patients' QOL. We then analysed the toxicity data from the PAOLA-1 study evaluating the combination of bevacizumab with olaparib in the first-line maintenance setting for ovarian cancer and showed that low-grade toxicities had a long duration and impact the dose-intensity of treatment and patients' QOL.
New clinical trials in oncology must report low-grade toxicities in order to better reflect the clinical benefit of treatments.
Deep learning fοr the simulatiοn, recοnstructiοn & prοjectiοn οf grοundwater level variatiοns
Doctorant·e
CHIDEPUDI Sivaramakrishnareddy
Direction de thèse
MASSEI NICOLAS (Directeur·trice de thèse)
JARDANI ABDERRAHIM (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
14/11/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
MONT SAINT AIGNAN
Rapporteurs de la thèse
DE DREUZY JEAN-RAYNALD UNIVERSITE RENNES 1
SHAIK REHANA
Membres du jurys
DE DREUZY JEAN-RAYNALD,
,
UNIVERSITE RENNES 1
DORFLIGER NATHALIE,
,
HENRIOT ABEL,
,
Bureau de Recherches Geologiques et Minieres
JARDANI ABDERRAHIM,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
KOCH JULIAN,
,
LIESCH TANJA,
,
Université de Karlsruhe (ALLEMAGNE)
MASSEI NICOLAS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
SHAIK REHANA,
,
Résumé
Des simulations précises du niveau des eaux souterraines (GWL) sont indispensables pour générer les reconstructions et les projections servant à analyser les tendances et la variabilité historiques et futures des eaux souterraines à long terme. Dans cette thèse, nous étudions l'utilisation d'approches d'apprentissage profond (DL) pour les simulations, reconstructions et projections du niveau des eaux souterraines, en mettant l'accent sur les questions liées à la représentation de la variabilité à basse fréquence interannuelle à décennale, et en utilisant divers produits de réanalyses climatiques et sorties de GCM. Une approche de pré-traitement par ondelettes assistant les modèles DL a été développée, en particulier à partir de transformée en ondelettes discrète à chevauchement maximal (MODWT) en une étape de décomposition les signaux d'entrée. Les modèles récurrents à mémoire long- et court- terme (LSTM) et leurs développements plus récents (unité récurrente à porte GRU et LSTM bidirectionnels BiLSTM) ont été plus spécifiquement utilisés et évalués, pour développer des approches d’apprentissage à station unique et à stations multiples. Les résultats de l'approche à station unique ont indiqué que les modèles GRU assistés par MODWT permettaient d'extraire des informations à basse fréquence et surpassaient considérablement les modèles « simples » (i.e. sans pré-traitement) dans la simulation des GWL, en particulier pour les GWL de type inertiel. La méthode SHAP a été utilisée pour appréhender l’interprétabilité des résultats des modèles et le fonctionnement des modèles eux-mêmes, mettant ainsi notamment en évidence les caractéristiques d'entrée les plus importantes. Pour les reconstructions GWL à long terme, les modèles DL ont été construits en utilisant les ensembles de données de réanalyse climatique ERA5 et ERA20C du centre européen de prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF), permettant des reconstructions jusqu'en 1940 et 1900, respectivement. Ces modèles basés ont pu capturer avec succès la variabilité multidécennale dans tous les niveaux de nappe reconstruits, un enjeu important en contexte de changement climatique dans la mesure où la variabilité multidécennale peut fortement interférer avec les effets du changement climatique. Plusieurs approches d’apprentissage multi-stations et de clustering ont été utilisées pour les simulations GWL à grande échelle, intégrant des variables climatiques dynamiques et des caractéristiques statiques des aquifères. Les modèles spécifiquement entraînés sur différents types de GWL, regroupés sur la base de leurs propriétés spectrales, ont obtenu des résultats significativement meilleurs que ceux entraînés sur l'ensemble des données. Enfin, un modèle GRU multi-stations entraîné pour chaque type de GWL avec un prétraitement MODWT avec correction des effets de bord (BC-MODWT) a été utilisé pour générer des projections jusqu'en 2100. Les changements futurs indiquent des tendances à la baisse des niveaux et de la variabilité des eaux souterraines, s'intensifiant de SSP2-4.5 à SSP5-8.5, malgré des niveaux des eaux souterraines projetés plus élevés en moyenne par rapport à la période historique dans tous les scénarios. Nous expliquons ce résultat apparemment contre-intuitif par le fait que les niveaux projetés sont systématiquement bien plus élevés en début de période future (jusqu’à ~2050) par rapport à la période historique. Nos résultats indiquent enfin que la variabilité des aquifères de type annuel a augmenté pour tous les scénarios d’émission.
Abstract
Accurate groundwater level (GWL) simulations facilitate reconstructions and projections for analysing historical and future groundwater trends and variability at the decadal scale. In this thesis, we investigate the use of deep learning (DL) approaches for GWL simulations, reconstructions, and projections, with a focus on capturing low-frequency variability and leveraging climate reanalysis and GCM model outputs. A wavelet-assisted DL framework was developed, using the Maximal Overlap Discrete Wavelet Transform (MODWT) as a pre-processing step to decompose input signals. We specifically evaluated advanced DL models, including Long Short-Term Memory (LSTM), Gated Recurrent Unit (GRU), and Bidirectional LSTM (BiLSTM), for single-station and multi-station approaches. The single station approach results indicated that MODWT-assisted GRU models allowed for extracting low-frequency information and significantly outperformed standalone models in simulating GWLs, particularly for inertial-type GWL. The Shapley Additive Explanations (SHAP) technique was used to interpret model outputs and highlight important input features. For long-term GWL reconstructions, DL models were trained on ERA5 and ERA20C climate reanalysis datasets, enabling reconstructions up to 1900 and 1940, respectively. These DL-based models were able to capture multi-decadal variability in all reconstructed GWLs. Several multi-station training approaches and clustering were used for large-scale GWL simulations, incorporating dynamic climatic variables and static aquifer characteristics. Models specifically trained on different GWL types, clustered by spectral properties, performed significantly better than those trained on the whole dataset. Finally, A multi-station GRU model trained for each GWL type with boundary-corrected MODWT (BC-MODWT) pre-processing was used to generate projections until 2100. Future changes show decreasing trends in groundwater levels and variability, intensifying from SSP2-4.5 to SSP5-8.5, despite projected groundwater levels being higher on average compared to the historical period in all scenarios. We explain this seemingly counter-intuitive result by the fact that projected levels are systematically much higher at the beginning of the future period (up to ~2050) compared to the historical period. Finally, our results indicate that the variability of annual-type aquifers has increased for all emission scenarios.
Supplémentatiοn οrale en glutamine et répοnse hypοthalamique au cοurs de l'οbésité induite par l'alimentatiοn.
Doctorant·e
DREUX Virginie
Direction de thèse
COEFFIER MOISE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
13/11/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie, Bâtiment Stewart UFR Santé, 12 Rue du Faubourg Martainville, 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
NADJAR AGNES Universite de Bordeaux
ROVERE CAROLE Universite Cote d'Azur
L’obésité représente un enjeu majeur de santé publique. Cette maladie multifactorielle présente un dimorphisme sexuel marqué aussi bien dans sa prévalence et son évolution que dans les comorbidités associées. Elle est caractérisée par une inflammation chronique de bas grade et par un déséquilibre de l’homéostasie énergétique. Cette régulation énergétique est médiée par l’action coordonnée des neurones et des cellules gliales hypothalamiques. Néanmoins, des preuves croissantes soutiennent que la présence d’une inflammation et d’une gliose seraient responsables d’un découplage de l’unité neurogliovasculaire contribuant ainsi à la physiopathologie de l’obésité. La démonstration d’un lien entre l’obésité et une réponse inflammatoire a donc incité au développement de stratégies pour agir sur cette neuroinflammation. La glutamine (Gln) est l’acide aminé le plus abondant dans l’organisme. Ce dernier possède des propriétés anti-inflammatoires et des niveaux réduits sont retrouvés au niveau plasmatique et adipeux chez les sujets en situation d’obésité. Ainsi, les objectifs de cette thèse étaient d’étudier de manière sexe-dépendante les réponses de l’hypothalamus, l’hippocampe et l’amygdale dans un modèle murin d’obésité induite par un régime riche en graisses (HFD) à court, moyen et long terme. D’autre part, les objectifs étaient d’étudier de manière sexe-dépendante l’impact d’une supplémentation en Gln sur la réponse hypothalamique chez des souris en situation d’obésité exposées ou non à un stress pour son potentiel intérêt thérapeutique. Nous avons d’abord rapporté une cinétique sexe-dépendante dans les adaptations métaboliques et phénotypiques avec des animaux mâles plus répondeurs au modèle HFD. Nous avons ensuite constaté qu’un fort profil neuroinflammatoire n’est pas systématiquement retrouvé dans les modèles d’obésité induite par l’alimentation (DIO). De plus, nous avons rapporté qu’un régime HFD affecte l’expression des neuropeptides de la prise alimentaire et qu’il existe un dimorphisme sexuel dans la régulation de ces systèmes neuropeptidergiques et aussi dans la réponse des cellules gliales qui dépend de la durée du régime HFD et de la structure cérébrale. Nos données ont également souligné qu’un stress chronique de contention et une supplémentation en Gln exercent des effets sexe-spécifiques sur la réponse hypothalamique dans le modèle DIO. En particulier, ces facteurs impactent davantage les systèmes neuropeptidergiques de la prise alimentaire chez les souris mâles et les voies neuroinflammatoires chez les souris femelles. De plus, en réponse au stress et à la Gln, nous avons identifié un remodelage de la morphologie astrocytaire et microgliale s’orientant vers un état réactif, et ce de manière sexe-dépendante. Jusqu’à maintenant, aucune étude n’a examiné chez les deux sexes les effets d’une supplémentation en Gln et/ou d’un stress chronique au niveau hypothalamique dans l’obésité. De futurs études permettront d’identifier les mécanismes mis en jeu et d’éclaircir la signification de ces réponses centrales.
Abstract
Obesity represents a major public health issue. This multifactorial disease exhibits a marked sexual dimorphism its prevalence progression and in its associated comorbidities. It is characterized by chronic low-grade inflammation and an imbalance in energy homeostasis. This energy regulation is mediated by the coordinated action of hypothalamic neurons and glial cells. However, increasing evidence suggests that inflammation and gliosis may contribute to a disruption of the neurogliovascular unit, there by contributing to the pathophysiology of obesity. The demonstration of a link between obesity and an inflammatory response has therefore prompted the development of strategies targeting this neuroinflammation. Gln is the most abundant amino acid in the body and has anti-inflammatory properties. Reduced levels of Gln are found in plasma and adipose tissue in obese subjects. Thus, the objectives of this thesis were to study in a sex-dependent manner the response of the hypothalamus, hippocampus and amygdala in a mouse model of obesity induced by a HFD over short, medium and long term. Additionally, we sought to study in a sex-dependent manner the impact of Gln supplementation on the hypothalamic response in obese mice exposed or not to stress for its potential therapeutic interest. We first reported a sex-dependent kinetic in metabolic and phenotypic adaptations with male animals more responsive to the HFD model. We then noted that a strong neuroinflammatory profile is not systematically found in DIO models. In addition, we observed that HFD affects the expression of food intake neuropeptides and that there is a sexual dimorphism in the regulation of these neuropeptidergic systems as well as in the glial cell response that depends on the duration of HFD and brain structure. Our data also highlighted that chronic restraint stress and Gln supplementation exert sex-specific effects on the hypothalamic response in the DIO model. Notably, these factors influence neuropeptidergic systems related to food intake more significantly in male mice, while they affect neuroinflammatory pathways more prominently in female mice. Moreover, in response to stress and Gln, we identified a remodeling of astrocytic and microglial morphology towards a reactive state, and this in a sex-dependent manner. To date, no studies have examined the effects of Gln supplementation and/or chronic hypothalamic stress in obesity in both sexes. Future studies will help to identify the mechanisms involved and clarify the significance of these central responses
ΡRΙSE EΝ CΟΜΡΤE DE L'ACCESSΙBΙLΙΤE SΡAΤΙALE AUΧ SΟΙΝS DAΝS L'EΤUDE DES ΙΝEGALΙΤES SΟCΙΟ ΤERRΙΤΟRΙALES EΝ CAΝCERΟLΟGΙE
Doctorant·e
GARDY Josephine
Direction de thèse
DEJARDIN Olivier (Directeur·trice de thèse)
BRYERE Josephine (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
13/11/2024 à 13:00
Lieu de la soutenance
Centre François Baclesse
Rapporteurs de la thèse
DELPIERRE CYRILLE Directeur de recherche CERPOP de Toulouse
MENVIELLE GWENN Université Paris-Saclay
Membres du jurys
BELOT AURELIEN,
,
London school hygiene Tropical Medicine
BOUVIER ANNE MARIE,
,
Universite de Bourgogne
BRYERE Josephine,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
DEJARDIN Olivier,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
DELPIERRE CYRILLE,
Directeur de recherche,
CERPOP de Toulouse
MENVIELLE GWENN,
,
Université Paris-Saclay
Résumé
L'influence de l'accessibilité géographique sur la survie des patients atteints d’un cancer a fait l'objet d’un nombre restreint d'études. La plupart de ces recherches se sont concentrées sur l'accès aux centres de soins de référence, en utilisant la mortalité globale et en se limitant à des localisations cancéreuses spécifiques.
L’objectif de cette thèse était d’étudier l’influence des inégalités socioterritoriales de santé sur la survie des patients atteints de cancer en France entre 2013 et 2015, en utilisant les données des registres de cancer français du réseau FRANCIM. L’effet de l’environnement social et de l’accessibilité aux soins primaires et aux soins secondaires a été étudié sur la survie par le biais de 3 études dans cette thèse.
Concernant les 10 localisations solides les plus fréquentes en France, notre étude a permis d’identifier un effet de l’environnement socio-territorial pour la plupart de ces localisations. Les patients ayant une moins bonne accessibilité aux soins primaires, mesurée par les indices SCALe ou APL, ont un excès de mortalité plus élevé que ceux ayant une meilleure accessibilité pour certains cancers : sein, côlon-rectum (hommes), foie (hommes et femmes) et poumon (hommes). Concernant l’accessibilité aux soins secondaires, il a été montré que les patients ayant un temps de trajet plus élevé jusqu’au centre de référence le plus proche avaient un excès de mortalité plus élevé que les patients les plus proches pour certains cancers : sein, côlon-rectum (hommes), tête et cou (femmes), foie (hommes et femmes), poumon (hommes et femmes), prostate et mélanome de la peau (hommes et femmes). Concernant les hémopathies malignes étudiées, les effets étaient moins notables. L’environnement social avait un effet sur la survie seulement pour les patients atteints d’hémopathies myéloïdes. Pour les patients atteints d’un lymphome diffus à grandes cellules B, c’est le temps de trajet au centre de soins de référence le plus proche qui avait un effet sur la survie. Pour les patients atteints d’un lymphome folliculaire, la survie était affectée par l’accessibilité aux médecins généralistes mesurée par l’APL. Notre étude a également confirmé l’effet important des inégalités sociales de santé déjà mis en évidence par des études antérieures.
Une dernière étude a étudié l’influence du stade au diagnostic sur l’association entre l'accessibilité aux soins et la survie pour le cancer du sein. La prise en compte du stade au diagnostic a permis d’affiner nos résultats précédents. Ces analyses suggèrent qu’il y a un effet de l’accessibilité géographique au médecin généraliste, mesurée par l’APL, même après la prise en compte du stade au moment du diagnostic.
Ces différentes études révèlent que ces différences d'accès aux soins primaires ou secondaires représentent une perte de chance pour les patients atteints d’un cancer et devraient devenir une priorité pour les décideurs en matière de santé afin de réduire ces inégalités.
Abstract
The influence of geographical accessibility on the survival of cancer patients has been the topic of a limited number of studies. Most of this research has focused on access to referral care centres, using overall mortality and limited to specific cancer sites.
The aim of this thesis was to investigate the influence of socio-territorial health inequalities on the survival of cancer patients in France between 2013 and 2015, using data from the French cancer registries of the FRANCIM network. The effect of social environment and accessibility to primary and secondary care was investigated on survival through 3 studies in this thesis.
For the 10 most common solid cancers in France, our study identified an effect of the socio-territorial environment for most of these cancers. Patients with poorer access to primary care, measured by the SCALe index or APL, had higher excess mortality than those with better access for certain cancers: breast, colon-rectum (men), liver (men and women) and lung (men). With regard to access to secondary care, it was shown that patients with a longer journey time to the nearest referral centre had a higher excess mortality than the nearest patients for certain cancers: breast, colon-rectum (men), head and neck (women), liver (men and women), lung (men and women), prostate and skin melanoma (men and women). For the haematological malignancies studied, the effects were less significant. The social environment had an effect on survival only for patients with myeloid haemopathies. For patients with diffuse large B-cell lymphoma, travel time to the nearest referral care centre had an effect on survival. For patients with follicular lymphoma, survival was affected by accessibility to general practitioners measured by the APL. Our study also confirmed the significant effect of social inequalities in health already highlighted by previous studies.
A final study examined the influence of stage at diagnosis on the association between access to care and survival for breast cancer. Taking stage at diagnosis into account enabled us to refine our previous results. These analyses suggest that there is an effect of geographical accessibility to the general practitioner, measured by the APL, even after taking into account the stage at diagnosis.
These different studies show that these differences in access to primary or secondary care represent a loss of opportunity for cancer patients and should become a priority for healthcare decision-makers in order to reduce these inequalities.
Characterizatiοn οf equine infectiοus anemia virus-hοst cell interactiοns and explοratiοn οf new therapeutic strategies
Doctorant·e
SCHIMMICH Cecile
Direction de thèse
VALLE CASUSO JOSE CARLOS (Directeur·trice de thèse)
VABRET Astrid (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
12/11/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Auditorium, PFRS Caen
Rapporteurs de la thèse
LEROUX CAROLINE Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
VIDALAIN PIERRE-OLIVIER Directeur de recherche Université Claude Bernard - Lyon 1
Membres du jurys
LEROUX CAROLINE,
,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
MENU ELISABETH,
,
Université Paris-Saclay
PRONOST Stephane,
Directeur de recherche,
Laboratoire LABÉO
VABRET ASTRID,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
VALLE CASUSO JOSE CARLOS,
Chercheur HDR,
ANSES
VIDALAIN PIERRE-OLIVIER,
Directeur de recherche,
Université Claude Bernard - Lyon 1
Résumé
Le virus de l’anémie infectieuse des équidés (EIAV) est un lentivirus non-primate qui infecte les équidés dans le monde entier et provoque une infection persistante caractérisée par des épisodes fébriles récurrents. L’anémie infectieuse des équidés est une maladie qui évolue principalement vers un état asymptomatique, ce qui représente un exemple de contrôle immunitaire d’une infection lentivirale. Cette maladie reste sans solution thérapeutique et en France, la loi requiert une euthanasie obligatoire des équidés infectés afin de contrôler la diffusion du virus. Dans cette thèse de doctorat, nous avions deux objectifs principaux. Le premier était d’explorer des possibilités de traitements antiviraux pour pouvoir proposer des solutions nouvelles contre la transmission du virus. Nous avons testé l’efficacité de dix-huit médicaments antirétroviraux, connus pour bloquer la réplication du virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), dans un modèle d’infection à l’EIAV de cellules équines in vitro. Nos résultats ont permis d’identifier treize médicaments présents sur le marché, ayant un effet significatif contre l’EIAV. Ces composés ciblent des enzymes virales, comme la transcriptase inverse, la protéase et l’intégrase, indiquant des similitudes entre le VIH-1 et EIAV apparenté. Le deuxième objectif était de déchiffrer les interactions protéines-protéines entre le virus et l’hôte, grâce à une expérience de double-hybride en levure. Nous avons identifié cinquante-et-une protéines cellulaire interagissant avec cinq protéines virales différentes. De façon intéressante, certaines de ces interactions étaient déjà connues pour d’autres lentivirus, mais pour d’autres protéines, notre étude est la première preuve de leur interaction avec un lentivirus. Certains de ces interacteurs cellulaires ont été sélectionnés pour être caractérisé fonctionnellement dans des expériences d’infection par l’EIAV dans un contexte d’extinction de gènes cellulaires cibles. Ces interacteurs cellulaires apportent une meilleure compréhension du cycle d’infection lentiviral par l’EIAV de la cellule hôte. Ils sont aussi de possibles cibles pour des composés, pouvant permettre de bloquer l’infection par l’EIAV en ciblant des voies cellulaires de l’hôte plutôt qu’en ciblant directement le virus. En conclusion, nos résultats contribuent à une meilleure compréhension du cycle d’infection lentivirale avec l’EIAV comme modèle et permettent aussi de fournir des stratégies thérapeutiques contre cette maladie animale non-traitée de nos jours.
Abstract
Equine infectious anemia virus (EIAV) is a non-primate lentivirus infecting equids worldwide that causes a persistent infection characterized by recurring febrile episodes. Equine infectious anemia evolves mainly to an asymptomatic stage, which is an example of immunity management of lentiviral infection. This disease remains without therapeutic solutions and in France, the law requires mandatory euthanasia to control the contaminations. In this PhD, we had two main objectives. The first was to explore antiviral treatments to offer other solutions to prevent the spread of the disease. We tested the efficacy of eighteen antiretroviral drugs, known to impair human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) replication, in an in vitro equine cell EIAV infection model. Our results identified thirteen FDA-approved drugs with a significant antiviral effect against EIAV. These compounds target viral enzymes such as the reverse transcriptase, the protease and the integrase, indicating the similarities between HIV-1 and related EIAV. The second objective was to decipher virus-host protein-protein interactions, thanks to a yeast-two hybrid screening assay. We identified fifty-one host proteins interacting with five different EIAV proteins. Interestingly, some of those interactions were already known for other lentiviruses, but for other proteins, our study is the first evidence of their interaction with a lentivirus. Some of these cellular interactors were further functionally characterized in EIAV infection set-up with gene silencing. These cellular interactors bring a better understanding of EIAV lentiviral infection cycle in the host cell. They are also possible targets for compounds, possibly impairing the infection via targeting of a host pathway rather than the virus directly. In conclusion, our results contribute to a better understanding of the lentiviral infection cycle, with EIAV as a model, and also provide therapeutic strategies against this non-treated animal disease.
Evοlutiοns des systèmes GΝRΗ et des hοrmοnes glycοprοtéiques dans les cοntrôles endοcrine et paracrine de la spermatοgénèse chez la rοussette, Scyliοrhinus canicula.
Doctorant·e
JEANNE Fabian
Direction de thèse
SOURDAINE Pascal (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
12/11/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Université de Caen Normandie Campus 1 Amphithéâtre Demolombe
Rapporteurs de la thèse
LAREYRE JEAN-JACQUES Directeur de recherche Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
PINEAU CHARLES Directeur de recherche Institut national de la santé et de la recherche médicale
Membres du jurys
CREPIEUX PASCALE,
,
CNRS
DELALANDE-LECAPITAINE Christelle,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LAREYRE JEAN-JACQUES,
Directeur de recherche,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
LECUREUIL CHARLOTTE,
Maître de conférences HDR,
Universite de Tours
PINEAU CHARLES,
Directeur de recherche,
Institut national de la santé et de la recherche médicale
SOURDAINE Pascal,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
La spermatogenèse est un processus hautement spécialisé de prolifération et de différenciation cellulaire conduisant à la production de spermatozoïdes haploïdes à partir de cellules souches spermatogoniales diploïdes. Chez les Gnathostomes, les fonctions testiculaires sont principalement contrôlées de façon endocrine par l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique (HHG) impliquant notamment les GnRHs hypothalamiques et les hormones gonadotropes, FSH et LH, dont l’émergence s’est produite à la racine des Vertébrés cartilagineux. De plus, des fonctions paracrines des GnRHs et de la thyrostimuline ont été explorées au niveau gonadique chez des Vertébrés osseux. L’objet de cette thèse était de caractériser les régulations endocrines et paracrines de la spermatogenèse médiées par les GnRHs et les hormones gonadotropes chez un modèle Élasmobranche, la roussette Scyliorhinus canicula. Ce travail a été étendu à la caractérisation de GPA2 et GPB5, constituant la thyrostimuline, qui correspondent aux orthologues des ancêtres moléculaires des sous-unités des hormones glycoprotéiques. Dans ce travail, l’évolution du protéome testiculaire au cours de la spermatogenèse de S. canicula a été décrite, les neuropeptides GnRHs, les hormones glycoprotéiques FSH, LH, TSH, GPA2 et GPB5, et leurs récepteurs associés ont fait l’objet d’analyses in silico et d’expressions dans différents tissus avec un focus au cours de la spermatogenèse. Il a été observé une expression à tous les stades de la spermatogenèse de fshr, lhr et des récepteurs aux GnRHs au niveau germinale et sertolien, de tshr et gpb5 au niveau sertolien et de gpa2 au niveau germinal, avec des abondances plus importantes associées aux stades spermatides. Ce travail a été complété par des tests fonctionnels in vitro qui ont montré que FSHR pouvait être activé par FSH et LH, LHR uniquement par LH, et que GPB5-GPA2 pouvait activer les trois récepteurs FSHR, LHR et TSHR, suggérant ainsi un rôle paracrine de la thyrostimuline au niveau testiculaire. L’ensemble de ce travail permet de proposer un modèle de régulation de la spermatogenèse chez les Élasmobranches qui associe des hormones endocrines, avec les GnRHs et gonadotropines circulantes, et des hormones paracrines, avec GPA2, GPB5 et les stéroïdes. Ce modèle apparaît cohérent et intermédiaire dans l’évolution des systèmes régulateurs de la spermatogenèse qui seraient passés d’une régulation paracrine prépondérante chez les Bilatériens non-Vertébrés à une régulation endocrine prépondérante chez les Vertébrés osseux avec la mise en place de l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique.
Abstract
Spermatogenesis is a highly specialized process of cell proliferation and differentiation leading to the production of haploid spermatozoa from diploid spermatogonial stem cells. In Gnathostomes, testicular functions are mainly controlled by the endocrine hypothalamic-pituitary-gonadal (HHG) axis, involving hypothalamic GnRHs and the gonadotropic hormones FSH and LH, which emerged at the root of cartilaginous vertebrates. In addition, paracrine functions of GnRHs and thyrostimulin have been explored at the gonadic level in bony vertebrates. The aim of this thesis was to characterize the endocrine and paracrine regulation of spermatogenesis exerted by GnRHs and gonadotropic hormones in an Elasmobranch model, the catshark Scyliorhinus canicula. This work has been extended to the characterization of GPA2 and GPB5, constituting thyrostimulin, which correspond to orthologs of the molecular ancestors of glycoprotein hormone subunits. In this work, the evolution of the testicular proteome during spermatogenesis in S. canicula was described, and the neuropeptides GnRHs, the glycoprotein hormones FSH, LH, TSH, GPA2 and GPB5, as well as their associated receptors were studied by in silico and expression analyses in different tissues, with a focus on spermatogenesis. Expressions were observed at all stages of spermatogenesis for fshr, lhr and GnRH receptors associated at germinal and sertolian levels, for tshr and gpb5 at sertolian level and for gpa2 at germinal level, with higher abundances associated with spermatid stages. This work was complemented by in vitro functional tests which showed that FSHR could be activated by FSH and LH, LHR only by LH, and that GPB5-GPA2 could activate all three receptors FSHR, LHR and TSHR, suggesting a paracrine role for thyrostimulin at the testicular level. Taken together, this work proposes a model for the regulation of spermatogenesis in Elasmobranchs that combines endocrine hormones, with circulating GnRHs and gonadotropins, and paracrine hormones, with GPA2, GPB5 and steroids. This model appears consistent and intermediate in the evolution of spermatogenesis regulating systems, which has shift from predominantly paracrine regulation in non-vertebrate bilaterians to predominantly endocrine regulation in bony vertebrates, with the establishment of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis.
Le déséquilibre ARΝ messager/ARΝ circulaire: nοuveau biοmarqueur en génétique sοmatique et nοuveau facteur de prédispοsitiοn en génétique cοnstitutiοnnelle?
Doctorant·e
LEVACHER Corentin
Direction de thèse
HOUDAYER CLAUDE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
08/11/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre Dumenil Bâtiment Stewart Faculté de Médecine Rouen
Rapporteurs de la thèse
BUISINE MARIE PIERRE Université de Lille
COULOUARN CEDRIC UNIVERSITE RENNES 1
Membres du jurys
BUISINE MARIE PIERRE,
,
Université de Lille
COULOUARN CEDRIC,
,
UNIVERSITE RENNES 1
HOUDAYER CLAUDE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
KRIEGER SOPHIE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LEJEUNE FABRICE,
,
Universite de Lille
Résumé
Les ARN circulaires (ARNcirc), produits du rétro-épissage, sont une nouvelle classe émergente d’ARN impliquée dans diverses maladies et notamment le cancer. Ces ARNcirc, par leurs multiples fonctions, peuvent moduler les niveaux des ARN messagers (ARNm), transcrits linéaires finement régulés. Etant donné que physiologiquement un équilibre s’opère entre ces deux types de transcrits, nous faisons l’hypothèse qu’une perturbation des niveaux de ce couple ARNcirc-ARNm joue un rôle dans la tumorigenèse. Pour tester cette hypothèse, nous avons développé SEALigHTS (Splice and Expression Analyses by exon Ligation and High Throughput Sequencing), une technique innovante permettant l’analyse simultanée des ARNcirc et des ARNm. SEALigHTS se base sur la modélisation de sondes aux extrémités des exons, autorisant l’exploration de toutes les jonctions exon-exon. Brièvement, après une rétrotranscription et l’hybridation des sondes à l’ADN complémentaire, les sondes avoisinantes sont liguées. Le nombre de ligations est ensuite quantifié, par l’utilisation d’UMI (Unique Molecular Identifiers) séquencés. Dans un premier temps, nous avons analysé des échantillons de tissus mammaires tumoraux et normaux adjacents. L’analyse de l’épissage et du rétro-épissage des gènes BRCA1 et BRCA2, impliqués dans le syndrome sein et ovaire, a révélé une diminution significative du ratio ARNcirc/ARNm dans le tissu tumoral en comparaison au tissu normal (p = 1,6e-09 pour BRCA1 et p = 4,4e-05 pour BRCA2). Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'épissage et le rétro-épissage de 23 gènes de prédisposition au cancer colorectal (CCR) sur des échantillons sanguins de 712 patients prédisposés au CCR et de 249 témoins. Le ratio ARNcirc/ARNm s'est avéré 1,93 fois plus élevé chez les patients que chez les témoins (p < 2e-16). Dans un troisième temps, nous avons évalué le potentiel diagnostique de SEALigHTS par l’étude de 44 gènes de prédisposition au CCR et au syndrome sein et ovaire. Après validation de la détection des événements d’épissage de variations caractérisées, l’analyse de patients prospectifs a permis d’améliorer le rendement diagnostique. Cette étude a enrichi nos connaissances sur les niveaux des différentes isoformes linéaires et circulaires des gènes étudiés. Au-delà de leur potentiel en tant que biomarqueurs dans le cancer du sein ou le CCR, la perturbation du ratio ARNcirc/ARNm soulève des questions sur l'implication des ARNcirc en génétique somatique et constitutionnelle.
Abstract
Circular RNAs (circRNAs), produced by backsplicing, are an emerging new class of RNAs implicated in various diseases, including cancer. Through their multiple functions, circRNAs can modulate the levels of messenger RNAs (mRNAs), finely regulated linear transcripts. Given that a physiologically balance exists between these two types of transcripts, we hypothesize that a disruption in the levels of this circRNA-mRNA couple plays a role in tumorigenesis. To test this hypothesis, we developed SEALigHTS (Splice and Expression Analyses by exon Ligation and High Throughput Sequencing), an innovative technique for the simultaneous analysis of circRNAs and mRNAs. SEALigHTS is based on the design of probes at exon ends, enabling exploration of all exon-exon junctions. Briefly, after reverse transcription and hybridization of probes to complementary DNA, neighboring probes are ligated, and the number of ligations quantified using unique molecular identifiers and sequencing. As a first step, we analyzed tumor and adjacent normal breast tissue samples. Analysis of the splicing and backsplicing of BRCA1 and BRCA2 genes, involved in Hereditary Breast and Ovarian Cancer syndrome (HBOC), revealed a significant decrease in the circRNA/mRNA ratio in tumor tissue compared to normal tissue (p = 1.6e-09 for BRCA1 and p = 4.4e-05 for BRCA2). In a second step, we studied the splicing and backsplicing of 23 colorectal cancer (CRC) predisposition genes in blood samples from 712 CRC-predisposed patients and 249 controls. The circRNA/mRNA ratio was found to be 1.93 times higher in patients than in controls (p < 2e-16). In a third step, we assessed the diagnostic potential of SEALigHTS by studying 44 CRC and HBOC genes. After validating the detection of splicing events for characterized variations, the analysis of prospective patients with SEALigHTS improved the diagnostic yield. This study has enriched our knowledge of the levels of the various linear and circular isoforms of the predisposition genes studied. Beyond their potential as biomarkers in breast cancer or CRC, the disruption of the circRNA/mRNA ratio raises questions about the involvement of circRNAs in somatic and constitutional genetics.
Rôle du canal iοnique ΤRΡΜ4 dans la différenciatiοn οstéοgénique des cellules interstitielles de la valve aοrtique humaine
Doctorant·e
AIZE Margaux
Direction de thèse
GUINAMARD Romain (Directeur·trice de thèse)
SIMARD Christophe (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
08/11/2024 à 10:00
Lieu de la soutenance
Salle Horowitz, Cyceron Caen
Rapporteurs de la thèse
CAPOULADE ROMAIN Nantes Université
FAUCHERRE ADELE Université de Montpellier
TRPM4 est un canal cationique non sélectif activé par le calcium intracellulaire impliqué dans le remodelage des fibroblastes cardiaques humains. Ces cellules partagent des caractéristiques communes avec les cellules interstitielles valvulaires (VIC) principales cellules qui composent les valves aortiques, notamment leur capacité de transdifférenciation phénotypique. La différenciation ostéogénique est une étape clé dans la calcification valvulaire menant au rétrécissement aortique calcifié. L’expression du canal TRPM4 est augmentée dans les valves aortiques issues de patients souffrant de rétrécissement aortique calcifié suggérant que le canal TRPM4 peut être impliqué dans les processus de calcification valvulaire. De plus, ce canal est impliqué dans le remodelage valvulaire aortique radio-induit dans un modèle murin. Cependant, à l’heure actuelle les acteurs cellulaires et les mécanismes TRPM4-dépendants impliqués dans ce remodelage demeurent inconnus. Le but de ce travail était de mettre en évidence une potentielle implication de TRPM4 dans la différenciation ostéogénique des VIC humaines (hVIC) et les mécanismes moléculaires impliqués.
Ce travail a permis de mettre en évidence que le canal TRPM4 est préférentiellement exprimé à la membrane et une signature électrophysiologique du canal TRPM4 a été enregistrée. TRPM4 est impliqué dans la différenciation ostéogénique des hVIC aussi bien dans les cellules issues de valves calcifiées que dans les hVIC issues de valves non calcifiées. Cet effet passe par l’activation de diverses voies de signalisation, notamment une activation TRPM4-dépendante de la voie BMP2/SMAD1/5 et de la voie NFAT. De plus, nous avons pu observer une plus forte expression du canal TRPM4 dans les hVIC issues de valves calcifiées en comparaison des cellules issues de valves non calcifiées. De même, la culture des hVIC en milieu pro-calcifiant a conduit à une augmentation de l’expression du canal. Enfin, l’irradiation des hVIC à une dose de 8 Gy a entrainé une augmentation de la surface cellulaire associée à une sénescence cellulaire qui est TRPM4-dépendante.
Dans l’ensemble, ce travail a permis de mettre en évidence le canal TRPM4 comme un nouvel acteur dans la différenciation des hVIC.
Abstract
TRPM4 is a non-selective cation channel activated by intracellular calcium involved in the remodeling of human cardiac fibroblasts. These cells share properties with the valvular interstitial cells (VIC), the main cells that compose the aortic valves, including their capacity for phenotypic transdifferentiation. Osteogenic differentiation is a key element in valve mineralization leading to calcified aortic stenosis. TRPM4 channel expression is increased in aortic valves from patients with calcified aortic stenosis suggesting that TRPM4 could be involved in the valve’s calcification process. Furthermore, this channel is involved in radiation-induced aortic valve remodeling in mouse. However, the cellular actors and TRPM4-dependant pathways involved in this remodeling remain unknown. The purpose of this study was to search for potential implication of TRPM4 in osteogenic differentiation of human VIC (hVIC) and underlying molecular mechanisms.
This work demonstrated that the TRPM4 channel is preferentially expressed at the plasma membrane and a typical electrophysiological signature of TRPM4 was recorded on hVIC. TRPM4 is involved in the osteogenic differentiation of hVIC both in cells originating from calcified valves and in hVIC originating from non-calcified valves. This effect occured through the activation of various signaling pathways, including a TRPM4-dependent activation of the BMP2/SMAD1/5 pathway and the NFAT pathway. Moreover, we were able to observe a stronger expression of the TRPM4 channel in hVIC from calcified valves compared to cells from non-calcified valves. Likewise, the culture of hVIC in a pro-calcifying medium led to an increase in the expression of the channel. Finally, hVIC radiation at a dose of 8 Gy resulted in an increase in cell surface area associated to a cellular senescence which are both TRPM4-dependent.
Overall, this work highlights the TRPM4 channel as a new player in the differentiation of hVIC.
Dévelοppement et validatiοn d'une platefοrme d'explοratiοn multisensοrielle appliquée à la pathοlοgie vestibulaire et au mal des transpοrts
Doctorant·e
JULIENNE Angela
Direction de thèse
BESNARD Stéphane (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
07/11/2024 à 15:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre MRSH CIREVE
Rapporteurs de la thèse
BLOUIN JEAN Directeur de recherche UNIVERSITE AIX MARSEILLE 1 PROVENCE
SEVERAC CAUQUIL ALEXANDRA Maître de conférences HDR Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
Membres du jurys
BESNARD Stéphane,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
BLOUIN JEAN,
Directeur de recherche,
UNIVERSITE AIX MARSEILLE 1 PROVENCE
BOCCA Marie-Laure,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
CAZALETS JEAN-RENE,
Directeur de recherche,
Universite de Bordeaux
CEYTE HADRIEN,
Maître de conférences HDR,
UNIVERSITE AIX MARSEILLE 1 PROVENCE
SEVERAC CAUQUIL ALEXANDRA,
Maître de conférences HDR,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
Résumé
Au cours des dernières décennies, une nouvelle ère technologique a émergé menant à une convergence vers l’intégration de dispositifs innovants et automatisés dans notre quotidien, tels que les systèmes robotisés, l’intelligence artificielle et la réalité virtuelle ou augmentée. Le domaine de la santé n’a pas été épargné par cette révolution numérique, qui représente un univers d’opportunités tant pour les industriels que pour les scientifiques. Ce domaine offre des perspectives d’investissement pour le développement de traitements innovants et de dispositifs médicaux de pointe. En Europe, l’industrie technologique médicale a connu une croissance considérable, avec un impact économique estimé à environ 100 milliards d’euros (Maresova et al., 2015). En France, le développement R&D demeure l’activité principale, représentant 60 % des dépenses. Ainsi, l’implantation de nouvelles technologies innovantes et flexibles représente un investissement attractif pour les entreprises dans le secteur de la santé.
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre l’unité de recherche UR 7480 Vertiges Extrêmes (VERTEX) et la société Virtualis. Dans une perspective de R&D, l’entreprise Virtualis a conçu un nouvel outil numérique (logiciel et plateforme) à destination du système de santé, une plateforme de posturographie dynamique MotionVR, qui intègre la réalité virtuelle et une technologie de mouvements avancés. Les outils numériques, comme la réalité virtuelle, sont de plus en plus utilisés dans l’évaluation et le traitement thérapeutique. La VR est un outil prometteur pour étudier le comportement humain en interaction directe avec un environnement proche de la réalité. Combinée à des mouvements avancés, cet environnement virtuel permet d’évaluer les réponses motrices dans différents scénarios congruents ou incongruents et avec un niveau de difficulté variable. De ce fait, la plateforme MotionVR est un dispositif médical de pointe qui a été développé pour évaluer des réponses posturales dans un cadre proche de la réalité, à des fins cliniques et thérapeutiques. Dans ce contexte, ce travail doctoral a visé au développement et à la validation de ce dispositif médical de pointe permettant l’analyse posturale, du sujet sain et de personnes souffrant de troubles sensori-moteurs, dans différents contextes sensoriels. Ce projet comporte un volet méthodologique, visant à la standardisation, la validation métrologique et la normalisation d’un outil, ainsi qu’un volet clinique, évaluant des profiles sensoriels liés à un dysfonctionnement du système vestibulaire (vestibulopathie chronique, cinétose). Dans le premier chapitre, nous avons présenté le cadre scientifique et industriel, en lien avec les applications cliniques de la plateforme MotionVR. Dans le chapitre suivant, nous nous sommes focalisés sur le volet méthodologique, comportant trois études distinctes mais complémentaires sur l’analyse posturographique instrumentée du sujet sain. Dans ce volet, nous avons parcouru l’état de l’art de la posturographie dans la quantification du sujet asymptomatique, en mettant l’accent sur les aspects méthodologiques et les valeurs de référence. Par la suite, nous avons établi des valeurs de référence et verrons les qualités métrologiques, en prenant en compte les recommandations issues de cet état de l’art. Le volet clinique a représenté l’objet des prochains chapitres impliquant une analyse des profils sensoriels dans les domaines de la santé. Ce volet a comporté quatre études cliniques permettant de mettre en avant les différentes applications de la plateforme : 1) pour détecter des troubles, 2) explorer la sensorialité chez des sujets atteints de vestibulopathie chronique et 3) pour désensibiliser au mal des transports. En conclusion, nous avons réalisé une synthèse des différentes applications possibles de la plateforme qui ont été présentés dans les volets méthodologiques et cliniques.
Abstract
In recent decades, a new technological era has emerged leading to a convergence towards the integration of innovative and automated devices in our daily lives, such as robotic systems, artificial intelligence and virtual or augmented reality. The healthcare sector has not been spared by this digital revolution, which represents a universe of opportunities for both manufacturers and scientists. This sector offers investment prospects for the development of innovative treatments and cutting-edge medical devices. In Europe, the medical technology industry has experienced considerable growth, with an economic impact estimated at around 100 billion euros (Maresova et al., 2015). In France, R&D development remains the main activity, representing 60% of expenditure. Thus, the implementation of new innovative and flexible technologies represents an attractive investment for companies in the healthcare sector. This work is part of a collaboration between the UR 7480 Vertiges Extrêmes (VERTEX) research unit and the Virtualis company. From an R&D perspective, the Virtualis company has designed a new digital tool (software and platform) for the healthcare system, a dynamic posturography platform MotionVR that integrates virtual reality and advanced movement technologies. Digital tools, such as virtual reality, are increasingly used in assessment and therapeutic treatment. VR is a promising tool for studying human behavior in direct interaction with an environment resembling reality. Combined with advanced movements, this virtual environment makes it possible to evaluate motor responses in different congruent or incongruent scenarios and with a variable level of difficulty. As a result, the MotionVR platform is a cutting-edge medical device that has been developed to evaluate postural responses in a setting ressembling reality, for clinical and therapeutic purposes. In this context, this doctoral work aimed at the development and validation of a cutting-edge medical device allowing postural analysis, of the healthy subject and of people suffering from sensorimotor disorders, in different sensory contexts. This project includes a methodological component, aiming at the standardization, metrological validation and normalization of a tool, as well as a clinical component, evaluating sensory profiles linked to a dysfunction of the vestibular system (chronic vestibulopathy, kinetosis). In the first chapter, we presented the scientific and industrial framework, in connection with the clinical applications of the MotionVR platform. In the next chapter, we focused on the methodological component, comprising three distinct but complementary studies on the instrumented posturographic analysis of the healthy subject. In this component, we reviewed the state of the art of posturography in the quantification of the asymptomatic subject, with an emphasis on methodological aspects and reference values. Subsequently, we established reference values and determine the metrological qualities of MotionVR, considering the recommendations resulting from this state of the art. The clinical component represented the subject of the next chapters involving an analysis of sensory profiles in the fields of health. This component included four clinical studies to highlight the different applications of the MotionVR platform: 1) to detect disorders and 2) to explore sensoriality in subjects with chronic vestibulopathy and 3) to desensitize to motion sickness. In conclusion, we summarized the different possible applications of the MotionVR platform that were presented in the methodological and clinical components.
Etude du pοtentiel diagnοstique des micrοs-ARΝ circulants et tissulaires chez des patients et mοdèles expérimentaux de maladies neurο-dégénératives et du Rôle prοtecteur du neurοpeptide ΟDΝ
Doctorant·e
BOURZAM Amine
Direction de thèse
LEPRINCE JEROME (Directeur·trice de thèse)
MASMOUDI KOUKI OLFA (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
30/10/2024 à 10:00
Lieu de la soutenance
Université de Tunis (Tunisie)
Rapporteurs de la thèse
GUERBOUJ SOUHEILA
LANDRY MARC Universite de Bordeaux
Membres du jurys
DUBESSY CHRISTOPHE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GATI ASMA,
,
Université de Tunis (Tunisie)
GUERBOUJ SOUHEILA,
,
LANDRY MARC,
,
Universite de Bordeaux
LEPRINCE JEROME,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
MASMOUDI KOUKI OLFA,
,
Université de Tunis - El Manar
Résumé
Les astrocytes synthétisent et libèrent des endozépines, une famille de peptides régulateurs incluant
l'octadécanéuropeptide (ODN). Nous avons précédemment rapporté que l'ODN protège les neurones et
les astrocytes du stress oxydatif et de la mort cellulaire induits par le 6-OHDA. L'objectif de cette étude
était d'examiner l'implication potentielle des miR-34b, miR-29a, et miR-21 dans l'activité protectrice de
l'ODN contre le stress oxydatif et la mort cellulaire induits par le 6-OHDA dans les astrocytes de rat en
culture. L'analyse par cytométrie en flux a montré que le 6-OHDA augmentait le nombre de cellules
mortes par apoptose, tandis qu'un traitement avec une dose subnanomolaire d'ODN réduisait
significativement le nombre de cellules apoptotiques induites par le 6-OHDA. Les astrocytes traités avec
le 6-OHDA présentaient une surexpression de miR-21 (+118%) associée à une réduction de miR-34b
(−61%) et miR-29a (−49%). Le co-traitement des astrocytes avec l'ODN bloquait la production de ROS
et de NO stimulée par le 6-OHDA ainsi que la stimulation de la transcription des gènes Bax et caspase-
3. Parallèlement, L'ODN a régulé à la hausse l'expression de miR-34b et miR-29a et à la baisse celle de
miR-21 avec l'association de la 6-OHDA, indiquant que l'ODN régule leur expression pendant la mort
cellulaire. La transfection avec un inhibiteur de miR-21-3p empêchait l'effet du 6-OHDA contre la mort
cellulaire. En conclusion, notre étude a indiqué que (i) l'expression des miARN miR-34b, miR-29a, et
miR-21 est modifiée dans les astrocytes sous l'effet du 6-OHDA, et (ii) que l'ODN prévient cette
dérégulation pour induire son action neuroprotectrice. La présente étude a identifié miR-21 comme un
candidat émergent et comme une cible pharmacologique prometteuse, ouvrant de nouvelles stratégies
thérapeutiques neuroprotectrices dans les maladies neurodégénératives, en particulier dans la maladie
de Parkinson.
Abstract
Astrocytes specifically synthesize and release endozepines, a family of regulatory peptides including
octadecaneuropeptide (ODN). We have previously reported that ODN rescues neurons and astrocytes
from 6-OHDA-induced oxidative stress and cell death. The purpose of this study was to examine the
potential implication of miR-34b, miR-29a, and miR-21 in the protective activity of ODN on 6-OHDA induced
oxidative stress and cell death in cultured rat astrocytes. Flow cytometry analysis showed that
6-OHDA increased the number of early apoptotic and apoptotic dead cells while treatment with the
subnanomolar dose of ODN significantly reduced the number of apoptotic cells induced by 6-OHDA.
6-OHDA-treated astrocytes exhibited the over-expression of miR-21 (+118%) associated with a
knockdown of miR-34b (−61%) and miR-29a (−49%). Co-treatment of astrocytes with ODN blocked
the 6-OHDA-stimulated production of ROS and NO and stimulation of Bax and caspase-3 gene
transcription. Concomitantly, ODN up-regulated the expression of miR-34b and miR-29a and downregulated
of miR-21 with the 6-OHDA-associated, indicating that ODN regulates their expression
during cell death. Transfection with miR-21-3p inhibitor prevented the effect of 6-OHDA against cell
death. In conclusion, our study indicated that (i) the expression of miRNAs miR-34b, miR-29a, and
miR-21 is modified in astrocytes under 6-OHDA injury and (ii) that ODN prevents this deregulation to
induce its neuroprotective action. The present study identified miR-21 as an emerging candidate and as
a promising pharmacological target that opens new neuroprotective therapeutic strategies in
neurodegenerative diseases, especially in Parkinson’s disease.
Ιmpact cοgnitif des hοrmοnοthérapies du cancer de la prοstate :
changements cοgnitifs οbjectifs et subjectifs cοnsécutifs à la déprivatiοn andrοgénique seule οu assοciée à une hοrmοnοthérapie de nοuvelle génératiοn
Doctorant·e
BOUE Antoine
Direction de thèse
JOLY FLORENCE (Directeur·trice de thèse)
LANGE Marie (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
29/10/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Centre François Baclesse - amphithéâtre Jacques-Séverin Abbatucci
Rapporteurs de la thèse
AMIEVA HELENE Universite de Bordeaux
HOUEDE NADINE Université de Montpellier
Membres du jurys
AMIEVA HELENE,
,
Universite de Bordeaux
HOUEDE NADINE,
,
Université de Montpellier
JOLY FLORENCE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LANGE Marie,
Docteur,
Université de Caen Normandie (UCN)
LEFEL JOHAN,
Docteur,
Université de Rouen Normandie (URN)
MOUREY LOIC,
Docteur,
Institut Universitaire du Cancer de Toulouse (IUCT Oncopole)
Résumé
La déprivation androgénique est un traitement de référence du cancer de la prostate avancé. De nouveaux agents bloquant de façon puissante l’axe du récepteur des androgènes ont été conçus pour les patients présentant une résistance à la castration. Parmi eux, l’enzalutamide et l’acétate d’abiratérone ont été approuvés pour le traitement du cancer de la prostate métastatique en combinaison avec une déprivation androgénique. La déprivation androgénique seule est susceptible d’impacter la cognition. Les personnes âgées constituent la majorité des patients traités pour un cancer de la prostate et sont plus à risque de présenter des troubles cognitifs. Chez ces patients, les troubles de la cognition sont susceptibles de se répercuter sur l’autonomie et le déroulement des soins.
Cette thèse avait pour objectif d’évaluer l’impact cognitif des hormonothérapies du cancer de la prostate. Une méta-analyse a été menée pour identifier les aspects de la cognition les plus affectés par ces hormonothérapies. Elle a montré un déclin de la cognition subjective (auto-perception de la cognition mesurée par questionnaire) au cours d’une déprivation androgénique seule ou associée à une hormonothérapie de nouvelle génération. De plus, une étude a été conduite auprès de patients âgés de 70 ans et plus traités par enzalutamide ou acétate d’abiratérone pour un cancer de la prostate métastatique résistant à la castration. Avant l’initiation du traitement, ces patients âgés présentaient des troubles cognitifs fréquents. L’ajout de l’enzalutamide ou de l’acétate d’abiratérone à la déprivation androgénique a impacté la cognition objective (vitesse de traitement et attention, mesurées avec des tests) et la cognition subjective.
Abstract
Androgen deprivation is a standard-of-care option for advanced prostate cancer. New androgen receptor pathway inhibitors have been developed for patients with castration resistance. Among them, enzalutamide and abiraterone acetate are used for the treatment of metastatic prostate cancer in combination with androgen deprivation therapy. Androgen deprivation alone is known to impact cognition. Elderly patients, who represent the majority of prostate cancer patients, are at higher risk of cognitive impairment. In these patients, cognitive impairment can affect their autonomy and the course of care.
This thesis aimed to evaluate the cognitive impact of hormone therapy for prostate cancer. A meta-analysis was conducted to identify the cognitive domains most affected by these treatments. It revealed a decline in subjective cognition (self-perceived cognition assessed with questionnaire) during androgen deprivation therapy alone or in combination with next-generation hormone therapy. In addition, a study was conducted with patients aged 70 and older, treated with enzalutamide or abiraterone acetate for metastatic castration-resistant prostate cancer. Before treatment, these patients exhibited frequent cognitive impairment. The addition of enzalutamide or abiraterone acetate to androgen deprivation therapy impacted both objective (processing speed and attention, assessed with cognitive tests) and subjective cognition.
Chrοnοlοgie de survenue des variatiοns de nοvο dans la lignée germinale et cοnséquences pοur le cοnseil génétique des maladies rares
Doctorant·e
LECOQUIERRE Francois
Direction de thèse
NICOLAS GAEL (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
28/10/2024 à 14:30
Lieu de la soutenance
Rouen
Rapporteurs de la thèse
DEPIENNE CHRISTEL UNIVERSITE DUISBURG-ESSEN (ALLEMAGNE)
LESCA GAETAN Université Claude Bernard - Lyon 1
Membres du jurys
DELEUZE JEAN-FRANCOIS,
,
Commissariat À l'Energie Atomique
DEPIENNE CHRISTEL,
,
UNIVERSITE DUISBURG-ESSEN (ALLEMAGNE)
LE CLEZIO CAMILLE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LESCA GAETAN,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
NICOLAS GAEL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
RIVES NATHALIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
RIVIERE JEAN-BAPTISTE,
,
Université de Montréal (UdeM)
Résumé
Les variations de novo, ou mutations de novo, sont un phénomène biologique universel dans le vivant, menant à l’apparition de nouvelles variations génétiques entre les générations. Ces variations surviennent de manière essentiellement aléatoire dans les génomes mais dans des proportions très précises et conservées, sous l’influence d’un équilibre entre la nécessité d’une diversité génétique indispensable à l’adaptation des espèces et les conséquences potentiellement délétères de certaines variations. La possibilité récente de séquencer des génomes individuels a permis depuis les années 2010 d’identifier de nombreuses caractéristiques des variations de novo chez l’homme et dans le vivant. Les petites mutations (substitution, petites insertions et délétions) ont été particulièrement étudiées par des approches de séquençage du génome en trio, où les variations de novo de l’enfant sont mises en évidence par soustraction des variants présents chez les parents. Le nombre de variations de novo a été quantifié à environ 70 par individu, et un biais paternel fort a été mis en évidence, avec environ 75 à 80 % des variations de novo survenant sur l’haplotype paternel. Par ailleurs, un impact très fort de l’âge du père à la conception a été mis en évidence, témoignant d’une accumulation graduelle de variations génétiques dans les spermatogonies des hommes adultes tout au long de leur vie.
En dehors de l’identification des caractéristiques génomiques des variations de novo, les approches en trio ont également révolutionné les connaissances sur les causes génétiques des maladies rares. La déficience intellectuelle, et d’une manière plus globale les maladies sévères du développement, a été identifiée comme résultant très fréquemment de variations de novo. Ainsi dans les explorations médicales de ces patients, 70 à 80 % des diagnostics posés correspondent à une variation de novo, et il a été estimé qu’une naissance sur 300 était marquée par une pathologie sévère du développement médiée par une mutation de novo dans les parties codantes de nos gènes.
Les variations de novo sont considérées comme des évènements ponctuels à faible risque de récurrence dans les fratries, mais il est connu de longue date que certaines variations de novo résultent d’une mosaïque germinale parentale, faisant suite à un évènement mutationnel survenu à un stade embryonnaire précoce, où deux populations cellulaires cohabitent parmi les gamètes de l’individu, l’une de génotype sauvage et l’autre portant la variation. Dans ce contexte, les généticiens sont prudents pour le conseil génétique des affections liées aux variations de novo et évoquent habituellement un risque de récurrence non nul d’environ 1 à 2 % à chaque grossesse, menant fréquemment à un génotypage fœtal par prélèvement invasif.
Alors que les variations de novo sont souvent considérées comme une entité unique, il n’en est rien. Les deux modèles cités de variations survenant dans les spermatogonies et de variations en mosaïque germinale parentale sont deux exemples centraux soulignant la diversité des mécanismes en jeu dans les variations de novo, qui peuvent en réalité survenir dans toute cellule de la lignée germinale, entre le zygote et les gamètes.
L’objectif de ce travail de thèse était de catégoriser les variations de novo détectées chez des individus en fonction du mécanisme ayant mené à leur apparition, en exploitant des techniques génomiques innovantes. La volonté de quantifier notamment le phénomène de mosaïcisme germinal a été sous-tendue par les conséquences médicales notables pour le conseil génétique des maladies associées. Deux projets complémentaires ont été effectués. Le premier projet visait à quantifier la proportion d’une série de 189 variants de novo pathogènes qui présentait une mosaïque sanguine faible chez l’un des parents, témoignant d’un mosaïcisme germinal. Les prélèvements sanguins des parents ont été rétrospectivement analysés par une technique sensible de séquençage ciblé, perm
Abstract
De novo variations, or de novo mutations, are a universal biological phenomenon in living organisms, leading to the appearance of new genetic variations between generations. These variations occur globally at random in genomes, but at precise and constrained rates, under the influence of a balance between the need for genetic diversity essential to species adaptation and the potentially deleterious consequences of certain variations. Since the 2010s, scientists' ability to sequence individual genomes has enabled the identification numerous characteristics of de novo variation in humans and other living organisms. Small mutations (substitutions, small insertions and deletions) in particular have been studied using trio genome sequencing approaches, where de novo variations in the child are highlighted by subtracting variants present in the parents. The number of de novo variations has been quantified at around 70 per individual, and a strong paternal bias has been demonstrated, with around 75 to 80 % of de novo variations occurring on the paternal haplotype. In addition, a very strong impact of the father's age at conception was demonstrated, testifying to a gradual accumulation of genetic variations in the spermatogonia of adult men throughout their lives.
In addition to identifying the genomic characteristics of de novo variations, trio approaches have also revolutionized our knowledge of the genetic causes of rare diseases. Intellectual disability, and more generally severe developmental disorders, have been identified as frequently resulting from de novo variations. Thus, in the medical investigations of these patients, 70 to 80 % of diagnoses correspond to a de novo variation, and it has been estimated that one birth in 300 is marked by a severe developmental pathology mediated by a de novo mutation in the coding sequences of our genes.
De novo variations are considered to be one-off events with a low risk of recurrence in siblings, but it has long been known that some de novo variations result from a parental germline mosaicism, following a mutational event at an early embryonic stage, where two cell populations cohabit among the individual's gametes, one of wild-type genotype and the other carrying the variation. In this context, geneticists are cautious when it comes to genetic counseling for conditions linked to de novo variations, and usually point to a non-zero recurrence risk of around 1-2 % with each pregnancy, frequently leading to fetal genotyping by invasive sampling.
While de novo variations are often regarded as a single entity, this is not the case. The two examples cited of variations occurring in spermatogonia and parental germline mosaic variations are two central examples highlighting the diversity of mechanisms involved in de novo variations, which can in fact occur in any germline cell between the zygote and the gametes.
The aim of this thesis was to categorize de novo variations detected in individuals according to the mechanism that led to their appearance, using innovative genomic techniques. The aim to quantify the phenomenon of germline mosaicism in particular was underpinned by the significant medical consequences for genetic counseling of associated diseases. Two complementary projects were carried out. The first project aimed to quantify the proportion of a series of 189 pathogenic de novo variants that showed low blood mosaicism in one of the parents, indicating germline mosaicism. The parents' blood samples were retrospectively analyzed using a sensitive targeted sequencing technique, and identified that around 4% of the de novo variations were detectable as blood mosaic in one of the parents. The second project focused on genome-wide de novo variations in five individuals. Short-read genome sequencing was applied to detect de novo variations in probands, long-read genome sequencing was used to phase variations onto the paternal or maternal haplotype, and mosaicism was searched for in parenta
Rôle des interactiοns hôte-micrοbiοte dans la physiοlοgie intestinale et dans les Τrοubles du Cοmpοrtement Alimentaire
Doctorant·e
LOISON Lea
Direction de thèse
RIBET DAVID (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
17/10/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
UFR Santé, 22 Bd Gambetta, 76 000 ROUEN
Rapporteurs de la thèse
EVERARD AMANDINE LOUVAINS
GANNOUN LAILA Université de Montpellier
Membres du jurys
DECHELOTTE PIERRE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
EVERARD AMANDINE,
,
LOUVAINS
GANNOUN LAILA,
,
Université de Montpellier
PESTEL-CARON MARTINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
RIBET DAVID,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
VERDON JULIEN,
,
Université Poitiers
Résumé
Le microbiote intestinal interagit de manière permanente avec l’hôte. Il peut dialoguer directement avec les cellules intestinales avoisinantes mais également avec des organes distants, comme le cerveau. Le microbiote régule ainsi de nombreux processus biologiques et est impliqué dans la physiopathologie de nombreuses maladies.
Nous avons dans un premier temps étudié si les bactéries commensales du microbiote intestinal pouvaient moduler une modification post-traductionnelles jouant un rôle essentiel dans la physiologie intestinale : la SUMOylation. Il a été montré que certaines bactéries commensales du microbiote peuvent favoriser la SUMOylation, via la production d'acides gras à chaîne courte ou ramifiée (SCFA/BCFA). Dans notre étude, nous avons mis en évidence que la bactérie commensale Staphylococcus warneri sécrète une protéine, la Warnericin RK, qui cible des composants clés de la machinerie de SUMOylation, conduisant à une diminution de la SUMOylation dans les cellules intestinales. Cette diminution favorise l’inflammation et, plus particulièrement, les réponses inflammatoires intestinales dépendantes du TNF. L'ensemble de ces résultats illustre la diversité des mécanismes utilisés par les bactéries non pathogènes du microbiote intestinal pour manipuler la SUMOylation de l'hôte. Ils soulignent également que les changements dans la composition du microbiote intestinal peuvent avoir un impact sur l'inflammation intestinale, en modifiant l'équilibre entre les effecteurs bactériens qui favorisent ou atténuent la SUMOylation.
Dans un second temps, nous avons étudié le rôle du microbiote intestinal dans la physiopathologie de l’hyperphagie boulimique. Le microbiote intervient dans la régulation de l’axe intestin-cerveau, et notamment dans la régulation des comportements alimentaires. Il a donc été proposé que le microbiote pourrait être un des facteurs impliqués dans cette maladie complexe qu’est l’hyperphagie boulimique. Pour démontrer le rôle causal du microbiote dans l’hyperphagie, nous avons réalisé des transplantations de microbiote fécal issu de patients atteints de cette maladie dans des souris receveuses. Le modèle expérimental utilisé ne nous a pas permis de démontrer que le microbiote jouait un rôle dans les altérations de comportement alimentaire ou l’apparition des troubles gastrointestinaux et anxio-dépressifs associés à cette maladie.
Abstract
The gut microbiota constantly interacts with the host. It communicates directly with neighboring intestinal cells as well as with distant organs, including the brain. As a result, the microbiota regulates numerous biological processes and is involved in the pathophysiology of many diseases.
We first investigated whether commensal bacteria from the gut microbiota modulate an essential post-translational modification in intestinal physiology, i.e. SUMOylation. It has been demonstrated that gut commensal bacteria can promote SUMOylation through the production of short- and branched-chain fatty acids (SCFA/BCFA). In the present study, we demonstrated that the commensal bacterium Staphylococcus warneri secretes a protein, named Warnericin RK, which targets key components of the SUMOylation machinery, leading to a decrease in intestinal cell’s SUMOylation. This decrease in SUMOylation promotes gut inflammation, and more particularly TNF-dependent inflammatory responses. Collectively, these findings highlight the versatility of mechanisms used by non-pathogenic bacteria in the gut microbiota to regulate host SUMOylation. Additionally, they show that changes in the composition of the gut microbiota may have an impact on gut inflammation by modulating the equilibrium between bacterial effectors enhancing or suppressing SUMOylation.
Secondly, we investigated the role of the gut microbiota in the pathophysiology of Binge-Eating Disorder. Indeed, the microbiota is involved in the regulation of eating behaviors through communication along the gut-brain axis. Consequently, it has been hypothesized that the microbiota may be a contributing factor to binge-eating disorder. To investigate the potential causal role of the gut microbiota in this disease, we have transplanted fecal microbiota from patients to recipient mice. Our experimental model did not allow us to demonstrate a role for the microbiota in changes in eating behavior, or in the gastrointestinal and anxiety-depressive disorders associated with binge-eating disorder.
Cοupling stοchastic and numerical apprοaches fοr investigating the dynamics οf cοastal extreme events : Case οf the English Channel and the Νοrmandy cοasts
Doctorant·e
LOPEZ SOLANO Carlos
Direction de thèse
TURKI EMMA (Directeur·trice de thèse)
LAFITE ROBERT (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
15/10/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Salle des thèses A69, UFR Sciences et Techniques, place Emile Blondel, Mont-Saint-Aignan, Université de Rouen Normandie
Rapporteurs de la thèse
SENECHAL NADIA Universite de Bordeaux
YATES MARISSA Ecole des Ponts Paristech
Membres du jurys
BERTIN XAVIER,
,
Centre Nat Rech Scientifique
DIAZ-HERNANDEZ GABRIEL,
,
Université de Cantabria (ESPAGNE)
HAMDI YASSER,
,
INRS de QUEBEC
LAFITE ROBERT,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
REVEILLON JULIEN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
SENECHAL NADIA,
,
Universite de Bordeaux
TURKI EMMA,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
YATES MARISSA,
,
Ecole des Ponts Paristech
Résumé
Les zones côtières sont de plus en plus vulnérables en raison du changement climatique, ce qui entraîne des risques tels que les submersions côtières ou l'érosion des plages, exacerbés par les activités anthropiques et le réchauffement climatique. Une gestion côtière efficace et des stratégies d'adaptation sont cruciales. Les modèles numériques avancés et la surveillance des tempêtes extrêmes sont essentiels pour une évaluation précise des risques et des systèmes d'alerte précoce. Cette thèse examine les houles extrêmes et les surcotes en Manche, mer située entre la France et l’Angleterre), en intégrant les oscillations climatiques globales et les facteurs hydrodynamiques locaux. Les plages de Normandie, avec leurs morphologies diverses, sont étudiées en utilisant des modèles numériques et des systèmes de surveillance pour comprendre les hydrodynamiques et les risques côtiers.
Les facteurs stochastiques de l’hydrodynamique marin sont explorés en se concentrant sur les variations de la hauteur des houles et du niveau de la mer, analysées à travers des méthodes statistiques et spectrales. Une variabilité significative des surcotes a été identifiée, alimentée par les tendances à long terme du niveau de la mer et les interactions marée-surcote, les hauteurs des houles étant influencées par les interactions océan-atmosphère, révélant des dépendances à la température de surface de la mer, à la pression atmosphérique et aux indices climatiques. Une classification des événements extrêmes typiques dans la Manche est récemment réalisée.
Une simulation de 40 ans de données avec une validation par rapport aux mesures de bouées et de marégraphes en Angleterre et en France a été réalisée. L'étude classe les tempêtes, en évaluant leur impact sur la côte de Normandie, montrant des variations significatives de la hauteur des houles, principalement en fonction de leur origine et de leur direction de propagation, principalement l'océan Atlantique. Les simulations détaillées soulignent le rôle de la morphologie côtière dans la dissipation de l'énergie et le comportement des houles.
La modélisation numérique pour simuler les dynamiques des houles de tempête sur trois sites côtiers normands, est détaillée et validée en comparant les simulations avec les mesures des bouées, les formulations théoriques et les données de run-up de houles mesurées par les Systèmes de Surveillance Vidéo (VMS). Les résultats montrent que la hauteur de run-up est influencée par les niveaux d'eau et la hauteur des houles, avec des variations spécifiques pour chaque site en raison des caractéristiques des plages, principalement la porosité des différents sédiments.
Les méthodologies stochastiques et numériques ainsi que les bases de données des études précédentes sont enfin appliquées pour lier l’hydrodynamisme avec la morphodynamique des plages dans des conditions extrêmes, en étudiant les composantes d’inondation sur la baie de Seine et l'impact des structures côtières et de la perméabilité sur l'érosion des plages.
Abstract
Coastal zones face increasing vulnerability due to climate change, leading to hazards like coastal flooding or beach erosion, exacerbated by anthropogenic activities and global warming. Effective coastal management and adaptation strategies are crucial. Advanced numerical models and monitoring of extreme storms are essential for accurate risk assessment and early warning systems. The DYNSEEC project aims to enhance understanding of storm dynamics, focusing on coastal flooding to improve risk assessment and mitigation efforts. This dissertation examines extreme waves and storm surges along the English Channel, integrating global climate oscillations and local hydrodynamic factors. Normandy’s beaches, with diverse morphologies, are studied using numerical modelling and monitoring systems to understand hydrodynamics and coastal risks.
The stochastic drivers of maritime hydrodynamics are explored, focusing on wave height and sea level variations, analyzed through statistical and spectral methods. The research identifies significant variability in surges driven by long-term sea level trends and tide-surge interactions, with wave heights influenced by ocean-atmosphere interactions, and revealing dependencies on sea surface temperature, sea level pressure, and climate indexes. A classification of typical extreme events on the English Channel is lastly performed.
A simulation of 40 years of data, with validation against buoy and tide gauge measurements in England and France has been carried out. The study classifies storms, assessing their impact on Normandy’s coast, showing significant wave height variations, dependent mostly on their origin and direction of propagation, primarily the Atlantic Ocean. Detailed simulations emphasize coastal morphology’s role in energy dissipation and wave behavior.
The numerical modeling to simulate storm wave dynamics at three Norman coastal sites is detailed, validated by comparing simulations with buoy measurements, theoretical formulations, and wave run-up data measured by Video Monitoring Systems. Results show that run-up height is influenced by water levels and wave height, with site-specific variations due to beach characteristics, mainly the porosity of gravels and pebbles.
The stochastic and the numerical methodologies and databases from previous studies are finally applied to link hydrodynamics with beach morphodynamics under extreme conditions, studying compound flooding on the Seine Bay and the impact of coastal structures and beach permeability on beach erosion.
Ιnteractiοns et cοmmunicatiοn chimique entre les diatοmées tοxiques du genre Ρseudο-nitzschia et les cοnsοmmateurs zοοplanctοniques.
Doctorant·e
DESCHLER Marie
Direction de thèse
BOULANGE-LECOMTE CELINE (Directeur·trice de thèse)
NIQUIL Nathalie (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
10/10/2024 à 09:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre de la Maison de l'Étudiant, Université Le havre Normandie
Rapporteurs de la thèse
HEGARET HELENE Universite Bret. Occidentale Ubo
LAABIR MOHAMED UNIVERSITE MONTPELLIER 2 SCIENCES ET TECH DU LANGUEDOC
Membres du jurys
BOULANGE-LECOMTE CELINE,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
HEGARET HELENE,
,
Universite Bret. Occidentale Ubo
LAABIR MOHAMED,
,
UNIVERSITE MONTPELLIER 2 SCIENCES ET TECH DU LANGUEDOC
LE GAC MICKAEL,
,
CENTRE IFREMER BRETAGNE
LEMEE RODOLPHE,
,
Sorbonne Universite
NIQUIL Nathalie,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Les efflorescences d’algues toxiques (HAB), potentiellement favorisées par le réchauffement climatique et l’eutrophisation des écosystèmes côtiers, est un sujet de préoccupation majeur. C’est le cas des diatomées du genre Pseudo-nitzschia, dont certaines espèces produisent une neurotoxine, l’acide domoïque (AD), responsable d'intoxication amnésiante par les mollusques (ASP). Ces efflorescences ont des conséquences à la fois sanitaires et socio-économiques, les phénomènes ASP entrainant des interdictions de pêche, en particulier à la coquille Saint Jacques sur les côtes normandes. Les copépodes peuvent également véhiculer l’AD dans le réseau trophique. La plupart des études sur l’interaction entre Pseudo-nitzschia et les copépodes concernent des espèces arctiques. Cette thèse visait à approfondir cette interaction pour les espèces présentes sur les côtes normandes (France). Les résultats montrent des mécanismes de défense chez Pseudo-nitzschia en réponse aux prédateurs zooplanctoniques, dont l’induction de la production d’AD en présence de copépodes, observée pour la première fois chez P. australis, connue pour son fort potentiel ASP. En revanche, P. pungens et P. fraudulenta n’augmentaient pas leur production en présence de prédateurs, soulignant l’impossibilité d’extrapoler les données d’une espèce à l’autre ou d’un écosystème à l’autre. Une réponse morphologique, telle que la réduction de la taille des chaînes, a également été démontrée pour la première fois chez P. australis. Les réponses physiologique et morphologique chez P. australis étaient déclenchées à la fois par la présence directe de prédateurs et mais aussi uniquement par leurs signaux chimiques, présents dans le milieu. Ces réponses n’ont pas été associées à une sur-mortalité des copépodes. Par contre, une réduction de la nage basale et des modifications du transcriptome ont pu être mises en évidence.
Abstract
Harmful algal blooms (HAB), potentially favored by global warming and eutrophication of coastal ecosystems, are a major concern. This is the case for diatoms of the genus Pseudo-nitzschia, some species of which produce a neurotoxin, domoic acid (DA), responsible for amnesic shellfish poisoning (ASP). These efflorescences have both health and socio-economic consequences, with ASP phenomena leading to shellfish fishing bans, particularly for scallops on the Normandy coast. Zooplankton copepods can also carry DA through the food web. Most studies on the interaction between Pseudo-nitzschia and copepods have focused on Arctic species. The aim of this thesis was to investigate this interaction in greater depth for species present on the Normandy coast (France). The results show defense mechanisms in Pseudo-nitzschia in response to zooplanktonic predators, including induction of DA production, observed for the first time in P. australis, known for its high ASP potential. On the other hand, P. pungens and P. fraudulenta did not increase their production in the presence of predators, underlining the impossibility of extrapolating data from one species to another or from one ecosystem to another. A morphological response, i.e. chain size reduction, was also demonstrated for the first time in P. australis. Physiological and morphological responses in P. australis were triggered both by the direct presence of predators and solely by their cues, present in the environment. These responses were not associated with excess copepod mortality. However, a reduction in basal swimming and changes in the transcriptome were observed.
Etude structurale et rôle de la prοtéine DnaΚ dans l’hοméοstasie et l’activatiοn de la virulence des bactéries du micrοbiοte cutané.
Doctorant·e
KAYSER Clara
Direction de thèse
KONTO GHIORGHI YOAN (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
09/10/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Laboratoire CBSA - Evreux
Rapporteurs de la thèse
ALBENNE CECILE Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
GENEST OLIVIER Aix-Marseille université
Membres du jurys
ALBENNE CECILE,
,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
CHANE Andrea,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DOUCET-POPULAIRE FLORENCE,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
DUPIEUX-CHABERT CELINE,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
FONTAGNE-FAUCHER CATHERINE,
,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
GENEST OLIVIER,
,
Aix-Marseille université
KONTO GHIORGHI YOAN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
NORRIS VICTOR,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
Staphylococcus aureus et Staphylococcus epidermidis sont des bactéries à Gram-positif retrouvées au niveau du microbiote cutané humain. La production de biofilm de S. aureus est associée à diverses pathologies telles que la dermatite atopique, ainsi qu’à un déséquilibre du microbiote (dysbiose). Des travaux précédents au laboratoire ont montré que le CGRP (Calcitonin Gene-Related Peptide), un peptide humain impliqué dans l’inflammation cutanée, augmente la virulence de Staphylococcus epidermidis MFP04. La souche de S. epidermidis MFP04 alors virulente surexprime la protéine chaperonne DnaK dans son sécrétome.
Dans cette étude, nous mettons en évidence un nouveau rôle de la protéine chaperonne DnaK de S. epidermidis dans la modulation de la formation de biofilm chez S. aureus et S. epidermidis. La protéine recombinante DnaK de S. epidermidis affecte la formation de biofilm d’une manière spécifique chez deux souches de staphylocoques commensaux (S. aureus MFP03 et S. epidermidis MFP04) et une souche clinique de S. aureus (CIP107093). L’introduction de mutations ponctuelles dans la séquence primaire de la protéine recombinante DnaK a permis de préciser le rôle de ses différents domaines fonctionnels dans la modulation de la formation de biofilm. Ces résultats semblent indiquer que la protéine DnaK de Staphylococcus epidermidis est impliquée dans la formation de biofilm des staphylocoques à un niveau extracellulaire et donc intervient dans l’homéostasie du microbiote cutané.
Abstract
Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis are Gram-positive bacteria commonly found in the human skin microbiota. S. aureus biofilm production is associated with various pathologies such as atopic dermatitis, as well as an imbalance in the microbiota (dysbiosis). Previous work in the laboratory has shown that CGRP (Calcitonin Gene-Related Peptide), a human peptide involved in skin inflammation, increases the virulence of Staphylococcus epidermidis MFP04. The virulent S. epidermidis MFP04 strain then overexpresses the chaperone protein DnaK in its secretome.
In this study, we demonstrate a new role for the S. epidermidis DnaK chaperone protein in modulating biofilm formation in S. aureus and S. epidermidis. The recombinant S. epidermidis DnaK protein specifically affects biofilm formation in two commensal staphylococcal strains (S. aureus MFP03 and S. epidermidis MFP04) as well as a clinical strain of S. aureus (CIP107093). By introducing point mutations into the primary sequence of the recombinant DnaK protein, we were able to clarify the role of its various functional domains in modulating biofilm formation. These results suggest that the DnaK protein of Staphylococcus epidermidis is involved in the formation of staphylococcal biofilm at an extracellular level and is therefore implicated in the homeostasis of the skin microbiota.
Biοmathematical insights intο radiatiοn-induced systemic immune effects in brain and head & neck cancer using preclinical and clinical mοdels
Doctorant·e
PHAM Thao Nguyen
Direction de thèse
VALABLE Samuel (Directeur·trice de thèse)
THARIAT Juliette (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
04/10/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Salle Jules Horowitz - GIP Cyceron
Rapporteurs de la thèse
CICCOLINI JOSEPH Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
HUGUET FLORENCE Hôpital Pitié Salpêtrière APHP
Membres du jurys
CHEVALIER FRANCOIS,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
CICCOLINI JOSEPH,
,
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
HUGUET FLORENCE,
,
Hôpital Pitié Salpêtrière APHP
SERRE RAPHAEL,
,
Hôpital Pitié Salpêtrière APHP
THARIAT Juliette,
,
Laboratoire de Physique corpusculaire de Caen
VALABLE Samuel,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
La radiothérapie, bien qu'efficace contre les tumeurs, peut perturber le système immunitaire et provoquer une lymphopénie, ce qui impacte négativement les résultats du traitement. Des radiothérapies plus ciblées, telles que la protonthérapie, offrent des perspectives prometteuses pour réduire la lymphopénie. Au-delà de la lymphopénie, les sous-populations de leucocytes dans les lignées lymphoïde et myéloïde ont un impact significatif sur la réponse immunitaire antitumorale. Cette thèse examine l'impact de l'irradiation cérébrale sur le système immunitaire en utilisant la modélisation biomathématique. Des données provenant de diverses sources, y compris des essais cliniques, des études animales et des études in vitro sont utilisées pour construire le modèle. L'analyse de la littérature montre un lien quantitatif entre une diminution du nombre de lymphocytes et une survie réduite des patients. De plus, un nouveau modèle de radiosensibilité (modèle de saturation) des lymphocytes est proposé, prouvant une précision supérieure aux modèles linéaires-quadratiques existants. Les études comparant la radiothérapie par rayons X et la protonthérapie chez les souris ont révélé que les rayons X réduisent significativement le nombre de lymphocytes de plusieurs sous-populations et induit une inflammation persistante. La protonthérapie, en revanche, a un impact minimal sur les sous-populations de lymphocytes grâce à son effet balistique épargnant, entre autres, les ganglions lymphatiques cervicaux. La modélisation a également montré que bien que les lymphocytes B et T puissent se rétablir après une déplétion induite par les rayons X, les tumeurs peuvent retarder de manière significative la récupération des cellules B. En outre, les tumeurs affaiblissent elles-mêmes le système immunitaire en diminuant les lymphocytes T circulants. Les données de l'essai clinique CYRAD suggèrent que des doses élevées de radiation aux ganglions lymphatiques lors du traitement du cancer de la tête et du cou affectent de manière significative le nombre de lymphocytes circulants, indépendamment de la dose reçue par le sang lui-même. Ces résultats soulignent l'importance de prendre en compte l'irradiation à la fois du sang mais aussi des ganglions lymphatiques pour préserver le système immunitaire pendant la radiothérapie.
Abstract
Radiotherapy, while effective against tumors, can disturb the immune system and cause lymphopenia, which negatively impacts patient outcomes. Beyond lymphopenia, leukocyte subpopulations of lymphoid and myeloid lineages also have a significant impact on antitumor immune response. More targeted radiation therapies like proton therapy offer promise in reducing lymphopenia. We investigated the impact of brain irradiation on the immune system using biomathematical modeling. Data from various published sources, i.e., clinical trials in humans, animal studies and in vitro data, were used to build the models. A quantitative link between low lymphocyte count and poor patient survival was confirmed using the linear-quadratic model. Modelling accuracy was improved by integrating saturation effects on lymphocyte radiosensitivity (as conceptualized by a new “saturation model” of our own). Modeling based on mice data showed that X-ray therapy significantly reduced lymphocyte counts of multiple subpopulations and induced persistent inflammation while proton therapy had minimal impact on lymphocyte subpopulations, mostly by its ballistic sparing of cervical lymph nodes. Non-linear mixed-effect modeling also showed that while both B and T-lymphocytes recovered after X-ray-induced depletion, tumors could significantly delay B-cell recovery and reduce circulating T cell counts in mice. Additionally, data from a clinical trial in humans suggested that therapeutic radiation doses to lymph nodes significantly affected circulating lymphocyte counts, regardless of the dose to the blood. These findings highlight the importance of considering blood but also lymph node irradiation for preserving the circulating immune cells during and after radiotherapy.
Autοanticοrps et cοmplément dans les myοpathies nécrοsantes autο-immunes: physiοpathοlοgie et dévelοppement préclinique de nοuvelles thérapeutiques.
Doctorant·e
JULIEN Sarah
Direction de thèse
BOYER OLIVIER (Directeur·trice de thèse)
DROUOT LAURENT (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
02/10/2024 à 09:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen
Rapporteurs de la thèse
DRAGON-DUREY MARIE-AGNES Université Paris Cité
MEYER ALAIN Université de Strasbourg
Membres du jurys
BOYER OLIVIER,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CANDON SOPHIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DRAGON-DUREY MARIE-AGNES,
,
Université Paris Cité
DROUOT LAURENT,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GOUILLEUX-GRUART VALERIE,
,
Universite de Tours
MEYER ALAIN,
,
Université de Strasbourg
STENZEL WERNER,
,
Université de Médecine - la Charité
Résumé
Les myopathies nécrosantes auto-immunes (MNAI) appartiennent au groupe des myopathies inflammatoires idiopathiques (MII), aussi appelées myosites. Elles se caractérisent par une faiblesse musculaire proximale aiguë, accompagnée histologiquement par une nécrose des myofibres, un infiltrat inflammatoire et des dépôts de protéines du complément. Chez les patients, sont retrouvés des auto-anticorps (aAcs) dirigés contre la particule de reconnaissance du signal (SRP) ou la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-coenzyme A réductase (HMGCR). Des études ont démontré la pathogénicité de ces aAcs dans un modèle murin, impliquant le système du complément. Par ailleurs, des études in vitro ont montré que ces aAcs inhibent directement la fusion des myoblastes en myotubes, suggérant un mécanisme d'inhibition de la régénération musculaire. Les traitements actuels sont majoritairement empiriques et incluent des corticostéroïdes à forte dose, des immunosuppresseurs, des immunoglobulines intraveineuses et du rituximab. Cependant, de nombreux patients sont réfractaires à ces traitements, créant un besoin urgent de nouvelles thérapies. Au cours de cette thèse, nous avons évalué deux thérapies ciblées dans un modèle murin de MNAI aux anti-HMGCR : un inhibiteur du complément, le zilucoplan, et un inhibiteur du FcRn, l’efgartigimod. L'administration de zilucoplan prévient l'apparition de la maladie, mais ne restaure pas une force musculaire normale chez des souris déjà malades, suggérant que les aAcs ont des mécanismes effecteurs autres que ceux médiés par le complément. L'évaluation de l’efgartigimod a démontré que son administrarion à des souris favorise l'élimination des aAcs, prévient le développement de la maladie et rétablit une force musculaire normale chez des souris malades. Au regard de ces résultats et dans le but de mieux comprendre les mécanismes pathogènes des aAcs indépendents du complément, nous avons évalué l'effet des aAcs anti-HMGCR sur la régénération musculaire dans un modèle murin de nécrose/régénération. Aucun effet significatif sur le ralentissement de la régénération n'a été observé dans notre étude. Cependant, l’évaluation de l’effet direct des aAcs anti-HMGCR purifiés sur leur cible montre une inhibition de la fonction enzymatique de HMGCR à de fortes concentrations d’aAcs. Ces résultats suggèrent que l’efgartigimod, au travers de l’élimination des aAcs pourrait être une thérapie prometteuse des MNAI : elle est en cours d’évaluation dans un essai clinique. Par ailleurs, l’effet pathogène des aAcs pourrait faire intervenir l’inhibition de sa cible enzymatique, expliquant qu’une monothérapie anti-complément n’est pas efficace dans le traitement de cette pathologie.
Abstract
Immune mediated necrotizing myopathies (IMNM) belong to the group of idiopathic inflammatory myopathies (IIM), also known as myositis. They are characterized by acute proximal muscle weakness, histologically accompanied by necrosis of the myofibers, an inflammatory infiltrate, and complement deposits. In patients, autoantibodies (aAbs) targeting the signal recognition particle (SRP) or the 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGCR) are found. Studies have demonstrated the pathogenicity of these aAbs in a mouse model, involving the complement system. Furthermore, in vitro studies have shown that these aAbs directly inhibit the fusion of myoblasts into myotubes, suggesting a mechanism of inhibition of muscle regeneration. Current treatments are mainly empirical and include high-dose corticosteroids, immunosuppressants, intravenous immunoglobulins, and rituximab. However, many patients are still refractory to these treatments, creating an urgent need for new therapies. Current treatments are mostly empirical, and include high-dose corticosteroids, immunosuppressants, intravenous immunoglobulins and rituximab. However, many patients are refractory to these treatments, creating an urgent need for new therapies. In this thesis, we evaluated two targeted therapies in a mouse model of anti-HMGCR IMNM: a complement inhibitor, zilucoplan, and an FcRn inhibitor, efgartigimod. Administration of zilucoplan prevented the onset of disease but did not restore normal muscle strength in already diseased mice, suggesting that aAbs have effector mechanisms other than those mediated by complement. Evaluation of efgartigimod has shown that its administration to mice promotes the elimination of aAbs, prevents disease development and restores normal muscle strength in diseased mice. In the light of these results and with the aim of better understanding the pathogenic mechanisms of complement-independent aAbs, we evaluated the effect of anti-HMGCR aAbs on muscle regeneration in a murine model of necrosis/regeneration. No significant effect on slowing regeneration was observed in our study. However, assessment of the direct effect of purified anti-HMGCR aAbs on their target showed inhibition of HMGCR enzyme function at high aAbs concentrations. These results suggest that efgartigimod, through the elimination of aAbs, could be a promising therapy for IMNM: it is currently being evaluated in a clinical trial. Furthermore, the pathogenic effect of aAbs may involve inhibition of its enzymatic target, explaining why anti-complement monotherapy is not effective in treating this pathology.
Νeurοimagerie des altératiοns du lοbe tempοral médian : avancées pοur la cοmpréhensiοn, l'évaluatiοn et la préventiοn de la maladie d'Alzheimer
22017004
Doctorant·e
CHAUVEAU Lea
Direction de thèse
DE FLORES Robin (Directeur·trice de thèse)
CHETELAT Gaelle (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
30/09/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Caen, France
Rapporteurs de la thèse
BELLEVILLE SYLVIE MONTREAL UNIVERSITE DE MONTREAL CANADA
PLANCHE VINCENT Maître de conférences HDR Universite de Bordeaux
Membres du jurys
BELLEVILLE SYLVIE,
,
MONTREAL UNIVERSITE DE MONTREAL CANADA
CHETELAT Gaelle,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
DE FLORES Robin,
Chercheur HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
LA JOIE RENAUD,
,
University of California San Francisco
LEHERICY STEPHANE,
,
Sorbonne Université
PLANCHE VINCENT,
Maître de conférences HDR,
Universite de Bordeaux
Résumé
Malgré les progrès récents et les avancées prometteuses, la guérison de la maladie d'Alzheimer ne semble pas envisageable dans l'immédiat, en partie à cause de nos connaissances encore incomplètes. Cette situation soulève trois défis majeurs : mieux comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents, détecter plus précocement les signes de la maladie, et élaborer des stratégies de prévention efficaces en l'absence de traitement curatif. Pour contribuer aux efforts collectifs visant à répondre à ces enjeux, cette thèse s'est concentrée sur l'étude du lobe temporal médian, une région centrale dans la physiopathologie de la maladie d'Alzheimer. En effet, dès les premiers stades, ses sous-régions présentent une atrophie marquée, tandis que les dysfonctionnements de ses réseaux antérieur-temporal (AT) et postérieur-médian (PM) pourraient jouer un rôle crucial dans la propagation des lésions caractéristiques de la maladie. Cependant, des altérations similaires surviennent également lors du vieillissement normal, et les lacunes méthodologiques actuelles ne permettent pas de distinguer clairement les altérations spécifiquement liées au processus pathologique. À travers cette recherche, notre objectif est d'améliorer la compréhension des changements physiopathologiques de l'ensemble des sous-régions du lobe temporal médian et ses réseaux fonctionnels, de proposer des biomarqueurs d'imagerie innovants focalisés sur ces modifications clés, et d'identifier les facteurs influençant spécifiquement ces altérations, pouvant être ciblés par des approches thérapeutiques ou préventives. À l'aide de designs longitudinaux et en tenant compte des différences interindividuelles, nous avons utilisé l'imagerie par résonance magnétique (IRM) structurale et fonctionnelle, couplée à la tomographie par émission de positons (TEP), ainsi qu'à diverses évaluations cliniques incluant des tests cognitifs et des mesures biomédicales. Cette approche a permis de mettre en évidence des altérations spécifiques au niveau du lobe temporal médian et de ses réseaux AT et PM, distinguant les processus du vieillissement de ceux associés à la maladie. Nous avons observé une atrophie généralisée du lobe temporal médian au cours de la vie adulte, avec les sous-régions qui montrent un déclin volumétrique plus tardif étant particulièrement affectées aux stades symptomatiques de la maladie d'Alzheimer. En parallèle, les réseaux AT et PM présentent des changements fonctionnels distincts liés aux processus physiologiques et pathologiques. Alors que la diminution de la connectivité du réseau PM semble spécifique aux effets de l'âge, l'augmentation de la connectivité du réseau AT, partiellement liée au vieillissement, est particulièrement prononcée dans la maladie d'Alzheimer et corrèle à divers marqueurs pathologiques et cognitifs de celle-ci. Chez les patients présentant un trouble cognitif léger, l'évolution vers une démence de type Alzheimer est associée à une perte de volume hippocampique accélérée et à une hyperconnectivité du réseau AT. Quant aux personnes âgées cognitivement intactes, une relation cardiovasculaire-fonctionnelle est observée, où l'augmentation de certains facteurs de risque cardiovasculaires est associée à une réduction de la connectivité du réseau PM, spécifique au vieillissement plutôt qu'à la maladie d'Alzheimer. Ensemble, ces découvertes fournissent des informations précieuses sur l'évolution clinique des patients et ouvrent la voie à l'identification de cibles thérapeutiques potentielles.
Abstract
Despite recent advancements, a cure for Alzheimer's disease remains elusive, primarily due to gaps in our understanding. This leads to the current research challenges: elucidating the underlying biological mechanisms, early detection of disease markers, and developing effective preventive strategies in the absence of curative treatments. This thesis focuses on the medial temporal lobe, pivotal in Alzheimer's pathophysiology, where early-stage are characterized by atrophy in its subregions and dysfunction within its anterior-temporal (AT) and posterior-medial (PM) networks, likely contributing to lesion propagation. However, similar changes occur in normal aging, and methodological limitations currently prevent clear differentiation of disease-specific alterations. This work aimed to deepen our understanding of pathophysiological changes in these regions and their functional networks, develop innovative imaging biomarkers targeting these modifications, and identify factors influencing these alterations for potential therapeutic or preventive targeting. Using longitudinal designs and accounting for inter-individual variability, structural and functional magnetic resonance imaging (MRI) combined with positron emission tomography (PET) and comprehensive clinical assessments were analyzed. Results describe specific medial temporal lobe and network changes, distinguishing age-related processes from disease-specific alterations. We observed generalized medial temporal lobe atrophy across the adult lifespan, with later-declining subregions particularly affected among symptomatic stages of Alzheimer's disease. The AT and PM networks exhibit distinct functional changes related to physiological and pathological processes. While decreased PM connectivity seems age-specific, increased AT connectivity, partially associating with aging, is particularly pronounced in Alzheimer's disease and correlates with Alzheimer-related markers of pathology or cognition. In patients with mild cognitive impairment, progression to Alzheimer's dementia is associated with accelerated hippocampal volume loss and AT hyperconnectivity. In cognitively healthy older adults, cardiovascular-functional relationships exist, with increased cardiovascular risk factors associated with reduced PM connectivity, specific to aging rather than Alzheimer's disease. These findings provide valuable insights into patient clinical progression and pave the way for identifying potential therapeutic targets.
Cοnceptiοn d'un test prédictif de la reperfusiοn et étude d'une nοuvelle cible thérapeutique pοur une meilleure prise en charge des patients sοuffrant d'un accident vasculaire cérébral (AVC)
Doctorant·e
BIATOUGOU Nakougou-Moi-Bohm
Direction de thèse
MACREZ Richard (Directeur·trice de thèse)
REPESSE Yohann (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
23/09/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Bâtiment A, Salle Horowitz Boulevard Henri Becquerel GIP Cyceron, Campus Jules Horowitz 14074 Caen Cedex 5, France
Rapporteurs de la thèse
HO-TIN-NOE BENOIT Directeur de recherche Université Paris Cité
TIMSIT SERGE UNIVERSITE BRETAGNE SUD UBS
Membres du jurys
BOUTON MARIE-CHRISTINE,
,
Université Paris Cité
CASOLLA BARBARA,
,
CHU DE NICE
CONTANT GENEVIÈVE,
Docteur,
Diagnostica Stago
HO-TIN-NOE BENOIT,
Directeur de recherche,
Université Paris Cité
MACREZ Richard,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
REPESSE Yohann,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
TIMSIT SERGE,
,
UNIVERSITE BRETAGNE SUD UBS
VIVIEN Denis,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
L'accident vasculaire cérébral ischémique (AVC) représente un problème majeur de santé publique, étant la principale cause de handicap et la deuxième cause de décès. La reperfusion rapide est essentielle pour le pronostic du patient. Actuellement, la prise en charge des AVC repose principalement sur la thrombolyse ou la thrombectomie. Bien que la thrombolyse médiée par rtPA soit la principale stratégie thrombolytique pharmacologique, elle présente plusieurs limitations, telles que des taux de recanalisation faibles et des résistances dues à une coque protectrice autour des caillots, comprenant notamment des pièges extracellulaires de neutrophiles (NETs). Il est donc crucial d'anticiper l’échec de ce traitement et de développer de nouvelles stratégies thrombolytiques ou alternatives pour améliorer la prise en charge des AVC ischémiques. Au cours de nos travaux de thèse, nous avons exploré deux axes principaux : le développement d'un test prédictif de la reperfusion et l'étude d'un nouvel outil thérapeutique. Nous avons mis au point un test sur ROTEM®, en créant un réactif prêt à l’emploi, ce qui a permis de lancer une étude clinique au CHU de Caen Normandie, actuellement en cours. Nos résultats ont également montré que les composants des NETs, tels que l'ADN et les histones, perturbent l'équilibre coagulo-lytique. Nous avons observé une neutralisation efficace des effets des histones grâce à la chondroïtine sulfate (CS). L'administration in vivo de la CS a démontré un bénéfice particulier dans le modèle d’AVC avec des caillots riches en fibrine, se traduisant par une amélioration de la reperfusion tissulaire et une réduction de la taille de la lésion. Cependant, une perte d’efficacité de la CS a été notée lorsqu'elle était co-administrée avec le rtPA. Ces résultats suggèrent que la CS pourrait représenter une alternative thérapeutique prometteuse pour neutraliser les histones libres, qui exacerbent l'activation cellulaire durant un AVC ischémique, notamment en cas de contre-indication à la thrombolyse.
Abstract
Ischemic stroke represents a major public health issue, being the leading cause of disability and the second leading cause of death. Rapid reperfusion is essential for the patient's prognosis. Currently, the management of strokes primarily relies on thrombolysis or thrombectomy. Although rtPA-mediated thrombolysis is the predominant pharmacological thrombolytic strategy, it has several limitations, including low recanalization rates and resistance due to a protective shell around the clots, which includes neutrophil extracellular traps (NETs). Therefore, it is crucial to anticipate treatment failure and develop new thrombolytic or alternative strategies to improve the management of ischemic strokes. In our thesis work, we explored two main areas: the development of a predictive test for reperfusion and the study of a new therapeutic tool. We developed a ROTEM®-based test, creating a ready-to-use reagent, which enabled us to initiate a clinical study at the Caen Normandy University Hospital, currently underway. Our results also showed that NET components, such as DNA and histones, disrupt the coagulo-lytic balance. We observed effective neutralization of histone effects with chondroitin sulfate (CS). In vivo administration of CS showed particular benefit in the thromboembolic stroke model with fibrin-rich clots, resulting in improved tissue reperfusion and reduced lesion size. However, a loss of efficacy of CS was noted when co-administered with rtPA. These results suggest that CS could represent a promising therapeutic alternative for neutralizing free histones, which exacerbate cellular activation during ischemic stroke, especially in cases where thrombolysis is contraindicated.
Apprentissage Ρrοfοnd dans l'Ηydrοlοgie de l'Estuaire de la Seine : Recοnstructiοn des Dοnnées Ηistοriques et Ρrévisiοn Ηydraulique
Doctorant·e
JANBAIN Imad
Direction de thèse
JARDANI ABDERRAHIM (Directeur·trice de thèse)
DELOFFRE JULIEN (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
20/09/2024 à 09:00
Lieu de la soutenance
Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
JOHANNET ANNE Ensma Nimes Ens Mines Ales
OUDRE LAURENT Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay
Membres du jurys
ADAM SÉBASTIEN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DELOFFRE JULIEN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
JARDANI ABDERRAHIM,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
JOHANNET ANNE,
,
Ensma Nimes Ens Mines Ales
MORIN MARIE,
,
OUDRE LAURENT,
,
Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay
SCHMIDT SABINE,
,
Universite de Bordeaux
Résumé
Cette thèse de doctorat explore l’application des algorithmes d’apprentissage profond (Deep Learning - DL) pour relever les défis hydrologiques dans le bassin de la Seine, le deuxième plus long fleuve de France. Le régime hydraulique complexe de la Seine, influencé par les précipitations variables, les affluents, les interventions humaines et les fluctuations des marées, constitue un cadre idéal pour l’utilisation de techniques computationnelles avancées. Les modèles DL, notamment les réseaux neuronaux récurrents et les mécanismes d’attention, ont été choisis pour leur capacité à capturer les dépendances temporelles à long terme dans les séries chronologiques, surpassant ainsi les modèles traditionnels d’apprentissage machine (ML), tout en nécessitant moins de calibration manuelle que les modèles à base physique.
La recherche se concentre sur le développement de méthodologies personnalisées pour améliorer l’efficacité du DL et optimiser son application face aux défis spécifiques du bassin de la Seine. Ces défis incluent la compréhension et la gestion des interactions complexes dans la zone d’étude, la gestion des limitations des données, le comblement des lacunes de données, la reconstruction et la projection des bases de données historiques manquantes, cruciales pour analyser les fluctuations du niveau d’eau en réponse à des variables telles que les changements climatiques, ainsi que la prédiction des événements d’inondations, notamment les crues extrêmes.
Nos contributions, détaillées à travers quatre articles, illustrent l’efficacité du DL dans divers défis hydrologiques et applications : le comblement des lacunes des données de niveau d’eau sur plusieurs mois dans les enregistrements horaires, la reconstruction historique des paramètres de qualité de l’eau sur une période de plus de 15 ans dans le passé, l’analyse des interactions entre les stations, ainsi que la prédiction des événements de crue extrême à grande échelle (jusqu’à 7 jours à l’avance dans les données quotidiennes) et à petite échelle (jusqu’à 24 heures dans les données horaires).
Les techniques proposées, telles que l’approche de décomposition Mini-Look-Back, les stratégies automatisées de reconstruction historique, les fonctions de perte personnalisées et l’ingénierie des caractéristiques approfondie, mettent en lumière la polyvalence et l’efficacité des modèles DL pour surmonter les limitations des données et surpasser les méthodes traditionnelles. La recherche souligne l’importance de l’interprétabilité en plus de la précision de la prédiction, offrant ainsi des informations sur la dynamique complexe de la Seine.
Ces résultats mettent en évidence les potentialités du DL et des méthodologies développées dans les applications hydrologiques, tout en suggérant une applicabilité plus large à travers divers domaines traitant des séries chronologiques de données.
Abstract
This PhD thesis explores the application of deep learning (DL) algorithms to address hydrological challenges in the Seine River basin, France’s second longest river. The Seine’s intricate hydraulic regime, shaped by variable rainfall, tributaries, human interventions, and tidal fluctuations, presents an ideal scenario for advanced computational techniques. DL models, particularly recurrent-based neural networks and attention mechanisms, were chosen for their ability to capture long-term temporal dependencies in time series data, outperforming traditional machine learning (ML) models and their reduced need for manual calibration compared to physical-based models.
The research focuses on developing custom methodologies to enhance DL efficiency and optimize its application to specific challenges within the Seine River Basin. Key challenges include addressing complex interactions within the study area, predicting extreme flood events, managing data limitations, and reconstructing missing historical databases crucial for analyzing water level fluctuations in response to variables such as climatic changes. The objective is to uncover insights, bridge data gaps, and enhance flood prediction accuracy, particularly for extreme events, thereby advancing smarter water management solutions.
Detailed across four articles, our contributions showcase the effectiveness of DL in various hydrological challenges and applications: filling missing water level data gaps that may span several months in hourly records, projecting water quality parameters over 15 years in the past, analyzing station interactions, and predicting extreme flood events on both large (up to 7 days ahead in daily data) and small scales (up to 24 hours in hourly data).
Proposed techniques such as the Mini-Look-Back decomposition approach, automated historical reconstruction strategies, custom loss functions, and extensive feature engineering highlight the versatility and efficacy of DL models in overcoming data limitations and outperforming traditional methods. The research emphasizes interpretability alongside prediction accuracy, providing insights into the complex dynamics of hydrological systems. These findings underscore the potential of DL and the developed methodologies in hydrological applications while suggesting broader applicability across various fields dealing with time series data.
Etude de la dynamique mitοchοndriale hypοthalamique dans le mοdèle murin Activity-Based Anοrexia: Rôle de l'axe micrοbiοte-intestin-cerveau.
Doctorant·e
SALAUN Colin
Direction de thèse
COEFFIER MOISE (Directeur·trice de thèse)
ACHAMRAH Najate (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/09/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
UFR Santé - Bât Stewart - Louis Dumesnil
Rapporteurs de la thèse
HANACHI MOUNA UNIVERSITE PARIS-SACLAY
ROUSSEL DAMIEN Université Claude Bernard - Lyon 1
Membres du jurys
ACHAMRAH Najate,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
BOUDRY GAELLE,
,
Centre Régional de l'Inrae Angers-Nantes Pays de la Loire
COEFFIER MOISE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CONNIL NATHALIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
HANACHI MOUNA,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
ROUSSEL DAMIEN,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
Résumé
L'Anorexie Mentale (AM) est un trouble du comportement alimentaire complexe, caractérisé par un indice de masse corporelle anormalement bas, inférieur à 18,5 kg/m², et accompagné de multiples dysfonctionnements systémiques. Dans cette pathologie, le microbiote intestinal semble jouer un rôle crucial. À l'autre extrémité de l'axe microbiote-intestin-cerveau, l'hypothalamus apparaît comme chef d’orchestre dans la régulation de l'homéostasie énergétique. Pour étudier l'AM, le modèle Activity-Based Anorexia (ABA) chez les rongeurs s'est révélé particulièrement pertinent. L'objectif principal de cette thèse était d'approfondir notre compréhension des altérations moléculaires liées à l'AM, en se concentrant sur plusieurs aspects interconnectés : la dynamique mitochondriale (DM) hypothalamique, les rythmes circadiens (RC), le rôle du récepteur Toll-like de type 4 (TLR4), et l'impact des Lactobacillaceae. Au cœur de cette étude, la DM régule la structure du réseau mitochondrial par des processus de fusion et de fission, influençant directement l'activité cellulaire.
Le protocole expérimental du modèle ABA, chez des souris femelles et mâles, consistait à réduire progressivement l'accès à la nourriture, de 6h à 3h par jour, tout en offrant un accès libre à une roue d'activité. L'étude a débuté par une analyse de la dynamique circadienne des gènes horloges et du microbiote par qPCR. Ensuite, une invalidation du TLR4 dans les cellules épithéliales intestinales (CEI) a été induite par injections de tamoxifène. La DM hypothalamique a été étudiée par qPCR et western blot, complété par des données de respiration cellulaire.
Les résultats ont révélé que la protéine de fusion mitochondriale MFN2 était la plus affectée au niveau hypothalamique, avec une inversion de son rythme circadien chez les souris ABA. L'invalidation du TLR4 dans les CEI a induit une augmentation de la fission mitochondriale hypothalamique. De manière intéressante, les effets de cette invalidation sur la perméabilité intestinale et l'inflammation étaient plus prononcés chez les contrôles mâles, mais absents chez les souris ABA. Finalement le rôle des Lactobacillaceae chez ces souris, administrés comme probiotiques, semble bénéfique en limitant la perte de poids, réduisant l'activité physique inadaptée et diminuant l'inflammation intestinale chez les souris ABA. Une augmentation de l’ensemble des acteurs de la DM hypothalamique pourrait participer à l’adaptation métabolique.
Nos résultats soulignent le rôle du microbiote intestinal dans la modulation hypothalamique des fonctions mitochondriales et des gènes horloges avec des conséquences sur la balance énergétique. L'invalidation du TLR4 dans les CEI et l'apport en Lactobacillaceae limitent la perte de poids induite par le modèle ABA. L'analyse de la composition du microbiote caecal est en cours.
Abstract
Anorexia nervosa (AN) is a complex eating disorder characterized by an abnormally low body mass index of less than 18.5 kg/m², accompanied by multiple systemic dysfunctions. In this pathology, the intestinal microbiota seems to play a crucial role. At the other end of the microbiota-gut-brain axis, the hypothalamus appears to play a key role in regulating energy homeostasis. To study AN, the Activity-Based Anorexia (ABA) model in rodents has proved particularly relevant. The main aim of this thesis was to deepen our understanding of the molecular alterations associated with AN, focusing on several interconnected aspects: hypothalamic mitochondrial dynamics (MD), circadian rhythms (CR), the role of Toll-like receptor 4 (TLR4), and the impact of Lactobacillaceae. At the heart of this study, MD regulates mitochondrial network structure through fusion and fission processes, directly influencing cellular activity.
The experimental protocol of the ABA model, in female and male mice, consisted in a progressive reduction in food access, from 6h to 3h per day, with providing free access to an activity wheel. The study began with an analysis of the circadian dynamics of clock genes and microbiota by qPCR. Next, TLR4 invalidation in intestinal epithelial cells (IECs) was induced by tamoxifen injections. Hypothalamic MD was studied by qPCR and western blot, complemented by cellular respiration data.
Our results revealed that the mitochondrial fusion protein MFN2 was the most affected in the hypothalamus, with a reversal of its circadian rhythm in ABA mice. Invalidation of TLR4 in IECs induced an increase in mitochondrial fission. Interestingly, the effects of this invalidation on intestinal permeability and inflammation were more pronounced in male controls but were blunted in ABA mice. Finally, the role of Lactobacillaceae in ABA mice, administered as probiotics, appears beneficial by limiting weight loss, reducing maladaptive physical activity and decreasing intestinal inflammation in ABA mice. An increase in all hypothalamic MD players could be involved in metabolic adaptation.
Our results highlight the role of the gut microbiota in hypothalamic modulation of mitochondrial functions and clock genes, with consequences for energy balance. Invalidation of TLR4 in IECs and Lactobacillaceae intake limit weight loss induced by the ABA model. 16S analysis of cecal microbiota composition is ongoing.
Appοrt de la manοmétrie antrο-pylοrο-duοdénale haute résοlutiοn cοuplée à l'impédancemétrie dans la physiοpathοlοgie des syndrοmes dyspeptiques.
Doctorant·e
SOLIMAN Heithem
Direction de thèse
GOURCEROL GUILLAUME (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
17/09/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Salle des thèses
Rapporteurs de la thèse
DE SANTA BARBARA PASCAL Université de Montpellier
JOLY FRANCISCA Université Paris Cité
Membres du jurys
COFFIN BENOIT,
,
Université Paris Cité
DE SANTA BARBARA PASCAL,
,
Université de Montpellier
GOURCEROL GUILLAUME,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
JOLY FRANCISCA,
,
Université Paris Cité
MELCHIOR Chloe,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
ROMAN SABINE,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
TACK JAN,
,
Université Catho. de Leuven (BEL)
Résumé
La manométrie antro-pyloro-duodénale en haute résolution (MAD-HR) permet une exploration fine des contractions gastro-intestinales et leur propagation. Son apport dans l’exploration des troubles moteurs et fonctionnels de la région gastro-duodénale, se manifestant par des syndromes dyspeptiques, a pourtant été peu évalué. Le 1e axe de ce travail s’est focalisé sur l’apport pronostique de la manométrie intestinale. Nous avons montré qu’une dysmotilité de l’intestin grêle était associée à une surmortalité, par rapport aux patients avec une manométrie normale avec un hazard ratio de 2.60 [1.29–6.89] indépendamment de l’âge, du sexe et des comorbidités. Le 2e axe a comparé les profils moteurs observés en MAD-HR entre les volontaires sains et les patients atteints de désordres de l’axe cerveau intestin (DACI), et principalement une dyspepsie fonctionnelle (DF). Les patients avec DACI présentaient une motricité duodénale diminuée pendant la phase II du complexe moteur migrant, avec moins de contractions propagées antro-duodénales. Les données manométriques ont ensuite été corrélées à une mesure concomitante de la vidange gastrique. Nous avons montré qu’en post-prandial, une diminution de fréquence des contractions antrales, et un pylorospasme étaient présents chez respectivement 56% et 32% des patients avec vidange gastrique ralentie. Enfin, le 3e axe évaluait la mesure par notre sonde de l’impédancemétrie duodénale. Nous avons montré que celle-ci était corrélée à la perméabilité intestinale duodénale, évaluée par l’expression des protéines de jonctions serrées. Une diminution de la perméabilité intestinale en impédancemétrie était observée chez les patients avec DF et ceux avec syndrome de l’intestin irritable, en comparaison aux volontaires sains.
Abstract
High-resolution antropyloroduodenal manometry (HR-ADM) allows detailed exploration of gastrointestinal contractions, and their propagation. However, its contribution to the exploration of motor and functional disorders of the gastro-duodenal region, with dyspeptic syndromes, has poorly been assessed. The 1st axis of this work focused on the prognostic contribution of intestinal manometry. We showed that a small bowel dysmotility was associated with increased mortality, compared with patients with normal manometry, with a hazard ratio of 2.60 [1.29-6.89] independently of age, sex and comorbidities. The 2nd axis compared the motor profiles between healthy volunteers and patients with disorders of the gut-brain axis (DGBI), mainly functional dyspepsia (FD) using HR-ADM. Patients with DGBI had lower duodenal motility during phase II of the migrating motor complex, with fewer antro-duodenal propagated contractions. Manometric data were then correlated with a concomitant measurement of gastric emptying. We showed that, a decrease in antral contraction frequency and pylorospasm in the postprandial period were present in 56% and 32% of patients with delayed gastric emptying respectively. Finally, the 3rd axis assessed our probe's measurement of duodenal impedance. We showed that this correlated with duodenal intestinal permeability, based on the expression of tight junction proteins. A decrease in intestinal permeability using impedance was observed in patients with FD, and those with irritable bowel syndrome, compared to healthy volunteers.
Décοuverte et caractérisatiοn de nοuveaux réseaux neurοnaux peptidergiques gοuvernant l'hοméοstasie énergétique et glucidique.
Doctorant·e
DEVERE Melodie
Direction de thèse
CHARTREL NICOLAS (Directeur·trice de thèse)
PICOT MARIE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
09/09/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphi 015b Bâtiment Curib
Rapporteurs de la thèse
BOURET SEBASTIEN INSERM LILLE
CROIZIER SOPHIE UNIVERSITE DE LAUSANNE (SUISSE)
Membres du jurys
BOURET SEBASTIEN,
,
INSERM LILLE
CHARTREL NICOLAS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CROIZIER SOPHIE,
,
UNIVERSITE DE LAUSANNE (SUISSE)
FETISSOV SERGUEI,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
PICOT MARIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
TOLLE VIRGINIE,
,
UNIVERSITE PARIS 5 UNIVERSITE PARIS DESCARTES
Résumé
La progression alarmante des épidémies d’obésité et de diabète à l’échelle mondiale fait du traitement de ces maladies un enjeu majeur de santé publique. Afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre la « Diabésité », il est crucial de comprendre l’étiologie de ces affections. Des recherches récentes mettent en lumière le rôle clé des réseaux neuronaux hypothalamiques dans la régulation de l’homéostasie énergétique et glucidique par le cerveau. Dans ce contexte, cette thèse visait à déterminer le rôle de deux systèmes neuropeptidergiques, le système 26RFa/GPR103 et le système orexinergique au sein des réseaux neuronaux gouvernant le métabolisme énergétique et glucidique.
Au cours de ma thèse, nous avons montré que l’injection centrale de 26RFa exerce un effet antihyperglycémiant associé à une augmentation de la sécrétion d’insuline. De plus, l’action centrale de l’insuline étant abolie chez les souris déficientes en 26RFa ou lors de la co-administration de l’antagoniste du récepteur au 26RFa, nous avons établi que les neurones à 26RFa sont les relais de l’action centrale de l’insuline stimulant ainsi sa propre sécrétion par le pancréas.
Nous avons donc entrepris une étude neuroanatomique qui a révélé l’existence d’une sous-population de neurones de l’aire hypothalamique latérale exprimant à la fois le 26RFa et les orexines. Nos données montrent que les orexines exercent une action centrale antihyperglycémiante similaire à celle du 26RFa. De plus, la caractérisation glycémique et énergétique des souris déficientes en orexines montre un phénotype hypophagique et pro-hyperglycémiant.
De façon surprenante, nous avons observé que l’activation chémogénétique (DREADD) des neurones à 26RFa et orexines de l’aire hypothalamique latérale induit un effet prohyperglycémiant. De plus, cette activation réduit l’expression d’ARNm du 26RFa et des orexines, tandis que leur inhibition augmente l’expression des deux neuropeptides, de façon similaire à celle induite par une hyperglycémie. Ainsi, pour assurer l’homéostasie glucidique, une hyperglycémie inhiberait les neurones à 26RFa et orexines, augmentant ainsi l’expression de ces deux neuropeptides connus pour leur effet antihyperglycémiant.
Enfin, ces travaux suggèrent que le 26RFa est nécessaire à la réponse orexinergique lors d’une élévation de la glycémie, soulignant l'existence d'une interaction génique entre les orexines et le 26RFa.
L’ensemble des données obtenues souligne l’importance des neurones à 26RFa et orexines de l’aire hypothalamique latérale dans la régulation de l’homéostasie énergétique et glucidique. L’étude de la modulation de ces systèmes neuropeptidergiques en condition de « diabésité » offre un espoir d’améliorer les approches thérapeutiques existantes.
Abstract
The alarming rise in obesity and diabetes epidemics worldwide has made the treatment of these diseases a major public health issue. To develop new therapeutic approaches to combat "diabesity", it is crucial to understand the etiology of these pathologies. Recent research highlight the key role of hypothalamic neural networks in the brain regulation of energy and glucose homeostasis. In this context, this thesis aimed to determine the role of two neuropeptidergic systems, the 26RFa/GPR103 system and the orexinergic system, within the neural networks governing energy and glucose metabolism.
During my thesis, we demonstrated that central injection of 26RFa exerts an antihyperglycemic effect associated with an increased insulin secretion. Furthermore, the central action of insulin is abolished in 26RFa-deficient mice or when co-administering a 26RFa receptor antagonist, establishing that 26RFa neurons relay the central action of insulin to regulate glucose homeostasis, thereby stimulating its own secretion by the pancreas.
We conducted a neuroanatomical study revealing the existence of a subpopulation of neurons in the lateral hypothalamic area expressing both 26RFa and orexins. Our data show that orexins exert a central antihyperglycemic action similar to that of 26RFa. Additionally, the glycemic and energy characterization of orexin-deficient mice reveals a hypophagic and pro-hyperglycemic phenotype of the mice.
Surprisingly, we observed that chemogenetic activation (DREADD) of 26RFa and orexin neurons in the lateral hypothalamic area induces a pro-hyperglycemic effect. Moreover, this activation reduces the mRNA expression of 26RFa and orexins, while their inhibition increases the expression of both neuropeptides, similar to the effect induced by an hyperglycemia. These observations suggest that, to ensure glucose homeostasis, hyperglycemia would inhibit 26RFa and orexin neurons, leading to the increased expression of the two neuropeptides known for their antihyperglycemic effect.
Finally, our data promote the evidence that 26RFa is necessary for the orexinergic response to elevated blood glucose, highlighting the occurrence of a genetic interaction between orexins and 26RFa. Collectively, the data of this thesis emphasize the importance of 26RFa and orexin neurons of the lateral hypothalamic area in the regulation of energy and glucose homeostasis. Studying the modulation of these neuropeptidergic systems in the context of "diabesity" offers hope for improving the existing therapeutic approaches.
Ρarticularités cliniques et impacts thérapeutiques des effets indésirables immunο-médiés chez les patients atteints d'un mélanοme de stade ΙV
ALEXANDRE Joachim,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
DUONG TU-ANH,
,
Hôpital Ambroise Paré APHP
MORTIER LAURENT,
,
Université de Lille
ROBERT CAROLINE,
,
Institut Gustave Roussy
SAMIMI MAHTAB,
,
Universite de Tours
Résumé
Contexte
Les inhibiteurs de point de contrôle immunitaire sont le traitement de première ligne incontesté des mélanomes de stade IV et sont pourvoyeurs d’effets indésirables, souvent immuno-médiés. Il existe une prise en compte croissante des événements immuno-médiés dans la décision thérapeutique et une volonté d’individualisation des prises en charges des patients atteints de mélanome métastatique. Une caractérisation plus fine ce ces événements permettrait une meilleure prédiction de leur survenue et de leurs impacts. Nos connaissances des événements immuno-médiés proviennent majoritairement des essais cliniques randomisés de phase III, par le recueil des données de sécurité le temps de l’étude. Elles ne permettent pas la mise évidence des signaux de sécurité tardifs, survenant très à distance de l’essai clinique, ou des signaux de sécurité rares, non notifiés dans les publications qui en découlent.
Matériel et méthodes
Une méta-analyse de sécurité conduite sur les essais cliniques randomisés de ClinicalTrials.gov vise à identifier des signaux de sécurité rares permettant davantage d’exhaustivité. Nous avons déterminé le type et l’incidence des effets rares (représentés par les effets cardiovasculaires) associés à l’exposition aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire dans le mélanome de stade IV. Des études « post-commercialisation » ont été conduites sur trois bases de données : RIC-Mel et Vigibase® préalablement constituées, et Melskintox, constituée spécifiquement pour le recueil des effets immuno-médiés cutanés. Ces études de « vraie vie » permettent d’interroger le type, l’incidence et l’impact des effets immuno-médiés dermatologiques à risque de sous-notification et de caractériser l’ensemble des effets immuno-médiés tardifs à distance de l’instauration de l’inhibiteur de point de contrôle immunitaire car le suivi issu des essais cliniques randomisés est trop court pour être informatif. Enfin, nous avons discuté la sécurité de réintroduire un inhibiteur de point de contrôle immunitaire après un évènement immuno-médié.
Résultats
La méta-analyse nous permet d’identifier certains évènements immuno-médiés non identifiés initialement dans les essais cliniques randomisés car ils sont rares et non systématiquement recherchés, comme certains évènements cardiovasculaires. Ils peuvent pourtant être graves (myocardite, péricardite). Certains, comme la dyslipidémie, laissent supposer un long délai d’apparition, permis par l’allongement de la survie des patients présentant un mélanome et traités par inhibiteurs de points de contrôle immunitaire. En étude de cohorte de vraie vie, d’autres évènements tardifs et sévères peuvent survenir très à distance de l’initiation du traitement (après deux ans) et affecter tous les organes. Les patients atteints d’un mélanome SSM semblent plus à risque de présenter un effet indésirable tardif. Certains évènements immuno-médiés fréquents et rarement graves sont imparfaitement recherchés et la diversité des présentations cliniques peu connue. Les pronostics semblent être différents selon que l’effet immuno-médié cutané est une dermatose inflammatoire bénigne, un trouble pigmentaire, une toxidermie ou une dermatose bulleuse. Enfin, les données de pharmacovigilance concernant la réintroduction sont variables selon l’effet immuno-médié initial, suggérant un taux de récurrence plus élevé pour la néphrite et les évènements immuno-médiés cutanés.
Discussion et perspectives
Un évènement immuno-médié doit être connu et reconnu au regard de son impact thérapeutique, et faire l’objet de modalités de surveillance adaptées. La personnalisation du parcours de soin et des propositions thérapeutiques se fera par une connaissance plus fine des données de sécurité et une meilleure caractérisation des évènements immuno-médiés
Abstract
Background
Immune checkpoint inhibitors are the undisputed first-line treatment for stage IV melanoma, and are associated with adverse events, often immuno-related. Immune-related events are increasingly taken into account in therapeutic decisions, and there is a desire to individualize the management of patients with metastatic melanoma. A more detailed characterization of these events would enable better prediction of their occurrence and impact. Our knowledge of immuno-related events comes mainly from randomized phase III clinical trials, through the collection of safety data for the duration of the study. This does not allow us to identify late-onset safety signals, occurring long after the clinical trial, or rare safety signals not always reported in the publication.
.
Materials and methods
A safety meta-analysis conducted on randomized clinical trials from ClinicalTrials.gov aims to identify rare safety signals allowing greater comprehensiveness. We determined the type and incidence of rare events (represented by cardiovascular events) associated with exposure to immune checkpoint inhibitors in stage IV melanoma. Post-marketing studies have been carried out on three databases: RIC-Mel and Vigibase®, set up beforehand, and Melskintox, specifically set up to record cutaneous immune-related effects. These “real-life” studies make it possible to investigate the type, incidence and impact of dermatological immune-related events at risk of under-reporting, and to characterize all late-onset immune-related events late after the introduction of the immune checkpoint inhibitor, since follow-up from randomized clinical trials is too short to be informative. Finally, we discussed the safety of reintroducing an immune checkpoint inhibitor after an immuno-related event.
Results
The meta-analysis enables us to identify some immuno-related events not initially identified in randomized clinical trials because they are rare and not systematically investigated, such as cardiovascular events. However, they can be serious as myocarditis and pericarditis. Some, such as dyslipidemia, suggest a long delay in onset, made possible by the extended overall survival of melanoma patients treated with immune checkpoint inhibitors. In real-life cohort studies, other severe late-onset events may occur long after from the initiation of treatment (after two years), affecting all organs. Patients with SSM melanoma appear to have a higher risk of late-onset adverse events. Certain frequent and rare serious immune-related events are imperfectly investigated, and the diversity of clinical presentations is poorly understood. The prognosis seems to differ depending on whether the cutaneous immuno-related effect is a benign inflammatory dermatosis, a pigmentary disorder, drug-related rash or bullous dermatosis. Finally, pharmacovigilance data on reintroduction vary according to the initial immune-related event, suggesting a higher recurrence rate for nephritis and cutaneous immuno-related events.
Discussion and perspectives
The occurrence of an immune-related event must be known and recognized with regard to its therapeutic impact, and be the subject of appropriate monitoring modalities. A more detailed knowledge of safety data and a better characterization of immune-related events will enable us to tailor our treatment pathways and proposals.
Ρatient self-inflicted lung injury et ventilatοr induced lung injury:De l'insuffisance respiratοire aiguᵗ de nοvο à l'exacerbatiοn aiguᵗ de pneumοpathie intersititielle diffuse
Doctorant·e
BERRUBE Elise
Direction de thèse
CUVELIER ANTOINE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
04/09/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Salle des thèses, Faculté de Médecine et Pharmacie, Université Rouen Normandie
Rapporteurs de la thèse
CARTEAUX GUILLAUME UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
GEORGES MARJOLAINE Universite de Bourgogne
Membres du jurys
CARTEAUX GUILLAUME,
,
UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
CRESTANI BRUNO,
,
Université Paris Cité
CUVELIER ANTOINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GEORGES MARJOLAINE,
,
Universite de Bourgogne
GIRAULT CHRISTOPHE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LEMIALE VIRGINIE,
,
Université Paris Cité
PIQUILLOUD LISE,
,
UNIVERSITE DE LAUSANNE (SUISSE)
Résumé
Introduction
Au cours de l’insuffisance respiratoire aiguë (IRA) de novo ou du syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), la ventilation invasive (VI) appliquée au patient pour pallier aux altérations sévères de l’hématose, de même que les efforts respiratoires spontanés, peuvent paradoxalement aggraver les lésions alvéolaires initiales et provoquer alors des lésions dénommées ventilator induced lung injury (VILI) ou patient self-inflicted lung injury (P-SILI).
L’exacerbation aiguë de pneumopathie interstitielle diffuse (EAPID), bien que proche sémiologiquement, histologiquement et radiologiquement du SDRA et ayant bénéficié de l’amélioration des connaissances du VILI et du P-SILI, reste grevée d’une mortalité bien plus élevée.
Méthode
Nous nous sommes donc intéressés aux conséquences de la ventilation et des efforts respiratoires spontanés au cours des EAPID.
Résultats
Nous avons tout d’abord étudié les conséquences des stratégies d’oxygénation non invasives au cours de l’IRA de novo et montré que la ventilation non invasive (VNI) augmentait le volume courant par rapport à l’oxygénothérapie à haut débit (OHD) sans augmentation du recrutement alvéolaire, donc exposant le poumon à un risque de surdistention. Nous avons ensuite mis au point un modèle de poumon artificiel mécanique reproduisant la ventilation spontanée au cours de l’IRA de novo et les mécanismes physiopathologiques impliqués dans le P-SILI.
Nous avons ensuite utilisé ces connaissances acquises au cours de l’IRA de novo pour modéliser la ventilation spontanée des patients atteints de PID au repos, au cours d’un exercice maximal et d’une EAPID. Nous avons mis en évidence que l’hétérogénéité de l’atteinte pulmonaire, et donc de la compliance dans les PID, était associée tant à l’effort qu’au cours de l’EAPID à la présence de mécanismes impliqués dans le P-SILI : recrutement/dérecrutement alvéolaires, surdistension, concentration du stress pulmonaire, et phénomène de Pendelluft.
Nous avons ensuite soumis ce modèle d’EAPID aux contraintes de la VI. Nous avons ainsi pu montrer que celle-ci, appliquée avec des volumes courants supérieurs à 5 ml/kg de poids prédit sur la taille, des niveaux de pressions expiratoire positive supérieure à 4 cmH2O et une fréquence respiratoire supérieure à 25/min, était potentiellement délétère selon notre modèle.
Nous avons parallèlement évalué, au cours d’une étude clinique rétrospective, les conséquences de la stratégie d’oxygénation non invasive appliquée au cours de l’EAPID. A contrario de ce que nous avions pu montrer dans l’IRA de novo, nous n’avons pas retrouvé de différence entre la VNI et l’OHD en termes de mortalité ou de recours à la VI. Grace à notre modèle expérimental d’EAPID, nous devrions pouvoir comprendre les mécanismes physiopathologiques expliquant ce résultat et envisager une stratégie d’oxygénation optimisée et personnalisée pour la prise en charge de l’EAPID.
Conclusion
Notre travail de recherche, à la fois expérimental et clinique, a donc permis de mettre en évidence la possibilité de P-SILI et de VILI au cours des EAPID, de montrer que le risque de surdistension est majeur dans cette pathologie au cours de la VI. La stratégie d’oxygénation non invasive optimale reste encore à déterminer.
Abstract
Introduction
In the course of de novo acute respiratory failure (ARF) or acute respiratory distress syndrome (ARDS), invasive mechanical ventilation (IMV) and spontaneous respiratory efforts, may paradoxically worsen initial alveolar lesions and cause ventilator induced lung injury (VILI) or patient self-inflicted lung injury (P-SILI). Acute exacerbation of diffuse interstitial lung disease (AE-ILD) presents similar characteristics to ARDS in semiology, histology and radiology. However, the risk of mortality remains higher in AE-ILD despite improved knowledge of VILI and P-SILI.
Methods
We were interested in the effects of ventilation and spontaneous respiratory effort during AE-ILD.
Results
We first studied the effects of non-invasive oxygenation strategies during de novo ARF, and showed that non-invasive ventilation (NIV) increased tidal volume compared to high flow nasal canulae oxygen therapy (HFNC) without increasing alveolar recruitment, thus exposing the lung to the risk of overdistention. We then developed a mechanical artificial lung model reproducing spontaneous ventilation during de novo ARF and studied the pathophysiological mechanisms involved in P-SILI.
We then used this knowledge learned from de novo ARF to model spontaneous ventilation in patients with ILD at rest, during maximal exercise and AE-ILD. We demonstrated that the inhomogeneity of lung injury and of compliance in ILD was associated during exercise and AE-ILD, with the presence of mechanisms involved in P-SILI: recruitment/derecruitment, overdistension, stress concentration and Pendelluft phenomenon.
We then exposed this AE-ILD model to the challenges of IMV. We showed that IMV applied with tidal volumes of more than 5 ml/kg PBW, positive expiratory pressure levels of more than 4 cmH2O and respiratory rates of more than 25 cpm were deleterious in our model.
At the same time, we evaluated the effects of non-invasive oxygenation strategies during AE-ILD in a retrospective clinical study. We found no difference between NIV and HFNC in mortality or use of invasive ventilation.
Conclusion
Our research has highlighted the occurence of P-SILI and VILI during AE-ILD and has shown a major risk of overdistension in AE-ILD during IMV. Our model of AE-ILD could help us to develop optimized and personalized oxygenation strategies for AE-ILD patients.
Répοnses et adaptatiοns des cοmmunautés micrοbiennes à une cοntaminatiοn par des métaux traces à différentes échelles spatiο-tempοrelles: impact de l'antimοine.
Doctorant·e
DA COSTA Claire
Direction de thèse
BERTHE THIERRY (Directeur·trice de thèse)
COLIN YANNICK (Co-encadrant·e de thèse)
DEBRET MAXIME (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
11/07/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Université Rouen Normandie
Rapporteurs de la thèse
ARSENE-PLOETZE FLORENCE Université de Strasbourg
BAUDA PASCALE Université de Lorraine
Membres du jurys
ARSENE-PLOETZE FLORENCE,
,
Université de Strasbourg
BAUDA PASCALE,
,
Université de Lorraine
BERTHE THIERRY,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
COLIN YANNICK,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DEBRET MAXIME,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GUYONEAUD REMY,
,
Université de Pau et des Pays de l'Adour
MONCHY SEBASTIEN,
,
ULCO - UNIVERSITE DU LITTORAL COTE D'OPALE
NAZARET SYLVIE,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
Résumé
Le compartiment sédimentaire résulte de l’accumulation de matières en suspension issue de l’érosion du bassin versant. A ces matières en suspension sont associés des microorganismes et des contaminants organiques et inorganiques résultant de l’activité anthropique. Les sédiments sont donc le siège d’interactions multiples entre microorganismes et contaminants. L’objectif de cette thèse a été d’étudier l’impact d’une exposition chronique aux éléments traces métallique (ETMs) sur la diversité, la composition et la structure des communautés microbienne et/ou l’enrichissement du résistome. Dans ce contexte, l’étude d’une archive sédimentaire (étang de Martot), intégrant une contamination multi-métallique variable au cours du temps, a démontré que les communautés microbiennes sont indicateurs sensibles aux ETMs. Toutefois, la dynamique des microorganismes reste plus fortement influencée par d’autres paramètres tels que la source des apports sédimentaires et les caractéristiques de la matière organique. Un second volet de cette thèse a porté sur des sédiments récents issus d’un bassin routier de rétention des eaux pluviales enrichis en antimoine (Sb). La forte réactivité géochimique du Sb au sein du bassin (i.e., concentration, état d’oxydation et ligands) a été corrélée à des changements dans la composition des communautés microbiennes totale et active, au sein desquelles, de nombreux gènes impliqués dans la résistance (i.e., arsB, acr3, arsK, antA), et les processus d’oxydation (i.e., anoA, aioA, arsO, arsV, arsH), et de réduction (i.e., anrA, arrA) du Sb ont été observés. En parallèle, l’étude de l’antimonite oxydase AnoA, impliquée spécifiquement dans l’oxydation du Sb(III), suggère une distribution taxonomique bien plus importante que précédemment décrit dans la littérature. De nouveaux jeux d’amorces ont été créés pour cibler le gène anoA dans différents groupes taxonomiques (Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria et Actinobacteria) et permettra de mieux évaluer la contribution de cette enzyme dans l’oxydation du Sb au sein de communautés microbiennes complexes.
Abstract
The sedimentary compartment results from the accumulation of suspended particles resulting from the watershed erosion. These particles are associated with microorganisms and organic and inorganic contaminants resulting from human activity. Sediments are therefore the site of multiple interactions between microorganisms and contaminants. The aim of this thesis was to study the impact of chronic exposure to trace metals (TMEs) on the diversity, composition and structure of microbial communities and/or the enrichment of the resistome. In this context, the study of a sedimentary archive (Martot pond), integrating a multi-metallic contamination varying over the time, demonstrated that microbial communities are sensitive indicators to TMEs. However, microbial dynamics are more strongly influenced by other parameters, such as the source of sediment inputs and the characteristics of the organic matter. A second part of this thesis focused on recent sediments from a roadside stormwater retention basin enriched in antimony (Sb). The high geochemical reactivity of Sb within the basin (i.e., concentration, oxidation state and ligands) was correlated with changes in the composition of total and active microbial communities, within which, numerous genes involved in resistance (i.e., arsB, acr3, arsK, antA), and oxidation processes (i.e., arsB, acr3, arsK, antA), were identified. In parallel, the study of the antimonite oxidase AnoA, involved specifically in Sb(III) oxidation, suggests a much wider taxonomic distribution than previously thought. New primer sets have been created to amplify the anoA gene across different taxonomic groups (Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Actinobacteria) and will enable us to better assess the contribution of this enzyme to Sb oxidation in complex microbial communities.
Caractérisatiοn mοléculaire des mécanismes de cοmmunicatiοn aérienne chez la sοuche Ρseudοmοnas fluοrescens ΜFE01
Doctorant·e
DUPONT Charly
Direction de thèse
MERIEAU ANNABELLE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
10/07/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Evreux
Rapporteurs de la thèse
LACROIX JEAN-MARIE Universite de Lille
WEISSKOPF LAURE Université de Fribourg
Membres du jurys
BEAULIEU CAROLE,
,
Université de Sherbrooke (Canada)
LACROIX JEAN-MARIE,
,
Universite de Lille
LATOUR XAVIER,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
MERIEAU ANNABELLE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
VERDON JULIEN,
,
Université Poitiers
WEISSKOPF LAURE,
,
Université de Fribourg
Résumé
Les composés organiques volatils (COV), sous-produits du métabolisme émis par l’ensemble des
organismes vivants, sont volatils en conditions environnementales en raison de leurs propriétés physicochimiques.
Chez les bactéries, et notamment celles du genre Pseudomonas, les COV sont
principalement étudiés pour leur capacité à inhiber des microorganismes phytopathogènes. Leur rôle
dans la communication, un mécanisme indispensable à la coordination des communautés bactériennes
lors de la formation de biofilm, est rarement considéré.
L'objectif des travaux menés est l'analyse les COVs produits par la souche Pseudomonas fluorescens
MFE01 et leur impact sur sa communication. Les voies de communication de MFE01 sont peu connues
et ne correspondent pas aux systèmes déjà décrits chez de nombreuses bactéries du genre
Pseudomonas. La caractérisation du bouquet de molécules émises par MFE01 met en évidence une
forte émission de 1-undécène. Un mutant du gène undA, codant l’enzyme de synthèse du 1-undécène,
n’émet plus ce COV et a une capacité réduite à former des biofilms. L’exposition de ce mutant à du 1-
undécène exogène restaure la formation de biofilm. Le 1-undécène serait donc une molécule de
communication intraspécifique chez P. fluorescens MFE01. Le gène undA semble être en opéron avec
le gène rbdA, codant un senseur putatif. Nous formulons l’hypothèse que Rbda serait impliqué dans la
perception du 1-undécène et que la transduction du signal s’effectuerait via la synthèse de di-guanosine
monophosphate cyclique, un messager secondaire connu pour induire la formation de biofilm.
L’étude de la voie de régulation Gac/Rsm, connue pour gouverner le métabolisme et la communication
des Pseudomonas, montre qu’elle module fortement la quantité et le profil de COV émis par MFE01.
Cette voie pilote chez MFE01 l’émission de 1-undécène et l’inhibition aérienne du pathogène humain
Legionella pneumophila ainsi que celle du phytopathogène Phytophtora infestans. L’expression du gène
gacS, codant le senseur principal de la voie Gac/Rsm, serait activée par au moins un COV,
potentiellement le 2-tridecanone et/ou le 2-undecanone.
Abstract
Volatile organic compounds (VOCs), by-products of metabolism emitted by all living organisms, are
volatile under environmental conditions due to their physicochemical properties. In bacteria, especially
those of the genus Pseudomonas, VOCs are mainly studied for their ability to inhibit phytopathogenic
microorganisms. Their role in communication, which is a crucial mechanism for coordinating bacterial
communities during biofilm formation, is understudied.
This research focuses on investigating VOCs emitted by the Pseudomonas fluorescens MFE01 strain
and their implications in its communication. The uncharacterized communications pathways of MFE01
are untypical and does not involve pathways already described in others Pseudomonas.
Characterization of molecules the emitted by MFE01 reveals a huge emission of 1-undecene. A mutant
lacking the undA gene, responsible for 1-undecene synthesis, no longer emits this VOC and exhibits
reduced biofilm formation capabilities. Exposure of this mutant to exogenous 1-undecene restores
biofilm formation, Therefore, 1-undecene seems to be an intraspecific communication molecule in P.
fluorescens MFE01. The undA gene seems to be in an operon with the rbdA gene, encoding a putative
sensor. We hypothesize that Rbda is involved in 1-undecene perception with signal transduction likely
occurring via the synthesis of cyclic di-guanosine monophosphate, a known secondary messenger that
induces biofilm formation.
Additionally, the study of the Gac/Rsm regulatory pathway, a critical regulator of metabolism and
communication in Pseudomonas, demonstrates that it strongly modulates the quantity and profile of
VOCs emitted by MFE01. This pathway governs 1-undecene emission and the aerial inhibition of human
pathogen Legionella pneumophila and phytopathogen Phytophtora infestans by MFE01. At least one
VOC, possibly 2-tridecanone and/or 2-undecanone, may activate the expression of the gacS gene,
which encodes the principal sensor of the Gac/Rsm pathway.
Explοratiοn électrοencéphalοgraphique (EEG) a visée vétérinaire chez le chien et le chat : faisabilité, dévelοppement des prοtοcοles de réalisatiοn et d'interprétatiοn des tracés
Doctorant·e
LYON Elsa
Direction de thèse
BESNARD Stéphane (Directeur·trice de thèse)
ESCRIOU CATHERINE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
09/07/2024 à 14:30
Lieu de la soutenance
VetAgro Sup
Rapporteurs de la thèse
GILBERT CAROLINE Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort
STORCK FANNY VetAgro Sup - Campus vétérinaire de Lyon
Membres du jurys
BESNARD Stéphane,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
BLOT STEPHANE,
,
Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort
ESCRIOU CATHERINE,
Maître de conférences,
VetAgro Sup - Campus vétérinaire de Lyon
GILBERT CAROLINE,
,
Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort
STORCK FANNY,
,
VetAgro Sup - Campus vétérinaire de Lyon
VERMERSCH ANNE-ISABELLE,
,
Hôpital Armand-Trousseau
Résumé
L’objectif de ce travail était d’évaluer la faisabilité de l’EEG chez des chiens et des chats sans sédation, de proposer les premiers abaques pour l’interprétation et de proposer des recommandations pour la pratique de l’EEG de routine en clinique vétérinaire. Une étude préalable sur 6 chiens et 6 chats sains a permis d’obtenir des tracés physiologiques de référence en état de veille, de somnolence, de sommeil et de sommeil paradoxal. Cent cinquante enregistrements EEG avec capteurs de polygraphie ont ensuite été réalisés sur 140 animaux combinés à des protocoles de sensibilisation. L’évaluation de la qualité et de l’interprétabilité des tracés a été faite en comparant les résultats obtenus avec 2 types d’électrodes et leur système de maintien spécifique. Les enregistrements vidéo-EEG ont été réalisés avec succès sans sédation, sauf pour 9 animaux, sur des chiens et de chats de tout gabarit, âge, sexe. La durée médiane des enregistrements EEG était de 40 minutes. Soixante-quinze pour cent des EEG de chiens et 83 % des EEG de chats étaient lisibles pendant plus de 50 % et jusqu’à 100 % de leur durée. La discrimination des états de vigilance à partir de l'analyse des rythmes (éveil, somnolence, sommeil) a été possible dans 99 % des EEG de chiens et 91 % des EEG de chats. Des réponses à la stimulation photique ont été observées dans 11 % des EEG de chiens et 85 % des EEG de chats. L’intérêt médical des enregistrements EEG a été directement informatifs dans 34% des examens : dans 26% des cas, les anomalies EEG étaient associées à des signes cliniques, et dans 8 % des cas, il s'agissait d'anomalies EEG sans symptômes cliniques pendant l'enregistrement. Certaines anomalies ont pu être provoquées.
Nous avons donc mis au point une procédure standardisée de vidéo-EEG sans anesthésie, non invasive chez les chiens et les chats. Les critères techniques et médicaux qualitatifs et quantitatifs ont été évalués et étaient conformes aux recommandations de l'EEG humain. De plus, nous avons démontré sa pertinence et sa précision à des fins diagnostiques, apportant des arguments supplémentaires en faveur de l'utilisation de l'EEG comme test d'exploration fonctionnelle neurologique de première intention.
Abstract
The aim of this work was to assess the feasibility of EEG in dogs and cats without sedation, to propose the first abacuses for interpretation and to offer recommendations for routine EEG practice in veterinary clinics. A preliminary study on 6 healthy dogs and 6 healthy cats provided physiological reference tracings during wakefulness, drowsiness, sleep and REM sleep. One hundred and fifty EEG recordings with polygraph sensors were then made on 140 animals, combined with sensitization protocols. The quality and interpretability of the EEG were assessed by comparing the results obtained with 2 types of electrodes and their specific holding system. Video-EEG recordings were successfully performed without sedation, except for 9 animals, on dogs and cats of all sizes, ages and sexes. The median duration of EEG recordings was 40 minutes. Seventy-five percent of dog EEGs and 83% of cat EEGs were readable for more than 50% and up to 100% of their duration. Discrimination of states of alertness from rhythm analysis (wakefulness, somnolence, sleep) was possible in 99% of dog EEGs and 91% of cat EEGs.
Responses to photic stimulation were observed in 11% of dog EEGs and 85% of cat EEGs. The medical relevance of EEG recordings was directly informative in 34% of examinations: in 26% of cases, EEG abnormalities were associated with clinical signs, , and in 8% of cases, they were EEG abnormalities without clinical symptoms during recording. Some events may have been provoked.
We developed a standardized procedure for anesthesia-free, non-invasive video-EEG in dogs and cats. Qualitative and quantitative technical and medical criteria were evaluated and were in line with human EEG recommendations. In addition, we demonstrated its relevance and accuracy for diagnostic purposes, providing further support for the use of EEG as a first-line neurological functional exploration test.
Ιmplicatiοn des prοtéines EΡAC dans la régulatiοn de l'activité électrique des cardiοmyοcytes
Doctorant·e
BOILEVE Arthur
Direction de thèse
SALLE Laurent (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
05/07/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Salle Jules Horowitz, GIP Cyceron, Bd Henri Becquerel, 14074 Caen
ALEXANDRE Joachim,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
BALSE ELISE,
Maître de conférences HDR,
Sorbonne Université
LEZOUALC'H FRANK,
Directeur de recherche,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
MAGUY ANGE,
Chercheur HDR,
UNIVERSITE BERN SUISSE
PEREIRA LAETITIA,
Maître de conférences,
Université Paris-Saclay
SALLE Laurent,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Les Protéines d’Échange directement Activées par l’AMPc (EPAC) sont des effecteurs majeurs de la voie de l’AMPc. Dans le cardiomyocyte, les protéines EPAC interviennent dans la régulation de nombreuses fonctions cellulaires. Elles participent à la mise en place de processus hypertrophiques et à la régulation de l’homéostasie calcique en contribuant aux mécanismes de fuite de Ca2+ diastolique. Par ailleurs, les protéines EPAC concourent à moduler l’électrophysiologie cardiaque et la question de leur potentiel arythmogène a déjà été soulevée. Néanmoins, leur rôle exact dans la régulation de l’électrophysiologie du cardiomyocyte demeure flou. Dans le cardiomyocyte ventriculaire, l’activation pharmacologique aiguë d’EPAC allonge la durée du Potentiel d’Action (PA) en inhibant des courants K+ repolarisants. La signalisation aboutissant à cet effet était toutefois indéterminée. A l’étage atrial, bien qu’une implication d’EPAC1 était suggérée dans la survenue de fibrillation atriale (FA), les effets d’EPAC sur l’électrophysiologie du cardiomyocyte atrial restaient inconnus.
Ce travail a pu déterminer que les deux isoformes d’EPAC et différentes voies de signalisation, incluant une voie PLC-PKC et une voie NOS-PKG, transduisaient l’effet d’EPAC et aboutissaient à l’inhibition des courants K+ à l’origine de l’allongement de la durée du PA dans le cardiomyocyte ventriculaire. A l’étage atrial, nous avons pu confirmer dans un modèle murin et dans des cardiomyocytes atriaux humains isolés que l’activation d’EPAC allongeait la durée du PA par l’inhibition des courants K+. Dans le cardiomyocyte atrial humain, cet effet était transduit par plusieurs voies de signalisation impliquant la CaMKII d’une part et un axe AMPK-NOS-PKG d’autre part. Par ailleurs, nos résultats montrent qu’EPAC1, l’isoforme majoritaire dans le cœur, est surexprimée dans des fragments auriculaires de patients en FA et semble impliquée dans la survenue d’épisode de fibrillation chez la souris. Finalement, un nouvel inhibiteur non-compétitif d’EPAC1, l’AM-001, corrigeait l’altération des courants K+ dépendante d’EPAC dans les cardiomyocytes humains issus de patients en FA mais pas dans les cellules provenant de patients en rythme sinusal.
Dans son ensemble, ce travail identifie les protéines EPAC comme des modulateurs de l’électrophysiologie du cardiomyocyte. De plus, il suggère l’implication d’EPAC1 dans les mécanismes d’initiation de la FA.
Abstract
Exchange Proteins directly Activated by cAMP (EPAC) act as major effector of cAMP signaling. In cardiomyocyte, EPAC proteins are able to modulate numerous cellular functions. They contribute to hypertrophic processes and Ca2+ handling regulation by the upregulation of diastolic Ca2+ leak mechanisms. Moreover, EPAC proteins are involved in cardiac electrophysiological modulation and their arrhythmogenic potential has already been proposed. However, their exact implication in the cardiomyocyte electrophysiological modulations remains unclear. In ventricular myocyte, acute pharmacological EPAC activation lengthens the Action Potential (AP) by downregulation of K+ repolarizing currents. Nevertheless, the signaling pathways carrying this effect was unknown. In atria, although EPAC1 involvement was suggested in Atrial Fibrillation (AF) occurrence, the impact of EPAC in electrophysiology at the cellular level remained to be determined.
This work has identified that both EPAC isoforms and several signaling axis, including a PLC-PKC pathway and a NOS-PKG pathway, contribute to the EPAC-dependent inhibition of K+ current and consecutive AP lengthening in ventricular cardiomyocyte. In atria, we confirmed in murine model and isolated human atrial cardiomyocyte that EPAC activation lengthens AP by K+ currents downregulation. In human atrial cardiomyocyte, this effect was transduced by different signaling pathways involving CaMKII for one part and an AMPK-NOS-PKG axis for another part. Moreover, our results show that EPAC1, the predominant isoform in the heart, is overexpressed in right auricular appendages from AF patients and seems to be involved in AF occurrence in mouse model. Finally, the new EPAC1 selective non-competitive inhibitor AM-001 corrected the EPAC-induced K+ current alteration in human atrial myocytes from AF patients but not in cells from sinus rhythm patients.
Overall, this work characterizes EPAC proteins as modulators of cardiomyocyte electrophysiology. Moreover, our results suggest that EPAC1 is involved in the AF initiation processes.
Suppressiοn de la virulence et de la résistance aux antibiοtiques de pathοgènes gram-pοsitifs par l'utilisatiοn de peptides lassο naturels et οptimisés
Doctorant·e
BAETZ Benjamin
Direction de thèse
GIRAUD Caroline (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
02/07/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre Jean JACQUET, Bâtiment L, Campus 1, Caen
Rapporteurs de la thèse
BORDI CHRISTOPHE Aix-Marseille université
BROUTIN ISABELLE Directeur de recherche CiTCom - CNRS Université Paris Cité
Membres du jurys
BORDI CHRISTOPHE,
,
Aix-Marseille université
BROUTIN ISABELLE,
Directeur de recherche,
CiTCom - CNRS Université Paris Cité
GIARD Jean-Christophe,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
GIRAUD Caroline,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
HARTKE Axel,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LI YANYAN,
,
Museum Histoire Naturelle
Résumé
On estime que la résistance bactérienne aux antibiotiques a causé plus d’un million de morts en 2019 ; il est donc urgent de trouver de nouvelles molécules et des alternatives de traitement efficaces. La sviceucine et la siamycine I sont deux peptides lasso possédant une activité de resensibilisation à la vancomycine des entérocoques et staphylocoques résistants à cet antibiotique. Notre objectif a été la compréhension en détail de leur mécanisme d’action et l’obtention de premières données sur la relation structure – activité des peptides. Nous avons montré que la sviceucine et la siamycine I réduisent l’expression des gènes de résistance à la vancomycine en ciblant de manière directe l’histidine kinase VanS. L’utilisation de la siamycine I en tant qu’adjuvant à la vancomycine a permis de traiter une infection à VRE dans le modèle animal Galleria mellonella, prouvant ainsi qu’il est possible de resensibiliser les bactéries résistantes à la vancomycine in host. Des variants de la sviceucine ont été produits et certains de ces peptides lasso ont gagné en activité par rapport à la sviceucine, démontrant qu’il est possible de modifier ces peptides pour moduler et améliorer leur activité. Ce travail ouvre ainsi la voie au développement de ces molécules comme inhibiteurs d’histidines kinases.
Abstract
Bacterial resistance to antibiotics is estimated to have caused over a million deaths in 2019, the need to find new molecules and effective treatment alternatives is therefore urgent. Sviceucin and siamycin I are two lasso peptides with vancomycin-resensitizing activity in antibiotic-resistant enterococci and staphylococci. Our aim was to gain a detailed understanding of their mechanism of action and obtain initial data on the peptides' structure-activity relationship. We have shown that sviceucin and siamycin I reduce the expression of vancomycin resistance genes by directly targeting the histidine kinase VanS. The use of siamycin I as an adjuvant to vancomycin enabled the treatment of a VRE infection in the Galleria mellonella animal model, proving that it is possible to resensitize vancomycin-resistant bacteria in host. Variants of sviceucin were produced and some of these lasso peptides gained activities compared to sviceucin, demonstrating that it is possible to modify these peptides to modulate and enhance their activity. This work paves the way for the development of these molecules as histidine kinase inhibitors.
La rhinοpneumοnie équine : caractérisatiοn mοléculaire et cellulaire de l'herpèsvirus équin 4, un mοdèle d'étude pοur l'appοrt de cοnnaissances dans la pathοgénie de la maladie, la survie et l'intégrité du virus ainsi que l'identificatiοn de mοlécules antivirales.
Doctorant·e
NORMAND Camille
Direction de thèse
PRONOST Stephane (Directeur·trice de thèse)
HUE Erika (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
20/06/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Campus 1 - Université de Caen Normandie
Rapporteurs de la thèse
CECCALDI PIERRE-EMMANUEL Université Paris Cité
MARTIN-LATIL SANDRA Docteur ANSES
Membres du jurys
CECCALDI PIERRE-EMMANUEL,
,
Université Paris Cité
HUE Erika,
,
Laboratoire LABÉO
MANET EVELYNE,
,
REVE- CIRI Lyon
MARTIN-LATIL SANDRA,
Docteur,
ANSES
PRONOST Stephane,
Directeur de recherche,
Laboratoire LABÉO
RINCE Alain,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Jusqu’en 1981, l’herpèsvirus équin 4 (HVE-4) et l’HVE-1, responsables de la rhinopneumonie, étaient considérés comme deux sous-types d’un même virus. Il a depuis été démontré que l’HVE-4 était très peu impliqué dans les avortements et son implication dans la forme nerveuse de la maladie n’est pas démontrée à ce jour. C’est probablement la raison qui fait que ce virus est moins étudié que l’HVE-1. Ce travail de thèse a porté sur trois aspects importants de la rhinopneumonie chez le cheval afin d’apporter de la connaissance sur l’HVE-4 et d’évaluer l’intérêt d’utiliser ce virus comme modèle. Nous avons pu démontrer en comparant deux épizooties dans deux haras au profil vaccinal différents et en mesurant l’excrétion d’HVE-4 et la virémie par qPCR, l’apparition de séroconversions, l’intérêt de la vaccination. Si la contamination se fait essentiellement par contact, l’impact de la survie du virus dans l’environnement doit être étudiée. Nous avons montré que l’HVE-4 pouvait survivre au moins 28 jours à 4°C dans l’eau mais également sur différentes surfaces. Nous avons aussi développé une méthode d’integrity-PCR pour différencier les virus infectieux des virus non infectieux. Enfin, nous avons criblé un nombre de molécules importants par RTCA et démontré l’efficacité de plusieurs d’entre elles dont la décitabine pour laquelle nous avons réalisé une étude préliminaire du mode d’action par une analyse transcriptomique.
Abstract
Until 1981, equine herpesvirus 4 (EHV-4) and EHV-1, which cause rhinopneumonitis, were considered to be two subtypes of the same virus. Since then, it has been shown that EHV-4 is only marginally involved in abortions, and its involvement in the nervous form of the disease has not yet been demonstrated. This is probably why this virus is less studied than HVE-1. This thesis focused on three important aspects of rhinopneumonitis in horses in order to gain a better understanding of EHV 4 and to assess the value of using this virus as a model. By comparing two epizootics at two stud farms with different vaccination profiles and measuring EHV-4 excretion and viremia by qPCR, we were able to demonstrate the benefits of vaccination and the appearance of seroconversions. Although contamination occurs mainly through contact, the impact of the virus's survival in the environment needs to be studied. We have shown that EHV-4 can survive for at least 28 days at 4 °C in water and on various surfaces. We have also developed an integrity-PCR method to differentiate between infectious and non-infectious viruses. Finally, we have screened a number of compounds using RTCA and demonstrated the efficacy of several of them, including decitabine, for which we have carried out a preliminary study of the mode of action using transcriptomic analysis.
Structuratiοn des cοmmunautés végétales de marais οligοhalins en répοnse aux variatiοns des gradients d'inοndatiοn et de salinité en estuaire de Seine.
Doctorant·e
NEUPERT Markus
Direction de thèse
SALIOU ESTELLE (Directeur·trice de thèse)
AUBERT MICHAEL (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
05/06/2024 à 09:00
Lieu de la soutenance
Amphi CURIB, Bâtiment CURIB, UFR Sciences et Techniques, Université de Rouen, Place Emile Blondel, 76821 Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
COMBROUX ISABELLE Université de Strasbourg
TABACCHI ERIC Inp (Toulouse)
Membres du jurys
AUBERT MICHAEL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
BENOT MARIE-LISE,
,
Universite de Bordeaux
CLEMENT JEAN-CHRISTOPHE,
,
Université Savoie Mont Blanc
COMBROUX ISABELLE,
,
Université de Strasbourg
GREULICH SABINE,
,
Universite de Tours
SALIOU ESTELLE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
TABACCHI ERIC,
,
Inp (Toulouse)
Résumé
À l’échelle mondiale, les activités humaines émettrices de gaz à effet de serre sont en train de modifier le fonctionnement climatique de la planète.
Les zones humides côtières sont identifiées comme des milieux très vulnérables aux effets liés au changement climatique, notamment le rehaussement
du niveau marin, l’acidification de l’océan, l’augmentation des températures et la modification de la distribution des précipitations. Dans ce contexte,
les gradients d’inondation et de salinité des estuaires et de leurs milieux humides sont alors susceptibles de changer dans le temps et l’espace, avec des
conséquences sur les paramètres édaphiques, la composition des communautés du vivant à tous les niveaux d’organisation, et les services écosystémiques
qui en dépendent.
Ces modifications des conditions écologiques locales en milieu estuarien risquent d’être accélérées et amplifiées dans le cas où l’augmentation
du niveau de la mer entraine la destruction des infrastructures de restriction tidale (digues etc.), en reconnectant subitement des milieux jusqu’alors
déconnectés du régime hydrique de l’estuaire. Cette reconnexion soudaine aurait pour conséquence une modification des facteurs structurants de ces
milieux. À la suite de cela, les habitats actuels risquent de subir une transformation importante. Dans un cadre de prévention et de mitigation des effets
du changement climatique, l’opposition d’une reconnexion subite de milieux déconnectés et d’une modification progressive des gradients abiotiques des
milieux connectés, suscite des interrogations quant au devenir et au fonctionnement de ces écosystèmes, ainsi qu’aux choix de gestion environnementale
que nous serons amenés à faire.
La première partie de ce manuscrit est consacrée à l'étude de la végétation de l'estuaire aval de la Seine, qui présente des secteurs aux conditions
hydriques contrastés, avec une digue insubmersible qui déconnecte la rive nord du régime tidal de l'estuaire et une rive sud connectée. L'étude de leurs
sols et de leur végétation a mis en évidence le lien fort entre les gradients environnementaux et la structuration des communautés végétales, et la relation
entre l'utilisation des terres et les stratégies de vie des communautés.
La deuxième partie étudie la réponse des communautés végétales et des individus à un changement de contraintes d'inondation et de salinité. Le
premier point est abordé via une expérimentation de transplantation réciproque de communautés le long des gradients environnementaux de l'estuaire
de la Seine, et met en évidence leur réponse qui peut être très rapide en cas de changement important des contraintes. Le deuxième point, consacré à la
réponse des individus, a été étudié grâce à une expérimentation en conditions contrôlées, avec le développement d'une méthode de suivi de croissance
non-destructif par photographie, et la mesure de traits fonctionnels liés à l'allocation de ressources. Cette étude a notamment permis de mettre en évidence
la variation de traits intraspecifique de trois espèces de plantes de prairies humides.
Abstract
On a global scale, human activities emitting greenhouse gases are changing the way the planet's climate functions. Coastal wetlands have been identified
as highly vulnerable to the effects of climate change, including rising sea levels, ocean acidification, increased temperatures and changes in rainfall distribution.
In this context, the inundation and salinity gradients of estuaries and their wetlands are likely to change in time and space, with consequences for
edaphic parameters, the composition of living communities at all levels of organisation, and the ecosystem services that depend on them.
These changes to local ecological conditions in estuarine environments are likely to be accelerated and amplified if rising sea levels lead to the destruction
of tidal restriction infrastructures (dykes, etc.), suddenly reconnecting environments that were previously disconnected from the estuary's water
regime. This sudden reconnection would result in a change in the factors structuring these environments. As a result, current habitats are likely to undergo
significant transformation. In the context of preventing and mitigating the effects of climate change, the contrast between a sudden reconnection of
disconnected environments and a gradual change in the abiotic gradients of connected environments raises questions about the future and functioning
of these ecosystems, as well as the environmental management choices we will have to make.
The first part of this manuscript is devoted to the study of the vegetation of the lower estuary of the Seine, which has sectors with contrasting water
conditions, with an unsinkable dyke that disconnects the north bank from the tidal regime of the estuary and a connected south bank. The study of their
soils and vegetation has highlighted the strong link between environmental gradients and the structuring of plant communities, and the relationship
between land use and community life strategies.
The second part studies the response of plant communities and individuals to a change in flooding and salinity constraints. The first point is
addressed by means of an experiment involving the reciprocal transplantation of communities along environmental gradients in the Seine estuary, and
highlights their response, which can be very rapid in the event of a major change in constraints. The second point, devoted to the response of individuals,
was studied through experimentation under controlled conditions, with the development of a non-destructive growth monitoring method using photography,
and the measurement of functional traits linked to resource allocation. In particular, the study highlighted the variation in intraspecific traits in
three species of wet grassland plants.
Ρréservatiοn de la fertilité par cοngélatiοn du tissu testiculeaire chez les garçοns prépubères atteints de cancer : Ιmpact de la cοngélatiοn, des traitements reçus et détectiοn de la maladie résiduelle au sein du tissu testiculaire préservé.
Doctorant·e
RIVES Aurelie
Direction de thèse
RONDANINO CHRISTINE (Directeur·trice de thèse)
DUMONT Ludovic (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
04/06/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé -Amphithéâtre Curib 76000 Rouen
ACHOUR-CHNEIWEISS NELLY,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
DUMONT Ludovic,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
RONDANINO CHRISTINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
ROUILLER FABRE VIRGINIE,
,
Université Paris Cité
SIBERT LOUIS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
WYNS CHRISTINE,
,
LOUVAINS
Résumé
La préservation de la fertilité via la congélation de tissu testiculaire apparait comme une stratégie essentielle pour les jeunes patients prépubères atteints d’un cancer, confrontés à des traitements à risque gonadotoxique. Cette importance est renforcée par les progrès en diagnostic et traitement des cancers pédiatriques, améliorant les taux de survie mais soulevant la question de l'infertilité future. En France, la législation en vigueur, actualisée en 2021, soutient la conservation du tissu germinal pour les patients risquant une altération de leur fertilité due à des traitements médicaux.
Notre étude, menée auprès de 87 garçons prépubères atteints d’un cancer, a exploré l'efficacité d'un protocole de congélation lente sans seeding en terme de préservation du tissu testiculaire. Nous avons révélé une conservation satisfaisante de l’architecture des tubes séminifères et la structure tissulaire après décongélation. Par ailleurs, l’exposition préalable à un traitement chimiothérapeutique a mis en évidence une diminution notable des spermatogonies en réponse aux agents alkylants, plus marquée en combinaison avec la vincristine, suggérant une potentialisation de la toxicité gonadique des agents alkylants par la vincristine. Nous avons également démontré, pour la première fois, la détection de la maladie résiduelle minimale (MRD) au sein du tissu testiculaire décongelé par analyse en biologie moléculaire chez des patients atteints de leucémie aiguë, préalablement à une allogreffe de cellules souches hématopoïétiques.
Ces résultats ouvrent des perspectives pour la gestion de la fertilité chez les patients guéris de cancer, notamment en anticipant les discussions sur les options de restauration de la fertilité à partir du tissu testiculaire conservé. De futures explorations des sous-populations de spermatogonies apporteraient des informations complémentaires afin de cibler au mieux l’indication de préservation de la fertilité.
Abstract
Fertility preservation through the freezing of testicular tissue emerges as a crucial strategy for young prepubertal patients with cancer, facing potentially gonadotoxic treatments. The significance of this approach is underscored by advances in the diagnosis and treatment of pediatric cancers, which improve long-term survival rates but raise concerns about future infertility. In France, legislation updated in 2021 supports the preservation of germinal tissue for those at risk of fertility impairment due to medical treatments.
Our study, involving 87 prepubertal boys with cancer, explored the efficacy of a slow-freezing protocol without seeding on the preservation of testicular tissue. We revealed satisfactory conservation of tissue structure post-thawing. Furthermore, the impact of chemotherapy treatments highlighted a notable decrease in spermatogonia in response to alkylating agents, more pronounced when combined with vincristine, suggesting a cumulative deleterious effect. For the first time, we have also demonstrated the detection of minimal residual disease (MRD) in thawed testicular tissue by molecular biology in patients with acute leukemia, prior to a stem cell transplant.
These findings open perspectives for fertility management in cancer survivors, particularly by anticipating discussions on fertility restoration options from preserved testicular tissue. Future explorations of spermatogonia subpopulations would provide additional insights to better target fertility preservation indications.
Ρrοpriétés Diélectriques des Μatériaux Biοsοurcés
Doctorant·e
LECOUBLET Morgan
Direction de thèse
LEBLANC NATHALIE (Directeur·trice de thèse)
KOUBAA AHMED (Co-directeur·trice de thèse)
RAGOUBI MOHAMED (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
04/06/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
UQAT Rouyn-Noranda
Rapporteurs de la thèse
ALIX SEBASTIEN Université de Reims Champagne Ardenne
GUESSASMA SOFIANE Centre Régional de l'Inrae Angers-Nantes Pays de la Loire
Membres du jurys
ALIX SEBASTIEN,
,
Université de Reims Champagne Ardenne
BRAGHIROLI FLAVIA,
,
Université du Quebec (Canada)
GUESSASMA SOFIANE,
,
Centre Régional de l'Inrae Angers-Nantes Pays de la Loire
KOUBAA AHMED,
,
Université du Quebec (Canada)
LEBLANC NATHALIE,
,
UniLaSalle
NECULITA CARMEN MIHAELA,
,
Université du Quebec (Canada)
RAGOUBI MOHAMED,
,
UniLaSalle
Résumé
Dans un contexte de développement durable et de sensibilisation du public envers les problématiques environnementales, les polymères biosourcés représentent une niche d’avenir dans le secteur industriel avec une forte dynamique de croissance. C’est un contexte favorable au développement de nouvelles structures biosourcées et/ou biodégradables adaptées à de nombreuses applications diélectriques, mais de nombreuses limitations existent encore pour bénéficier pleinement des performances diélectriques des polymères biosourcés. Cette thèse s’intègre dans cette logique de promotion des matériaux biosourcés dans le domaine diélectrique en proposant une étude avancée des propriétés multiphysiques, notamment diélectriques, des polymères biosourcés pour identifier les applications dans les domaines diélectriques adaptées pour de tels matériaux. Dans la première phase de la thèse, une étude de la littérature avancée nous a permis d’identifier trois polymères biosourcés avec un fort potentiel pour le domaine diélectrique, à savoir l’acide polylactique (PLA), le polyhydroxybutyrate-co-valérate (PHBV) et l’acétate de cellulose (CA). Leurs performances diélectriques étaient similaires à certains polymères synthétiques conventionnels utilisés dans le domaine de l’isolation électrique comme le polyéthylène, le polypropylène et la résine époxy. De plus, l’analyse de la littérature nous a permis d’identifier trois stratégies permettant de favoriser davantage l’intégration de polymères biosourcés dans le domaine de l’isolation électrique, à savoir la création de mélanges polymériques, la création de bio(nano)composites à base de charges cellulosiques et de l’utilisation de nouvelles techniques de mise en œuvre comme l’impression 3D. La deuxième phase de la thèse propose l’utilisation combinée de la création de mélanges polymériques et de l’impression 3D pour une application en isolation électrique. Les résultats préliminaires ont démontré que les mélanges de PLA:CA étaient les plus prometteurs pour la suite du projet, et sont donc choisis pour l’étape d’impression 3D. L’ajout de CA a amélioré la stabilité mécanique du PLA lorsque ce dernier est en état caoutchoutique, mais diminue également légèrement la capacité d’isolation électrique du PLA. Une étape d’optimisation via un plan de Taguchi a permis la fabrication de mélanges polymériques imprimés en 3D présentant une rigidité mécanique et de capacité d’isolation électrique comparable au polyéthylène basse densité. La dernière phase de la thèse propose de combiner l’utilisation de bio(nano)composites à base de cellulose et d’impression 3D pour l’obtention de matériaux à base de PLA imprimés en 3D pour une application en isolation électrique. Deux charges différentes ont été utilisées et comparées : les microcristaux de cellulose et les nanocristaux de cellulose. Les résultats ont montré que l’ajout de charges cellulosiques améliorait la rigidité mécanique des matériaux, mais diminuait également légèrement leur capacité d’isolation électrique. Une étape d’optimisation via un plan factoriel a permis de produire des biocomposites à renfort de cellulose avec des propriétés mécaniques supérieures au polypropylène, tout en présentant des propriétés d’isolation électrique comparables. Cette thèse propose ainsi des alternatives biosourcées, voire compostables au polyéthylène et polypropylène dans les domaines d’isolation électrique, grâce à l’utilisation combinée de différentes stratégies faciles à appliquer à l’échelle industrielle, démarche s’inscrivant dans le développement durable.
Abstract
In a context of sustainable development and public awareness of environmental issues, biobased polymers represent a promising niche in the industrial sector, with a strong growth potential. This is a favorable context for the development of new biobased and/or biodegradable structures suitable for a wide range of dielectric applications, but many limitations still exist to fully benefit from the dielectric performance of biobased polymers. This thesis is part of a broader effort to promote the use of biobased materials in the dielectric field, proposing an advanced study of the multiphysical properties, particularly dielectric properties, of biobased polymers to identify applications in dielectric fields suitable for such materials. In the first phase of the thesis, an advanced literature review identified three biobased polymers with high potential for the dielectric field, i.e. polylactic acid (PLA), polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) and cellulose acetate (CA). Their dielectric performance were comparable to conventional synthetic polymers used in electrical insulation, such as polyethylene, polypropylene and epoxy resin. In addition, the literature review also identified three potential strategies to encourage the use of bio-based polymers in electrical insulation, i.e. the development of polymer blends, the creation of bio(nano)composites based on cellulosic fillers, and the use of new processing techniques such as 3D printing. The second phase of the thesis proposes the creation of polymer blends and 3D printing to obtain 3D-printed PLA-based materials for application in electrical insulation. Preliminary results showed that PLA : CA blends were the most promising for the continuation of the project and were therefore chosen for the 3D printing step. The addition of CA improved the mechanical stability of PLA in a rubbery state, but also slightly reduced their electrical insulation capacity. An optimization step using a Taguchi design resulted in 3D-printed polymer blends samples with mechanical rigidity and electrical insulation capacity comparable to low-density polyethylene. The final phase of the thesis proposes to combine the use of cellulose-based bio(nano)composites and 3D printing to obtain PLA-based materials for application in electrical insulation. Two different fillers were used and compared: cellulose microcrystals (MCC) and cellulose nanocrystals (NCC). The results showed that the addition of cellulose fillers improved the mechanical rigidity of the materials, but also slightly reduced their electrical insulation capacity. A factorial design optimization step produced cellulose-reinforced biocomposites with superior mechanical properties to polypropylene, while offering comparable electrical insulation properties. This thesis therefore proposes biobased and even compostable alternatives to polyethylene and polypropylene in the electrical insulation field, through the combined use of different strategies easily applicable on an industrial scale, in line with a sustainable development approach.
Οptimisatiοn de la spermatοgenèse in vitrο chez la sοuris prépubère : rôle majeur des cellules sοmatiques testiculaires et de la stérοïdοgenèse
Doctorant·e
MOUTARD Laura
Direction de thèse
RONDANINO CHRISTINE (Directeur·trice de thèse)
DUMONT Ludovic (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
03/06/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Sciences et Techniques Amphi CURIB
Rapporteurs de la thèse
NEF SERGE Université de Geneve (SUISSE)
WYNS CHRISTINE LOUVAINS
Membres du jurys
BRUGNON FLORENCE,
,
Universite Clermont Auvergne Clermont Auvergne
DELALANDE LECAPITAINE CHRISTELLE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
DUMONT Ludovic,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GUERQUIN MARIE-JUSTINE,
,
Université Paris Cité
NEF SERGE,
,
Université de Geneve (SUISSE)
RIVES NATHALIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
RONDANINO CHRISTINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
WYNS CHRISTINE,
,
LOUVAINS
Résumé
La prise en charge des enfants dans le cadre des effets indésirables liés au traitement du cancer constitue un enjeu majeur de santé publique. Les traitements du cancer ayant une toxicité reconnue sur les gonades, des procédures de préservation de la fertilité se mettent en place. Chez le garçon prépubère, le prélèvement du tissu testiculaire suivi de sa congélation est proposé. Après décongélation, le tissu testiculaire pourrait être maturé in vitro ou in vivo afin de produire des spermatozoïdes utilisables en Assistance Médicale à la Procréation. La maturation in vitro pourrait être proposée aux patients présentant une localisation testiculaire de cellules tumorales résiduelles. Cependant, la production de spermatozoïdes in vitro reste un événement rare dans le modèle murin. Ce protocole ne peut donc pas être transposé en clinique à l’heure actuelle. Notre première étude fait état d'une maturation partielle des cellules de Leydig, d'une activité stéroïdogène perturbée et d'un excès d’œstrogènes dans les tissus maturés in vitro alors que la seconde démontre la maturation des cellules de Sertoli in vitro. Une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires au sein des tissus en culture était nécessaire afin de pouvoir adapter le milieu de culture et optimiser le rendement de la spermatogenèse in vitro. Nous avons donc utilisé une nouvelle approche multiomique alliant single nuclei RNA-seq et single nuclei ATAC-seq permettant d’établir de manière simultanée le profil d'expression génique et de la chromatine ouverte d'une
même cellule. Avant de pouvoir envisager une application clinique, il est indispensable de poursuivre ces travaux par une optimisation des différentes étapes de la spermatogenèse, séparément la mitose, méiose et spermiogenèse en déterminant quels facteurs sont essentiels lors de ces étapes, afin de développer un protocole
de culture séquentielle.
Abstract
Treating children for adverse effects related to cancer treatment is a major public health issue. As cancer treatments are known to have a toxic effect on the gonads, fertility preservation procedures are being introduced. In prepubertal boys, testicular tissue sampling followed by freezing is suggested. After thawing, testicular tissue can be matured in vitro or in vivo to produce sperm for assisted reproduction. In vitro maturation could be proposed to patients with testicular localization of residual tumor cells. However, in vitro sperm production remains a rare event in the mouse model. This protocol cannot therefore be transposed to the clinic at present. Our first study shows partial maturation of Leydig cells, disturbed steroidogenic activity, and excess estrogen in in vitro matured tissue, while the second demonstrates maturation of Sertoli cells in vitro. A better understanding of the molecular mechanisms within cultured tissues was needed to adapt the culture medium and optimize spermatogenesis yields in vitro. We therefore used a new multiomics approach combining single nuclei RNA-seq and single nuclei ATAC-seq to simultaneously profile gene expression and open chromatin in the same cell. Before any clinical application can be envisaged, it is essential to continue this work by optimizing the various stages of spermatogenesis, separately mitosis, meiosis and spermiogenesis, by determining which factors are essential during these stages, to develop a sequential culture protocol.
Etude de la régulatiοn du métabοlisme des bêta-glucοsides chez les entérοcοques d'interêt clinique
Doctorant·e
SOUSSAN Diane
Direction de thèse
MULLER-PUJOL Cecile (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
30/05/2024 à 13:30
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre JACQUET
Rapporteurs de la thèse
GILLET REYNALD Université de Rennes
SERROR PASCALE AgroParisTech
Membres du jurys
CALDELARI ISABELLE,
Maître de conférences HDR,
Université de Strasbourg
GIARD Jean-Christophe,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
GILLET REYNALD,
,
Université de Rennes
MULLER-PUJOL Cecile,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
SAUVAGEOT Nicolas,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
SERROR PASCALE,
,
AgroParisTech
Résumé
Enterococcus faecalis est une bactérie commensale, à l’origine d’infections opportunistes chez les hôtes sensibles et dans les hôpitaux, associées à une résistance aux antibiotiques. Lors de la colonisation, le métabolisme est fortement induit chez E. faecalis V19 : nous nous sommes donc intéressés au métabolisme du β-glucoside N-acétylglucosamine qui est régulé par un opéron constitué de deux gènes : nagY et nagE. Ces gènes codent respectivement un antiterminateur (NagY) et une enzyme EIICBA du PTSNAG (NagE). NagY est capable de lier une séquence RAT (Ribonucleic AntiTerminator) localisée dans la région non traduite en 5’ de son propre transcrit, et d’induire l’expression des gènes nagY et nagE via la formation d’une boucle d’antiterminaison. Cet opéron est également régulé par la RNase III, qui collabore avec l’antiterminateur et clive le terminateur au niveau de la séquence RAT. NagY est également capable de moduler l’expression du gène hylA, qui code une hyaluronidase impliquée dans la virulence en modèle Galleria mellonella, la formation de biofilm et la dégradation des glycosaminoglycanes, macromolécule retrouvée dans la matrice extracellulaire de l’hôte. La régulation médiée par NagY peut être élargi à une vingtaine de protéines impliquées dans le transport ou le métabolisme, la régulation, la réponse au stress et la virulence ainsi que d’autres mécanismes, soulignant le lien entre le métabolisme et la virulence. Des spécificités concernant ces différents acteurs existent suivant les entérocoques et les souches d’E. faecalis au niveau phylogénique, mais aussi au niveau de l’environnement génomique, notamment chez la souche OG1RF, ouvrant d’intéressantes perspectives.
Abstract
Enterococcus faecalis is a commensal bacterium that causes opportunistic infections in susceptible hosts and in hospitals, associated with antibiotic resistance. During colonization, since metabolism is strongly induced in E. faecalis V19, we were interested in the metabolism of the N-acetylglucosamine β-glucoside, which is dependent of an operon consisting of two genes: nagY and nagE. These genes respectively encode an antiterminator (NagY) and a EIICBA enzyme (NagE). NagY is able to bind a RAT (Ribonucleic AntiTerminator) sequence located in the 5' untranslated region of its own transcript and induces expression of the nagY and nagE genes via the formation of an antitermination loop. This operon is also regulated by the RNase III, which collaborates with the antiterminator and cleaves the terminator at the RAT sequence level. NagY is also able to regulate expression of the hylA gene, which encodes a hyaluronidase involved in virulence in the Galleria mellonella model, biofilm formation and degradation of glycosaminoglycans, a macromolecule found in the host's extracellular matrix. NagY-mediated regulation can be extended to about twenty proteins involved in transport or metabolism, regulation, stress response and virulence, as well as other mechanisms, underlining the link between metabolism and virulence. Specificities exist between enterococci and E. faecalis strains at the phylogenetic level, but also at the genomic environment level, notably in the OG1RF strain, opening up interesting prospects.
Ιmmunité Végétale: Rôle du piège extracellulaire de racine de deux Fabacées dans les interactiοns entre l'apex racinaire et les micrοοrganismes.
Doctorant·e
GAUDRY Alexia
Direction de thèse
DRIOUICH AZEDDINE (Directeur·trice de thèse)
PAWLAK ANNE-BARBARA (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
23/05/2024 à 10:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie - Amphithéâtre Bâtiment CURIB, 25 Rue Lucien Tesnière, 76130 Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
CARPIN SABINE Université d'Orléans
HILBERT JEAN-LOUIS UNIVERSITE LILLE 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
Membres du jurys
ATTARD AGNES,
,
UNIVERSITE NICE SOPHIA ANTIPOLIS
CARPIN SABINE,
,
Université d'Orléans
DRIOUICH AZEDDINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
HILBERT JEAN-LOUIS,
,
UNIVERSITE LILLE 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
PAWLAK ANNE-BARBARA,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
VICRE-GIBOUIN MAITE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
Les cellules de la coiffe racinaire et les cellules bordantes et apparentées (AC-DC) libèrent un mucilage principalement composé de glycopolymères, mais également d’ADN extracellulaire. Cette matrice mucilagineuse associée aux AC-DC forme une structure dense, connue sous le nom de piège extracellulaire de racine ou RET, qui entoure l'apex racinaire. Dans cette étude nous avons caractérisé la composition du RET du soja (Glycine max) et du pois (Pisum sativum) par immunomarquages de surface et par chromatographie gazeuse. Les résultats ont montré que les polysaccharides majoritairement présents dans le RET sont les pectines, en majorité des RG-I très ramifiés, et les xyloglucanes. Les zones de l’apex racinaire et d’élongation, et le RET ont une composition différente, ce qui suggère une spécificité des tissus, capable d’assurer des fonctions particulières, notamment dans les interactions entre la racine et les microorganismes. Par la suite, nous avons étudié l’effet du RET du soja et du pois sur le comportement de deux bactéries, Pseudomonas fluorescens et Bacillus subtilis, ainsi que sur les zoospores d’un oomycète, Phytophthora parasitica. Pour ce faire, des tests de confrontation ont été menés, puis chaque microorganisme a été suivi à l'aide d'un logiciel d’imagerie et son déplacement a été caractérisé. Ainsi, les observations au microscope ont notamment révélé que les bactéries sont filtrées par le RET, alors que les zoospores ne le sont pas. Toutefois, lorsque les microorganismes pénètrent le réseau mucilagineux, ils présentent une mobilité très fortement affectée, par rapport à ceux restant à l'extérieur du RET. A l’intérieur du réseau, les vitesses de déplacement sont considérablement réduites, d’un facteur trois pour les bactéries et d’un facteur quatre pour les zoospores, avec des trajectoires très fortement altérées. Ces résultats indiquent que le RET du soja et du pois entrave le déplacement des microorganismes et, par conséquent, leur migration vers la racine. Enfin, nous avons tenté de déconstruire le RET via l’utilisation d’enzymes hydrolytiques et suivi les changements par imagerie et par chromatographie d’exclusion stérique. Les résultats ont révélé que le RET était particulièrement résistant aux différents traitements enzymatiques, ce qui est très probablement dû à la composition et l’organisation des polymères dans le RET.
Abstract
Root cap cells and root associated, cap-derived cells (AC-DC) release a dense mucilage composed mainly of glycopolymers, and extracellular DNA. This mucilaginous matrix associated with the AC-DC forms a complex structure, known as the Root Extracellular Trap (RET), which surrounds the root tip. In this study we characterized the composition of the RET of soybean (Glycine max) and pea (Pisum sativum) by using immunocytochemistry and gas chromatography. The results showed that the polysaccharides predominantly present in the RET are pectins, mainly highly branched RG-I, and xyloglucans. The root elongation and meristematic zones and the RET exhibit different composition, which suggests a specificity of the tissues, able to ensuring specific functions, particularly in the interactions between the root and soil microorganisms. Then, we studied the effect of RET from soybean and pea on the behaviour of two bacteria, Pseudomonas fluorescens and Bacillus subtilis, and on the zoospores of an oomycete, Phytophthora parasitica. To this end, comparison tests were carried out, then microorganisms were tracked using imaging software and their movements were characterized. Microscopic observations revealed that bacteria are seived by the RET, while zoospores are not. However, when the microorganisms penetrate the mucilaginous network, their mobility is greatly affected compared with those remaining outside the RET. Within the RET, the speeds are considerably reduced, by a factor of three for bacteria and a factor of four for zoospores, with very strongly altered trajectories. These results indicate that the RET of soybean and pea hinders the movement of microorganisms and, consequently, their migration towards the root. Finally, we attempted to deconstruct the RET using hydrolytic enzymes (i.e. glycosidases and DNase) and monitored the changes using imaging and steric exclusion chromatography. The data revealed that the RET was particularly resistant to the various enzymatic treatments, which is most likely due to the composition and complex organization of the polymers within the RET.
Etude des interactiοns fοnctiοnnelles entre le récepteur AΤ1 de l'angiοtensine ΙΙ et le récepteur UΤ de l'urοtensine ΙΙ
Doctorant·e
PREVOST Lucie
Direction de thèse
GANDOLFO PIERRICK (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
22/05/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie 25 rue Lucien Tesnière 76130 Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
LECAT SANDRA Université de Strasbourg
MENDRE CHRISTIANE Université de Montpellier
Membres du jurys
CASTEL-GANDOLFO HELENE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GANDOLFO PIERRICK,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LECAT SANDRA,
,
Université de Strasbourg
LEDUC RICHARD,
,
Université de Sherbrooke (Canada)
MENDRE CHRISTIANE,
,
Université de Montpellier
PREZEAU LAURENT,
,
Université de Montpellier
Résumé
Les glioblastomes sont des tumeurs cérébrales agressives caractérisées par des zones hypoxiques et un réseau vasculaire anormal. Une récidive post-traitement quasi-systématique est observée avec une médiane de survie de 15 mois seulement. Dans ce contexte, les peptides vasoactifs et leurs récepteurs couplés aux protéines G (GPCR), connus pour leur implication dans les processus tumorigéniques, e.g. angiogenèse et invasion, constituent des cibles thérapeutiques intéressantes. Répondant à ces critères, l’angiotensine II (AngII) et l’urotensine II (UII) sont les ligands endogènes des GPCR AT1 et UT respectivement, qui sont surexprimés dans les glioblastomes. A l’aide d’un modèle de cellules HEK-293 exprimant AT1 et/ou UT, nous avons montré que la promiscuité d’AT1 et d’UT modifie leur profil fonctionnel. Par exemple, la présence d’AT1 potentialise l’effet chémoattractant de l’UII et inversement. Afin de mieux comprendre ces variations de profil fonctionnel, nous avons étudié la modulation de la voie Gq/PLC/Ca2+ commune aux deux récepteurs. Un prétraitement des cellules co-exprimant AT1+UT avec l’UII, provoque une diminution dose-dépendante de la mobilisation calcique relayée par le couple AngII/AT1. Le biais de signalisation d’AT1 relayée par UII/UT a également été observé lorsque les cellules sont prétraitées avec l’urotensine-II related peptide (URP, un paralogue de l’UII) et des agonistes biaisés de l'UT ([Orn8]UII, [Orn5]URP et urantide). L’effet inhibiteur induit par UII/UT est i) réduit lorsque les cellules expriment une forme d’UT tronquée en position C-terminale, incapable de s'internaliser et ii) abolit lorsque les cellules expriment une forme mutée UT-ERY, incapable de recruter les protéines G. Enfin, l'incubation de cellules co-exprimant AT1+UT avec l’UII entraîne une co-internalisation des deux GPCR tandis qu'un traitement avec l’AngII provoque l’internalisation d'AT1 seulement. En conclusion, nos résultats indiquent que les hétérodimères AT1/UT présentent un profil fonctionnel spécifique potentiellement impliqué dans les fonctions cellulaires intégratives.
Abstract
Glioblastoma are the most common and aggressive brain tumors characterized by hypoxic areas and a dense/tortuous vascular network. Their prognosis is poor with a median survival limited to 15 months. In this context, vasoactive neuropeptidergic systems and their G-protein coupled receptors (GPCRs), known for their involvement in tumorigenesis (e.g. angiogenesis and invasion), are promising therapeutic targets. Angiotensin II (AngII) and urotensin II (UII) are endogenous ligands of the GPCRs AT1 and UT, respectively, both overexpressed in glioblastomas. By using HEK-293 cells expressing AT1 and/or UT, our data showed that cell growth, adhesion and migration were modulated when cells co-expressed AT1+UT. In particular, the presence of AT1 potentiated UII-induced cell migration, and conversely. By using a calcium assay, we found that preincubation of cells co-expressing AT1+UT with UII provoked a potent and dose-dependent decrease in AngII-induced calcium mobilization. The AT1 bias signaling mediated by UT was also observed when cells were pretreated with U-II related peptide (URP, an UII paralogue) and UT biased agonists ([Orn8]UII, [Orn5]URP and urantide). This inhibitory effect evoked by UII/UT was i) reduced when cells expressed a C-terminally truncated UT form unable to internalize and ii) abolished when cells expressed an ERY-mutated UT form unable to recruit G-proteins. Finally, incubation of cells co-expressing AT1+UT with UII led to a co-internalization of both receptors whereas a treatment with AngII only provoked AT1 internalization. Altogether, our results suggest that AT1/UT heterodimers exhibit a specific functional profile putatively involved in integrative cell functions.
Stimulatiοn permanente du système de cοnductiοn cardiaque : faisabilité, impact électrοmécanique et applicatiοns cliniques hοrs du champ de la resynchrοnisatiοn cardiaque.
Doctorant·e
CHAUMONT Corentin
Direction de thèse
ANSELME Frederic (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
22/05/2024 à 14:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen
Rapporteurs de la thèse
LELLOUCHE NICOLAS UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
MABO PHILIPPE Université de Rennes
Membres du jurys
ANSELME Frederic,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CHAMP-RIGOT LAURE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LELLOUCHE NICOLAS,
,
UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
MABO PHILIPPE,
,
Université de Rennes
MARQUIE CHRISTELLE,
,
Résumé
La stimulation ventriculaire droite conventionnelle induit une désynchronisation inter et intraventriculaire gauche, majorant le risque d’insuffisance cardiaque au long cours. Les techniques de stimulation permanente du système de conduction, stimulation Hisienne ou stimulation de l’aire de la branche gauche (SABG), visent à préserver une activation ventriculaire physiologique. Nous avons démontré la faisabilité et la sécurité de la stimulation du système de conduction dans des centres débutant leur expérience avec ces techniques. Une enquête menée à l’échelle nationale a permis de confirmer une diminution de l’utilisation de la stimulation Hisienne aux dépens de la SABG. Nous nous sommes intéressés à l’impact électromécanique et avons démontré que la SABG permettait un maintien de la synchronisation inter et intraventriculaire gauche chez les patients ayant des QRS spontanés fins. En cas d’arythmie atriale non contrôlée, la stimulation Hisienne combinée à l’ablation du nœud atrio-ventriculaire (NAV) était faisable et efficace, mais associée à des difficultés techniques. Dans une seconde étude comparant la stimulation Hisienne et la SABG dans cette indication, la SABG était associée à une diminution du taux de reconduction atrio-ventriculaire sans compromettre l’efficacité clinique. La stimulation du système de conduction constitue également une approche intéressante en cas de troubles de la conduction, notamment chez les patients ayant un taux attendu de stimulation ventriculaire élevé : un score a ainsi été développé pour prédire un taux de stimulation ventriculaire ≥ 40% chez les patients implantés d’un stimulateur cardiaque en post-TAVI. Enfin, nous nous sommes intéressés à une indication future potentielle : la régularisation de la cadence ventriculaire chez les patients en fibrillation atriale (FA) permanente atteints d’insuffisance cardiaque à FEVG préservée (IC-FEp). Nous avons développé un paramètre Holter permettant de mesurer l’irrégularité cycle à cycle en FA. Un modèle expérimental de cœur de rat isolé, perfusé et stimulé a été mis en place pour étudier l’impact hémodynamique de l’irrégularité ventriculaire. Enfin, nous avons proposé une étude randomisée visant à comparer traitement médicamenteux versus une stratégie de régularisation ventriculaire par ablation du NAV et stimulation du système de conduction, chez les patients IC-FEp en FA permanente bien contrôlée.
Abstract
Right ventricular pacing induces inter- and intraventricular dyssynchrony, increasing the long-term risk of heart failure. Permanent conduction system pacing (CSP), either His bundle pacing (HBP) or left bundle branch area pacing (LBBAP), aims to preserve physiological ventricular activation. We have demonstrated the feasibility and safety of CSP in centers initiating their experience with these techniques. A nationwide survey confirmed a decrease in the use of HBP in favor of LBBAP. We investigated the electromechanical impact and demonstrated that LBBAP preserved interventricular and left intraventricular mechanical synchrony in patients with spontaneous narrow QRS. We then focused on the use of these techniques combined with atrioventricular node ablation (AVNA) for non-controlled atrial arrhythmia: HBP was feasible and effective, despite significant technical challenges. In another study comparing HBP and LBBAP in the “ablate and pace” strategy, LBBAP was associated with a reduction in symptomatic AV node reconduction rate without compromising clinical efficacy. CSP is also of major interest in cases of AV conduction disease, especially in patients with an expected high ventricular pacing burden: a score was developed to predict a ventricular pacing rate ≥ 40% in post-TAVI patients undergoing pacemaker implantation. Finally, we explored a potential future indication of CSP: ventricular regularization in patients with permanent atrial fibrillation (AF) and heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF). We developed a new Holter parameter to measure beat-to-beat irregularity during AF. An experimental model of isolated, perfused, and stimulated rat heart was established to study the hemodynamic impact of ventricular irregularity. Finally, we proposed a randomized study to compare medical treatment versus ventricular rate regularization (CSP + AVNA) in patients with well-controlled permanent AF and HFpEF.
Etude de l'activatiοn endοthéliale pοst-hémοrragie sοus-arachnοïdienne : appοrt à la cοmpréhensiοn de la physiοpathοlοgie de l'ischémie cérébrale retardée
Doctorant·e
GOURSAUD Suzanne
Direction de thèse
ALI Carine (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
29/03/2024 à 09:30
Lieu de la soutenance
Salle Jules Horowitz, CYCERON
Rapporteurs de la thèse
ROUCHAUD AYMERIC CHU de Limoges
VION ANNE-CLÉMENCE Nantes Université
Membres du jurys
ALI Carine,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
COUTURE OLIVIER,
Directeur de recherche,
Sorbonne Université
DU CHEYRON DAMIEN,
,
CHU de Caen
LENTING PETER,
,
UNIVERSITE PARIS 11 PARIS-SUD
MARTINEZ DE LIZARRONDO SARA,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
ROUCHAUD AYMERIC,
,
CHU de Limoges
VION ANNE-CLÉMENCE,
,
Nantes Université
VIVIEN Denis,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
L’hémorragie sous-arachnoïdienne (HSA) est une pathologie neurovasculaire grave responsable d’une morbi-mortalité élevée et qui requiert le plus souvent une admission en soins intensifs. L’ischémie cérébrale retardée (ICR) est une complication qui survient chez 30% des patients dans les jours qui suivent l’HSA. L’ICR peut être fatale, et est le plus souvent à l’origine de séquelles fonctionnelles et/ou cognitives invalidantes. La physiopathologie de l’ICR n’est pas élucidée et sa prise en charge reste actuellement limitée. Nous avons pu conclure, à l’issue de notre étude expérimentale chez la souris et d’une revue de la littérature, au fait qu’aucun modèle expérimental murin ne satisfait actuellement aux critères diagnostiques d’ICR chez l’homme, ce qui rend la recherche dans ce domaine difficile. La phase précoce dite d’early brain injury comprend un ensemble de mécanismes impliqués dans la survenue d’ICR. Cette phase précoce est difficile à caractériser avec les outils standards, alors qu’elle constitue pourtant un facteur pronostic du devenir neurologique. Des études récentes ont montré que l’activation endothéliale jouerait un rôle clé dans la survenue d’ICR. L’approche diagnostique grâce à de nouveaux outils d’imagerie moléculaire permettant de caractériser cette activation endothéliale a constitué notre dernier objectif de ce travail. L’utilisation de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) moléculaire et l’imagerie à particules magnétiques (IPM) sur un modèle d’HSA chez la souris, associée à des explorations conventionnelles ont donc permis de mettre en lumière une phase d’activation endothéliale précoce associée à la phase d’early brain injury. Nous avons également constaté l’expression et le relargage concomitants du facteur von Willebrand (VWF), témoignant d’un mécanisme de thromboinflammation. Ces résultats permettent de caractériser des mécanismes précoces impliqués dans la survenue d’ICR, ce qui ouvre des perspectives cliniques diagnostiques et thérapeutiques.
Abstract
Subarachnoid hemorrhage (SAH) is a serious neurovascular pathology that most often requires admission to intensive care, because it causes high morbidity and mortality. Delayed cerebral ischemia (DCI) is one of the main complications, which occurs in 30% of patients in the following days after SAH. DCI can be fatal, but is most often the leading cause of functional and/or cognitive disabilities. The pathophysiology of DCI is not elucidated and its treatment are currently limited. Following a review of the literature, we were able to highlight that no experimental murine SAH model currently meets the diagnostic criteria for DCI in humans, which makes research with poor clinical relevance. Early brain injury (EBI) includes several mechanisms involved in the occurrence of DCI. This early phase is a major predictor of clinical outcome, which is difficult to characterize with standard imaging tools. Recent studies have shown that endothelial activation plays a key role after SAH in the occurrence of DCI. Diagnosis approach using new molecular imaging devices to characterize this endothelial activation was the main objective of our work. Using molecular magnetic resonance imaging (MRI) and magnetic particle imaging (MPI), we highlighted an early endothelial activation associated with EBI post-SAH in mice. Using standard methods, we were able to observe the concomitant expression and release of von Willebrand factor (VWF), illustrating the existence of thrombo-inflammatory response at the acute phase. These data make it possible to characterize EBI and its early mechanisms involved in the occurrence of DCI, which offers promising clinical perspectives.
Dοmmages de la substance blanche et impact de l'activité axοnale sur l'invasiοn tumοrale dans un mοdèle murin de gliοblastοme
Doctorant·e
LEMERCIER Quentin
Direction de thèse
GANDOLFO PIERRICK (Directeur·trice de thèse)
CHEVER OANA (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
29/03/2024 à 10:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie Bâtiment CURIB 25 rue Lucien Tesnière 76821 Mont Saint Aignan - Amphi 015b
Rapporteurs de la thèse
HUBERFELD GILLES Université Paris Cité
HUILLARD EMMANUELLE Sorbonne Universite
Membres du jurys
CASTEL-GANDOLFO HELENE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CHEVER OANA,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GANDOLFO PIERRICK,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
HUBERFELD GILLES,
,
Université Paris Cité
HUILLARD EMMANUELLE,
,
Sorbonne Universite
TOILLON ROBERT-ALAIN,
,
Universite de Lille
Résumé
Le glioblastome (GB), une tumeur cérébrale d'origine gliale, est la tumeur primaire du système nerveux central la plus fréquente et la plus agressive chez l'adulte, avec un taux de survie médian de moins de 18 mois après un traitement standard. Ce mauvais pronostic est principalement lié au caractère invasif des cellules tumorales gliales, responsable des échecs thérapeutiques. Les faisceaux de substance blanche constituent une voie majeure d'invasion des gliomes, mais les mécanismes impliqués dans l'invasion des gliomes sont encore mal compris. Dans ce travail de thèse, des cellules de GB humain U87 ont été injectées dans des souris adultes Nude immunodéficientes. Cette lignée présente une masse tumorale circonscrite avec des colonnes d'invasion collective dans le parenchyme sain. L’invasion tumorale est majoritairement périvasculaire mais les cellules U87 contactent également les axones au sein de la substance blanche. Des dommages spécifiques de la substance blanche incluant des dommages axonaux avec une démyélinisation, ainsi qu’une hyperexcitabilité axonale péritumorale ont été mis en évidence. La modulation de l’activité axonale par une approche optogénétique indique que l’augmentation de l’activité axonale favorise l’invasion tumorale. Pour conclure, les dommages tissulaires et fonctionnels des faisceaux de fibres de la substance blanche constitue un microenvironnement favorable à la progression tumorale.
Abstract
Glioblastoma (GB), a brain tumor of glial origin, is the most common and most aggressive primary tumor of the central nervous system in adults, with a median survival rate of less than 18 months after standard treatment. This poor prognosis is mainly due to the invasive nature of the glial tumor cells, which is responsible for treatment failures. White matter tracts are a major pathway of glioma invasion, but the mechanisms involved in this process are still poorly understood. In this thesis work, the human glioblastoma U87 cell line was injected into immunodeficient adult Nude mice. This lineage presents a circumscribed tumor mass with collective invasion into the healthy parenchyma. U87 cell display predominantly a perivascular migration, and U87 cells also contact axons within the white matter. Specific damages of the white matter have been demonstrated. They include axonal damages and associated demyelination as well as a peritumoral axonal hyperexcitability. Modulation of axonal activity using optogenetic indicates that increased axonal activity promotes tumor invasion. To conclude, structural and functional damages of the white matter bundles therefore constitute a microenvironment suitable for tumor progression.
Ιdentificatiοn d'ingrédients alimentaires d'intérêt dans un mοdèle de malnutritiοn assοcié à une entérοpathie
Doctorant·e
NOEL Adrien
Direction de thèse
MARION-LETELLIER RACHEL (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
21/03/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé Bâtiment Stewart -76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
DE LUCA ARNAUD Universite de Tours
EUTAMENE HELENE Ens Agronomique Toulouse Inp Toulouse
Membres du jurys
BARREAU FREDERICK,
,
Inra de Toulouse
DE LUCA ARNAUD,
,
Universite de Tours
DECHELOTTE PIERRE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
EUTAMENE HELENE,
,
Ens Agronomique Toulouse Inp Toulouse
MARION-LETELLIER RACHEL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
MOREL-DESPEISSE FANNY,
,
Résumé
La dénutrition infantile est un enjeu de santé publique majeur et est impliquée dans près de la moitié des décès des enfants de moins de 5 ans. Cette dénutrition est souvent associée à une entéropathie environnementale. Celle-ci se caractérise par une atrophie villositaire, une hyperperméabilité et une inflammation intestinale. À ce jour, aucune solution ne permet de traiter l’entéropathie environnementale.
L’objectif de ce travail de thèse était de tester l’efficacité de fibres associées à des levures séléniées sur les paramètres de croissance et la fonction de barrière intestinale dans un modèle murin de dénutrition associé à une entéropathie (UE). Nous avons initialement testé les effets de la gomme arabique combinée aux levures séléniées (GA-SeY) puis nous avons étudié la spécificité de cette supplémentation en comparaison d’autres fibres comme les fibres d’avoine (OAT-SeY), le psyllium (PSY-SeY) et les fructo-oligosaccharides (FOS-SeY) en combinaison avec les levures séléniées.
Dans la première étude, le modèle UE présente une diminution du gain de poids et de la croissance, ainsi que des altérations de la fonction de barrière, notamment une hyperperméabilité intestinale et une inflammation intestinale. Une supplémentation d’une semaine en GA-SeY diminue l’inflammation intestinale alors qu’une supplémentation en GA-SeY de deux semaines augmente le gain de poids et permet de diminuer l’hyperperméabilité intestinale et l’inflammation intestinale. Dans la deuxième étude, la supplémentation en GA-SeY de 2 semaines améliore uniquement l’inflammation intestinale alors que celles en OAT-SeY et FOS-SeY n’ont pas d’effet sur les paramètres étudiés. La supplémentation en PSY-SeY exacerbe la perte de poids corporel et diminue la résistance trans-épithéliale jéjunale dans le modèle UE.
L’effet bénéfique de deux semaines de supplémentation en GA-SeY sur la fonction de barrière intestinale dans le modèle UE ne se retrouve pas dans les supplémentations associant SeY et fibres d’avoine ou FOS. De plus, la supplémentation psyllium et SeY exerce des effets délétères à la fois sur les paramètres nutritionnels et la fonction de barrière intestinale. Le modèle UE nous a donc permis d’identifier des effets contrastés des supplémentations nutritionnelles sur la croissance des souris et la fonction de barrière en fonction du type de fibres utilisées.
Abstract
Childhood undernutrition is a major public health issue and is involved in 45% of child death under the age of 5. Comorbidities are associated to childhood undernutrition, such as environmental enteropathy, characterized by villous blunting, intestinal permeability, and gut inflammation. Nowadays, no treatment is available to cure environmental enteropathy.
The aim of this project was to assess efficacity of fiber associated to selenied yeast, to improve nutritional parameters and gut function in an undernutrition-associated enteropathy (UE) murine model. We began by assess effect of gum arabic and selenied yeast (GA-SeY) on UE model. Then, we compared GA-SeY effect with other fibers combined with SeY: psyllium (PSY-SeY), Oat-fiber (OAT-SeY) and fructo-oligosaccharides (FOS-SeY).
First, the UE model induced a lower weight gain and an altered growth, as well as a gut barrier dysfunction, including intestinal hyperpermeability and inflammation. A one-week supplementation of GA-SeY reduces intestinal inflammation while a two-week supplementation of GA-SeY increases weight gain and decreases intestinal hyperpermeability and inflammation. In the second study, 2-week GA-SeY supplementation only improved intestinal inflammation, while OAT-SeY and FOS-SeY supplementation had no effect on the studied parameters. PSY-SeY supplementation exacerbates body weight loss and decreases jejunal trans-epithelial resistance in mice with UE.
The beneficial effect of two weeks of GA-SeY supplementation on intestinal barrier function in mice with UE is not reproduced in supplements combining SeY with oat fiber or FOS. Furthermore, psyllium and SeY supplementation exert deleterious effects on both nutritional parameters and intestinal barrier function. The UE model enables to identify contrasting effects of nutritional supplementation on mouse growth and barrier function depending on the type of fiber used.
Ιmplicatiοn de SigΧ et CmpΧ dans la fοrmatiοn et l'architecture du biοfilm chez Ρseudοmοnas aeruginοsa. Vers la cοmpréhensiοn du système cfrΧ-cmpΧ-sigΧ.
Doctorant·e
DAVID Audrey
Direction de thèse
CHEVALIER SYLVIE (Directeur·trice de thèse)
MAILLOT EMELINE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
19/03/2024 à 13:00
Lieu de la soutenance
CBSA, Evreux
Rapporteurs de la thèse
COLLET JEAN-FRANÇOIS LOUVAINS
DUFOUR ALAIN UNIVERSITE BRETAGNE SUD UBS
Membres du jurys
CHEVALIER SYLVIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
COLLET JEAN-FRANÇOIS,
,
LOUVAINS
DUFOUR ALAIN,
,
UNIVERSITE BRETAGNE SUD UBS
LESOUHAITIER OLIVIER,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
MAILLOT EMELINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
REFFUVEILLE FANY,
,
Université de Reims Champagne Ardenne
RODRIGUES SOPHIE,
,
UNIVERSITE BRETAGNE SUD UBS
Résumé
P. aeruginosa est un pathogène opportuniste de l’homme représentant la 4ème cause d’infections nosocomiales en France. Ses remarquables facultés d’adaptation et sa résistance aux divers traitements antimicrobiens lui permettent de persister en milieu hospitalier. Sa capacité à former un biofilm en réponse aux variations environnementales rencontrées constitue un élément majeur de la persistance et de la résistance de P. aeruginosa. L’enveloppe est le premier élément en contact direct avec l’extérieur. Elle comprend un nombre important de senseurs appartenant à des systèmes de régulation qui permette à la bactérie d’adapter son mode de vie en fonction des signaux perçus. Son intégrité est en partie assurée par l’ECF de réponse au stress d’enveloppe SigX, impliqué dans la virulence, la formation de biofilm et la résistance aux antibiotiques. Ces travaux ont permis d’identifier une nouvelle condition activatrice de SigX. Une concentration sub-MIC de tobramycine (0,8 µg/mL) entraîne une augmentation de la fluidité membranaire et une activation de l’ECF, responsable de l’augmentation de la formation de biofilm observée dans ces conditions. Le mécanisme moléculaire menant à l’activation de SigX restant inconnu, nous montrons que SigX semble interagir avec CfrX, qui présente un domaine similaire au facteur anti-sigma. CfrX est également capable de se lier à CmpX, dont le gène est retrouvé en opéron avec cfrX. cmpX code un canal ionique mécano-sensible putatif, capable de percevoir les tensions membranaires. Les fonctions cellulaires de CmpX étant peu décrites, nous montrons que CmpX est impliqué dans la formation et l’architecture du biofilm formé en réponse aux contraintes mécaniques générées par le liquide environnant. Nous proposons alors un nouveau système de perception et transduction des signaux d’altération membranaire impliquant CmpX, CfrX et SigX.
Abstract
P. aeruginosa is a major opportunistic pathogen that represents 4th cause of nosocomial infections in France. Its adaptability and resistance to various antimicrobial treatments allow it to persist in hospital environment. Its ability to form biofilm is response to environmental variations is a major factor of the persistence and resistance of P. aeruginosa. Envelope is the first element in contact with external environment. It contains an important number of sensors that belonging to regulatory systems allowing the bacterium to adapt lifestyle according to signals perceived. Its integrity is partly ensured by SigX envelope stress response ECF, involved in virulence, biofilm formation and antibiotic resistance. This work identified a new activation condition of SigX. A sub-inhibitory concentration of tobramycin leads to increase membrane fluidity and activation of SigX, responsible of the increase biofilm formation observed in these conditions. Molecular mechanism leading to SigX activation is unknow. We show SigX appears to interact with CfrX. CfrX exhibits a similar domain to anti-sigma factor and we show that this protein is able to bind CmpX. cmpX is found in operon with cfrX and encodes a putative mechanosensitive ion channel sensing membrane tensions. CmpX cellular functions are not described. We show that CmpX is involved in formation and architecture of biofilm formed in response to mechanical stresses generated by the circulating liquid. We propose a new system implicated in the perception and transduction of membrane alteration signals involving CmpX, CfrX and SigX.
Caractérisatiοn des cibles de miarns sensibilisateurs à l'actiοn de la chimiοthérapie
en vue de la prοpοsitiοn de nοuvelles stratégies thérapeutiques dans les cancers de l'οvaire (Sensimirs)
Doctorant·e
BROCHEN Celia
Direction de thèse
DENOYELLE Christophe (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
06/02/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Caen
Rapporteurs de la thèse
BARIL PATRICK Maître de conférences HDR Université d'Orléans
COUDERC BETTINA Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
Membres du jurys
BARIL PATRICK,
Maître de conférences HDR,
Université d'Orléans
CARREIRAS FRANCK,
,
Université de Cergy-Pontoise
COUDERC BETTINA,
,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
DENOYELLE Christophe,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
VERGNAUD JULIETTE,
Maître de conférences HDR,
Université Paris-Saclay
VILLEDIEU Marie,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Bien que la majorité des patientes atteintes d’un cancer de l’ovaire répondent initialement à une chimiothérapie à base de platine, la plupart d’entre-elles rechutent et développent une chimiorésistance, conduisant à une faible survie à 5 ans. Dans ce contexte, il est important de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la chimiorésistance pour développer de nouvelles approches thérapeutiques. Dans ce contexte, un criblage fonctionnel d’une banque de microARNs (miARNs) a permis d’identifier plusieurs miARNs qui sensibilisent deux lignées cancéreuses ovariennes chimiorésistantes (IGROV1-R10 et SKOV3) à l’action du cisplatine, dont le miR-3192-5p qui induit une mort cellulaire massive par apoptose et qui n’a jamais été précédemment étudié. L’action chimiosensiblisatrice de ce miARN a été ensuite validée sur une troisième lignée cancéreuse ovarienne chimiorésistance (OAW42-R). En utilisant une approche combinant bioinformatique et étude fonctionnelle, nous avons observé que le miR-3192-5p module l’expression de plusieurs protéines impliquées dans les mécanismes de réponses aux dommages et de réparation de l’ADN. Parmi ces cibles, nous avons démontré que la protéine ERCC1 est un déterminant de l’action chimiosensibilisatrice du miR-3192-5p dans les lignées cancéreuses ovariennes IGROV1-R10 et OAW42-R. Des résultats préliminaires montrent que la sensibilisation des cellules SKOV3 à l’action du cisplatine pourrait être reliée à l’inhibition de CHEK1, dont l’expression est diminuée en réponse au miR3192-5p. En résumé, ces travaux ont permis d’identifier de nouveaux miARNs impliqués dans la chimiorésistance des cancers de l’ovaire, et de caractériser plus précisément le rôle du miR-3192-5p et de certaines cibles impliquées dans son action chimiosensibilisatrice, ouvrant ainsi vers la proposition de nouvelles stratégies thérapeutiques pour améliorer la prise en charge de ces cancers.
Abstract
Although the majority of ovarian cancer patients initially respond to platinum-based chemotherapy, most of them relapse and develop chemoresistance, leading to poor 5-year survival. In this context, it is important to understand the molecular mechanisms involved in chemoresistance in order to develop new therapeutic approaches. In this context, a functional screening of a miRNA library identified several microRNAs (miRNAs) that sensitize two chemoresistant ovarian cancer lines (IGROV1-R10 and SKOV3) to the action of cisplatin, including miR-3192-5p, which induces massive cell death by apoptosis and has never been previously studied. The chemosensitizing effect of this miRNA was then validated on a third chemoresistant ovarian cancer line (OAW42-R). Using an approach combining bioinformatics and functional study, we observed that miR-3192-5p modulates the expression of several proteins involved in DNA damage response and repair mechanisms. Among these targets, we have demonstrated that the ERCC1 protein is a key determinant of the chemosensitizing effect of miR-3192-5p in the IGROV1-R10 and OAW42-R ovarian cancer lines. Preliminary results show that sensitization of SKOV3 cells to cisplatin action may be related to inhibition of CHEK1, whose expression is decreased in response to miR-3192-5p. In summary, this work has enabled us to identify new miRNAs involved in chemoresistance in ovarian cancers, and to characterize more precisely the role of miR-3192-5p and certain targets involved in its chemosensitizing action, opening the way to the proposal of new therapeutic strategies to improve the management of these cancers.
Μοdulatiοn pharmacοlοgique de la Vasοpressine dans l'insuffisance cardiaque chrοnique et l'insuffisance cardiaque aigue décοmpensée
Doctorant·e
STEPHAN Yohan
Direction de thèse
MULDER PAUL (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
23/01/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé amphi Velours 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
LOPEZ ANDRES NATALIA
PESCHANSKI NICOLAS UNIVERSITE RENNES 1
Membres du jurys
LLORENS-CORTES CATHERINE,
,
COLLEGE DE FRANCE
LOPEZ ANDRES NATALIA,
,
MULDER PAUL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
PESCHANSKI NICOLAS,
,
UNIVERSITE RENNES 1
PREVOST GAETAN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
TISSIER RENAUD,
,
UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
Résumé
L’insuffisance cardiaque chronique est une pathologie avec un déclin progressif. Elle peut être cependant entrecoupé par des épisodes d’aggravations aigus appelé décompensation aiguë de l’insuffisance cardiaque chronique. Elle est la première cause d’hospitalisation non planifiée chez les patients de plus de 65 ans. Ces épisodes sont caractérisés par une diminution brutale de la fonction cardiaque suivi par une récupération incomplète de cette dernière. Ces épisodes entrainent un mauvais pronostic pour les patients déclenchant ces épisodes. Les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués sont actuellement très peu connus et très peu étudiés. Cependant, depuis 2016, il existe un modèle murin innovant mimant parfaitement des deux phases caractéristiques de la décompensation aiguë de l’insuffisance cardiaque développé au laboratoire. La vasopressine, ou hormone anti-diurétique, est une hormone produite par l’hypothalamus et ayant une action de vasoconstriction et de rétention d’eau via les aquaporines de type 2. Depuis de nombreuses années, il a été démontré que le taux plasmatique de vasopressine est augmenté dans l’insuffisance cardiaque congestive. L’hypothèse de notre travail de recherche correspond à une importante implication de la vasopressine dans les épisodes de décompensation au vu de ces fonctions délétères. Pour cela, nous avons décidé de cibler la vasopressine par deux stratégies thérapeutiques, par des antagonistes aux récepteurs de la vasopressine et par un aptamère, dans notre modèle de décompensation aiguë de l’insuffisance cardiaque chronique.
Abstract
Chronic heart failure is a pathology with a progressive decline. However, it can be interspersed with episodes of acute worsening known as acute decompensation of chronic heart failure. It is the leading cause of unplanned hospitalization in patients over 65. These episodes are characterized by a sudden reduction in cardiac function followed by incomplete recovery. These episodes lead to a poor prognosis for the patients who trigger them. Very little is currently known about the cellular and molecular mechanisms involved, and very few studies have been carried out. However, since 2016, there has been an innovative mouse model that perfectly mimics the two characteristic phases of acute heart failure decompensation developed in the laboratory. Vasopressin, or anti-diuretic hormone, is a hormone produced by the hypothalamus that acts to vasoconstrict and retain water via type 2 aquaporins. It has been shown for many years that plasma levels of vasopressin are increased in congestive heart failure. The hypothesis of our research work is that vasopressin plays an important role in episodes of decompensation, given its deleterious functions. We therefore decided to target vasopressin using two therapeutic strategies, vasopressin receptor antagonists and an aptamer, in our model of acute decompensation of chronic heart failure.
Etude de l'influence des anesthésiques intraveineux sur la crοissance tumοrale et la répοnse aux traitements du gliοbastοme : évaluatiοn in vivο et in vitrο
Doctorant·e
MONTHE SAGAN Kelly
Direction de thèse
BERNAUDIN MYRIAM (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/01/2024 à 13:00
Lieu de la soutenance
GIP CYCERON, Boulevard Henry BECQUEREL, 14000 Caen
Rapporteurs de la thèse
BELOEIL HELENE UNIVERSITE RENNES 1
GARCION EMMANUEL Université d'Angers
Membres du jurys
BELOEIL HELENE,
,
UNIVERSITE RENNES 1
BERNAUDIN MYRIAM,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
GARCION EMMANUEL,
,
Université d'Angers
PERES Elodie,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
PLAUD BENOIT,
,
Université Paris Cité
Résumé
Les glioblastomes (GB) sont les tumeurs cérébrales primitives de l’adulte les plus agressives. Le traitement associe la chirurgie, la radiothérapie (RT) et la chimiothérapie (CT). Il existe actuellement une forte interrogation sur les effets de l’anesthésie, utilisée lors de la chirurgie, sur la progression tumorale et la réponse aux traitements anticancéreux. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail de thèse qui a visé à évaluer les effets des anesthésiques intraveineux, notamment le propofol et le rémifentanil, sur les cellules de GB traitées ou non par CT ou RT. Afin de répondre à cette problématique, des approches in vitro et in vivo ont été menées. Tout d’abord, in vitro, des cellules de GB (C6, GL261, U251) ont été exposées à différentes concentrations de propofol et de rémifentanil. Les effets de ces anesthésiques sur la survie et la motilité des cellules ainsi que sur leur réponse aux traitements CT (témolozomide, TMZ) ou RT (rayons X, 2 Gy) ont été étudiés par des tests de clonogénicité et de blessure. In vivo, les effets du propofol associé ou non au rémifentanil ont été évalués dans des modèles orthotopiques de GB réalisés chez le rat (C6) ou la souris (GL261) traité ou non par RT. Un suivi longitudinal du volume tumoral a été fait par imagerie IRM. Ainsi, les travaux menés in vitro sur les lignées cellulaires de GB soulignent que le propofol réduit la survie des cellules. Ce travail démontre également pour la 1ère fois que l’association des traitements RT et propofol est plus efficace que la RT seule, et que le propofol pourrait avoir un effet radiosensibilisant sur les cellules de GB. Le rémifentanil ne semble pas avoir, quant à lui, d’effet sur les cellules de GB mais pourrait réduire les effets du propofol sur ces cellules. De plus, in vivo, des études préliminaires réalisées sur différents modèles orthotopiques de GB (C6, GL261) ne montrent pas d’effet significatif du propofol et du rémifentanil sur la croissance tumorale et l’efficacité de la RT. En conclusion, ces travaux de thèse soulignent que le propofol pourrait avoir un double intérêt pour la prise en charge de GB : anesthésique lors de la biopsie ou l’exérèse tumorale mais aussi en tant qu’adjuvant aux traitements conventionnels, en particulier la RT, afin d’en augmenter l’efficacité. D’autres études précliniques sont nécessaires pour confirmer les effets du propofol dans d’autres modèles précliniques de GB et une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents.
Abstract
Glioblastomas (GB) are the most aggressive primary brain tumors of adults. Treatment combines surgery, radiotherapy (RT) and chemotherapy (CT). There are currently strong questions about the effects of anesthesia, used during surgery, on tumor progression and response to anticancer treatments. In this context, the thesis work aimed to evaluate the effects of intravenous anesthetics, in particular propofol and remifentanil, on GB cells treated or not by CT or RT. In order to address this issue, in vitro and in vivo approaches have been carried out. First, in vitro, GB cells (C6, GL261, U251) were exposed to different concentrations of propofol and remifentanil. The effects of these anesthetics on cell survival and motility as well as their response to CT (temolozomide, TMZ) or RT (X-ray, 2 Gy) were studied by clonogenicity and wound healing assays. In vivo, the effects of propofol associated or not with remifentanil were evaluated in orthotopic models of GB realized in rats (C6) or mice (GL261) treated or not by RT. Longitudinal monitoring of tumor volume was done by MRI imaging. Thus, in vitro studies on GB cell lines highlight that propofol reduces cell survival. This work also demonstrates for the first time that the combination of RT and propofol treatments is more effective than RT alone, and that propofol could have a radiosensitizing effect on GB cells. Remifentanil does not seem to have any effect on GB cells but could reduce the effects of propofol on these cells. Furthermore, in vivo, preliminary studies performed on different orthotopic models of GB (C6, GL261) do not show a significant effect of propofol and remifentanil on tumor growth and the effectiveness of RT. In conclusion, this thesis work highlights that propofol could have a dual benefit for the management of GB: as an anesthetic during biopsy or tumor excision but also as an adjuvant to conventional treatments, in particular RT, in order to increase its effectiveness. Further preclinical studies are needed to confirm the effects of propofol in other preclinical models of GB and a better understanding of the underlying mechanisms.
Μaturité οbjective des pοissοns par l'histοlοgie quantitative
Doctorant·e
SAUGER Carine
Direction de thèse
KELLNER Christele (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
12/01/2024 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Caen Campus 1 (Amphi Vaiquelin)
Rapporteurs de la thèse
PAULY DANIEL University of British Columbia
TELETCHEA FABRICE Maître de conférences HDR Université de Lorraine
Membres du jurys
DUBROCA LAURENT,
Cadre de recherche,
IFREMER
FOLLESA MARIA CRISTINA,
,
CAGLIARI - UNIVERSITA DEGLI STUDI DI
KELLNER CHRISTELE,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
PAULY DANIEL,
,
University of British Columbia
PLANCOULAINE Benoit,
Professeur émérite,
Université de Caen Normandie (UCN)
TELETCHEA FABRICE,
Maître de conférences HDR,
Université de Lorraine
Résumé
En Europe, le suivi et la gestion des stocks de poissons reposent sur l’acquisition de données récoltées annuellement lors de campagnes en mer. Un des paramètres biologiques analysé est la phase de maturité sexuelle des individus afin d’évaluer la proportion d’individus capables de se reproduire. Cette mesure permet le calcul d’indices tels que la longueur ou l’âge auquel 50% des individus atteignent la maturité sexuelle (L50 ou A50), indices utilisés dans la mise en place des indicateurs que sont la biomasse reproductrice du stock (SSB), le rapport potentiel de frai (SPR) ou encore les Longueurs Minimales de Captures (LMC). Classiquement, la détermination de la phase de maturité repose sur l’observation de critères macroscopiques tels que l’aspect général de la gonade, sa couleur et sa texture, rendant l’évaluation subjective et source d’erreurs. Cette thèse propose une approche pour déterminer avec précision la maturité sexuelle chez les femelles, en s’appuyant sur des critères objectifs et quantifiables des structures histologiques de la gonade, et en ayant recours à l’apprentissage automatique pour faciliter l’analyse des échantillons provenant des campagnes de suivi.
Plusieurs espèces d’intérêt commercial ont été étudiées : la plie (Pleuronectess platessa), le rouget barbet de roche (Mullus surmuletus), la cardine franche (Lepidorhombus whiffiagonis) et la cardine quatre taches (Lepidorhombus boscii). Le premier objectif était de préciser la description cellulaire de l’ovogenèse de ces espèces peu décrites et de réaliser des lexiques descriptifs de l’histologie ovarienne de chaque espèce. Dans un deuxième temps, une étude stéréologique a permis de quantifier les structures présentes dans la gonade des femelles pour déterminer la phase de maturité. La fiabilité et la reproductibilité de la lecture stéréologique a été éprouvée par une calibration inter-agents, mais également sur des coupes réalisées à différents niveaux des deux ovaires. Cette méthode a permis le suivi de l’ovogenèse des espèces pendant un an et a soulevé la difficulté d’estimer sans biais la phase de maturité des individus en dehors des saisons de reproduction. Les L50 et A50 en stéréologie ont été calculés et comparés aux valeurs classiquement obtenues par observation des critères macroscopiques. Pour P. platessa : L50 stéréo = 20.6 cm et A50 stéréo = 1.3 ans contre la littérature donnant L50 macros = 20.9 cm et A50 macros = 3 ans. M. surmuletus : L50 stéréo = 22.9 cm et A50 stéréo = 1.5 ans contre la littérature donnant L50 macros = 16.9 cm et A50 macros = 1 an. L. whiffiagonis : L50 stéréo = 20 cm et A50 stéréo = 2.1 ans contre la littérature donnant L50 macros = 24 cm et A50 macros = 2 ans.
Si l’analyse stéréologique s’est avérée fiable pour suivre la maturité pendant les saisons de reproduction, le comptage des structures histologique reste difficile à mettre en œuvre dans le cadre de suivis réguliers. C’est pourquoi les bases de données acquises dans le cadre de cette thèse ont été utilisées pour la mise en place d’un modèle d’apprentissage profond (deep learning) pour automatiser l’identification des cellules, obtenant 77% d’accord sur phase de maturité avec la stéréologie.
Déterminer de manière fiable la phase de maturité des individus permet à court terme le suivi des populations dans leur environnement. À plus long terme cette donnée sera également utile pour évaluer et décrire l’impact de pressions diverses sur ces mêmes populations dans un objectif d’appliquer des règles de gestions durables adaptées aux stocks exploités.
Abstract
In Europe, fish stock management and assessment rely on data collected yearly during scientific campaigns. One biological parameter that is assessed is the sexual maturity phase, used to estimate the portion of spawning capable indivudals. This parameter is used in the computation of indexes such as the length or age at which 50% of the population has reached sexual maturity (L50 or A50), indexes used to set up indicators such as the Spawning Stock Biomass (SSB), the Spawning Potential Ratio (SPR) or the Minimul Legal Length (MLL). Classically, maturity phase determination is based on the visual observation of macroscopic criteria such as the general aspect of the gonad, its color and its texture, making the assessment subjective and error-prone. This PhD suggests an approach to determine accurately sexual maturity in females, while relying on objective criteria and quantifiable histological ovarian structures and using machine learning to facilitate sample analysis from offshore beam trawl surveys.
Multiple species of commercial interest were studied : the plaice (Pleuronectess platessa), the striped red mullet (Mullus surmuletus), the megrim (Lepidorhombus whiffiagonis) and the four spot megrim (Lepidorhombus boscii). The first objective was to clarify cellular oogenesis descriptions for these species possessing little data and produce descriptive lexicons of their respective ovarian histology. Secondly, a seterological study allowed for the quantification of cellular structures found within the female gonad to determine a maturity phase. The reliability and reproducibility of these stereological readings was proven through multi-agent calibrations, but also through the sampling of sections at different levels of both ovaries. This method allowed for a monitoring of the oogenesis cycle of these species for a year and highlighted the difficulty of estimating without bias the maturity phase of individuals outside of the spawning period. The L50 and A50 in stereology were estimated and compared with values obtained through the more classical method by observing macroscopic criteria. For P. platessa : L50 stereo = 20.6 cm and A50 stereo = 1.3 yo against the literature with L50 macros = 20.9 cm and A50 macros = 3 yo. M. surmuletus : L50 stereo = 22.9 cm and A50 stéréo = 1.5 yo against the literature with L50 macros = 16.9 cm and A50 macros = 1 yo. L. whiffiagonis : L50 stereo = 20 cm and A50 stereo = 2.1 yo against the literature with L50 macros = 24 cm and A50 macros = 2 yo.
Though stereological analysis was proven reliable when estimating sexual maturity during spawning periods, the counting of the histological structures isn’t easily implemented in the framework of regular monitorings. This is why the data acquired during this PhD was implemented into a deep learning algorithm to automate cellular identifications, yielding 77% of agreement for the maturity phase with stereology.
Estimating a reliable maturity phase of individuals allows for a short term monitoring of populations in their environment. In the long term, this data will also be useful to evaluate / describe the impact of various pressures on these same populations with the aim to set sustainable regulations for exploited stock species.
Etude préclinique évaluant l'utilisatiοn de la fractiοn vasculaire strοmale et les cellules sοuches dérivées de tissu adipeux dans le traitement des myοsites.
Doctorant·e
PILEYRE Baptiste
Direction de thèse
DUBUS ISABELLE (Directeur·trice de thèse)
MARTINET JEREMIE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
22/12/2023 à 10:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
MAGALON JEREMY Aix-Marseille université
VILQUIN JEAN-THOMAS Sorbonne Universite
Les myosites représentent un ensemble de maladies musculaires auto-immunes touchant les muscles squelettiques et conduisant à des atteintes graves. Si la plupart des patients répondent aux traitements conventionnels, certains restent réfractaires. La fraction vasculaire stromale (FVS), fraichement extraite du tissu adipeux, ou les cellules souches en dérivant (ADSC) par culture d’amplification ont montré des résultats prometteurs dans différentes pathologies auto-immunes et pourraient permettre la prise en charge de ces patients. Afin d’évaluer leur potentiel et d’étudier les mécanismes d’action de ces thérapies, nous avons réalisé des études précliniques in vitro et in vivo. Pour cela, nous avons caractérisé et utilisé un modèle murin de myosites, la souris NOD Icos-/-, présentant des atteintes musculaires spontanées associées à des infiltrats leucocytaires importants. Afin de se rapprocher de l’utilisation autologue de ces thérapies, nous avons réalisé des greffes syngéniques de FVS et d’ADSC dans ce modèle. Nous avons pu observer un ralentissement de l’évolution de la symptomatologie, une réduction de la perte de force musculaire ainsi qu’une diminution de l’atrophie musculaire in vivo. Nous avons mis en évidence une meilleure efficacité des ADSC, en particulier lors des tests in vitro. Ces tests réalisés avec des cellules de donneurs, évaluant l’efficacité de la régénération (test de formation de colonies fibroblastiques) et l’effet immunomodulateur (test d’inhibition de la prolifération lymphocytaire), ont permis de démontrer l’effet dose-dépendant de ces thérapies ainsi que la supériorité des ADSC à la fois en termes d’efficacité maximale et de dose inhibitrice de 50% de l’effet immunomodulateur. Ils nous ont aussi permis d’identifier des marqueurs prédictifs des effets prolifératif (CD90, CD105 ou encore le taux élevé de cellules souches hématopoïétiques) et immunomodulateur (CD73 ou le taux de macrophages) de ces thérapies. L’ensemble de ces éléments démontrent le potentiel de ces thérapies dans le traitement des myosites et l’intérêt d’investiguer leur effet au travers d’essais cliniques.
Abstract
Myositis is a group of autoimmune muscular diseases affecting skeletal muscles, leading to severe damage. While most patients respond to conventional treatments, some remain refractory. The stromal vascular fraction (SVF), freshly extracted from adipose tissue, or stem cells derived from it (ADSC) by expansive culture have shown promising results in various autoimmune pathologies and could enable the management of these patients. To assess their potential and study the mechanisms of action of these therapies, we carried out preclinical studies in vitro and in vivo. To this end, we characterized and used a mouse model of myositis, the Icos-/- NOD mouse, showing spontaneous muscle damage associated with extensive leukocyte infiltrates. To be closer of the autologous use of these therapies, we performed syngeneic transplants of FVS and ADSC in this model. We observed a slowdown in the progression of symptoms, a reduction in the loss of muscle strength and a decrease in muscle atrophy in vivo. We have demonstrated a greater efficacy of ADSCs, particularly in in vitro assays. These tests, carried out with donor cells and assessing regenerative efficacy (fibroblast colony forming unit assay) and immunomodulatory effect (lymphocyte proliferation inhibition assay), demonstrated the dose-dependent effect of these therapies, as well as the superiority of ADSCs in terms of both maximum efficacy and 50% inhibitory dose of the immunomodulatory effect. They also enabled us to identify markers predictive of the proliferative (CD90, CD105 or high hematopoietic stem cell count) and immunomodulatory (CD73 or macrophage count) effects of these therapies. All these elements demonstrate the potential of these therapies in the treatment of myositis, and the interest of investigating their effect through clinical trials.
Ιmagerie cérébrale des mécanismes de cοntrôle inhibiteur dans le trοuble οbsessiοnnel cοmpulsif
Doctorant·e
VANDEVELDE Anais
Direction de thèse
DOLLFUS SONIA (Directeur·trice de thèse)
GAGNEPAIN PIERRE (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
21/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Caen
Rapporteurs de la thèse
BELZUNG CATHERINE Universite de Tours
POLOSAN MIRCEA Universite Grenoble Alpes
Membres du jurys
BELZUNG CATHERINE,
,
Universite de Tours
DOLLFUS SONIA,
,
CHU de Caen
GAGNEPAIN PIERRE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
POLOSAN MIRCEA,
,
Universite Grenoble Alpes
Résumé
Le trouble obsessionnel compulsif (TOC) se caractérise par des comportements compulsifs et des habitudes inadaptées, ainsi que des pensées obsessionnelles. Ces manifestations ont pour point commun d’être incontrôlables. Les bases neuro-fonctionnelles de ce défaut de contrôle, surtout concernant les obsessions, restent pourtant largement méconnues et incomprises.
Après une revue des approches historiques du TOC, nous présenterons les théories neurocognitives qui ont associé le TOC à deux dysfonctionnements essentiels des mécanismes de contrôle : un déséquilibre des comportements dirigés vers un but au profit de réponses comportementales automatiques dépendantes du striatum et un défaut des mécanismes de contrôle inhibiteur dépendant des régions préfrontales. Cependant, ces théories se sont principalement focalisées sur les symptômes compulsifs, développant des outils permettant leur modélisation mais laissant de côté les mécanismes explicatifs des obsessions. En effet, les outils actuels issus de la psychologie ou des neurosciences cliniques permettent l’étude de certaines caractéristiques de la pensée obsessionnelle mais peinent à modéliser d’autres aspects fondamentaux des obsessions : leur caractère intrusif, involontaire, inattendu, déclenché par un stimulus et nécessitant un effort de contrôle.
Nous introduirons ensuite le paradigme Think/ No-think qui permet de modéliser la pensée intrusive et d’étudier ses bases neurofonctionnelles. Ce paradigme constituera le cœur d’une première étude d’imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf) menée chez 24 patients souffrant de TOC et 24 participants contrôle. Les résultats de cette étude montrent une altération de la fonction de régulation inhibitrice descendante du cortex préfrontal dorsolatéral sur le striatum chez les patients souffrant de TOC lors de la présence de pensées intrusives. Contrairement aux sujets sains, les patients souffrant de TOC ne régulaient pas, de manière adaptative, la réactivation non désirée des traces mnésiques intrusives dépendantes du striatum. Les analyses de la connectivité effective ont révélé que l’hyperactivité striatale résultait d'un défaut de contrôle inhibiteur préfrontal lors des scènes intrusives et était corrélée à la gravité des symptômes obsessionnels.
Nous exposerons ensuite les résultats d’une deuxième étude basée sur une méta-analyse de la littérature des études d’IRMf investiguant les modifications cérébrales de sous-domaines spécifiques de l'inhibition chez les patients souffrant de TOC, dans laquelle nous avons séparé la régulation des réponses cognitives et attentionnelles, de la régulation des comportements moteurs. Les résultats de cette seconde étude étayent l’idée selon laquelle un défaut de fonctionnement des réseaux cérébraux associés aux mécanismes d’inhibition cognitive, mais pas motrice, serait central dans l’expression des symptômes obsessionnels et compulsifs.
Dans la discussion de cette thèse, nous développerons l’idée selon laquelle le défaut d’inhibition cognitive renforcerait non seulement la présence d’obsessions et leur interférence, mais limiterait également le désengagement des réponses automatiques et habituelles dépendantes du striatum. Ce phénomène accentuerait le déséquilibre entre le système des habitudes et le système orienté vers un but, ce qui, selon les théories actuelles sur le TOC, favoriserait le développement de comportements compulsifs. Enfin, nous mettrons en perspective cette idée avec les traitements non médicamenteux du TOC.
Abstract
Obsessive-Compulsive Disorder (OCD) is characterized by compulsive behaviors and maladaptive habits, as well as obsessive thoughts. These manifestations share the common feature of being uncontrollable. However, the neuro-functional basis of this lack of control, particularly regarding obsessions, remains largely unknown and poorly understood.
After reviewing the historical approaches to OCD, we will introduce neurocognitive theories that have associated OCD with two critical dysfunctions in control mechanisms: an imbalance between goal-directed behaviors and automatic behavioral responses mediated by the striatum, and a deficit in inhibitory control mechanisms involving prefrontal regions. Nevertheless, these theories have primarily focused on compulsive symptoms, developing tools for their modeling while overlooking the explanatory mechanisms of obsessions. Indeed, current tools derived from psychology and clinical neuroscience allow the study of some characteristics of obsessive thinking but struggle to model other fundamental aspects of obsessions: their intrusive, involuntary, unexpected nature, their stimulus-triggered occurrence, and the need for control efforts.
Next, we will introduce the Think/No-think paradigm, which allows the modeling of intrusive thinking and the study of its neurofunctional basis. This paradigm will be the core of a first functional magnetic resonance imaging (fMRI) study conducted on 24 patients with OCD and 24 control participants. The results of this study reveal an alteration in the top-down inhibitory regulation function of the dorsolateral prefrontal cortex over the striatum in patients with OCD during the presence of intrusive thoughts. Unlike healthy subjects, patients with OCD do not regulate the unwanted reactivation of intrusive memory traces dependent on the striatum adaptively. Effective connectivity analyses revealed that this striatal hyperactivity resulted from a prefrontal inhibitory control deficit during intrusive scenes and was correlated with the severity of obsessive symptoms.
We will then present the results of a second study based on a meta-analysis of the literature on fMRI studies investigating brain changes in specific subdomains of inhibition in patients with OCD, in which we have distinguished the regulation of cognitive and attentional responses from the regulation of motor behaviors. The results of this second study support the idea that a dysfunction of brain networks associated with cognitive rather than motor inhibition mechanisms is central to the expression of obsessive and compulsive symptoms.
In the discussion of this thesis, we will develop the idea that a cognitive inhibition deficit not only increases the presence of obsessions and their interference but also limits the disengagement of automatic and habitual striatum-dependent responses. This, in turn, amplifies the imbalance between the habit system and the goal-directed system, which, according to current OCD theories, would facilitate the development of compulsive behaviors. Lastly, we will contextualize this concept within the framework of current clinical treatments for OCD.
Οrdures ménagères résiduelles (ΟΜR) : mοdèle, mise en mοnture et stabilisatiοn/sοlidificatiοn
Doctorant·e
SAOUTI Leo
Direction de thèse
LEBLANC NATHALIE (Directeur·trice de thèse)
LEVACHER DANIEL (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
20/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UniLaSalle, 3 rue Tronquet 76130 Mont Saint Aignan
Rapporteurs de la thèse
LAFHAJ ZOUBIR ECOLE CENTRALE LILLE
SMITH AGNES Université de Limoges
Membres du jurys
DJERAN-MAIGRE IRINI,
,
Institut National des Sciences Appliquees de Lyon
LAFHAJ ZOUBIR,
,
ECOLE CENTRALE LILLE
LEBLANC NATHALIE,
,
UniLaSalle
LEVACHER DANIEL,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
PFLANZ FEDERIC,
,
SMITH AGNES,
,
Université de Limoges
ZMAMOU HAFIDA,
,
UniLaSalle
Résumé
Des millions de tonnes de déchets sont traités chaque année dans le monde entier. Il existe de grandes disparités dans les techniques de traitement des déchets en fonction du niveau de développement des pays. En France, une start-up angevine nommée Néolithe propose une nouvelle voie de traitement des déchets non dangereux non inertes, la fossilisation. Ce procédé est le suivant : broyage des déchets, mélange avec un liant hydraulique puis extrusion pour en faire des granulats appelés Anthropocite®. Les travaux de cette thèse concernent le traitement des ordures ménagères résiduelles (OMR). Ils comportent trois parties : la préparation d’un modèle représentatif des OMR, la valorisation de cendres en matrices liantes, et la solidification du modèle OMR avec différents liants retenus. La préparation du modèle représentatif des OMR nécessite pour les fractions organiques un séchage et un broyage adapté à la finesse de mouture souhaitée. Pour les déchets plastiques il convient d’utiliser des broyeurs spécifiques. Les cendres de biomasse - cendres volantes et de sous foyer - ont été étudiées : caractérisation et réactivité. Des essais d’activation (NaOH et Na2SiO3) ont porté sur les deux types de cendres avec comme variables : le ratio eau sur liant (E/B) et le ratio activateur sur précurseur (A/P). Un précurseur composé de cendres (P1) et de laitier (P3) a été proposé. Les conditions favorables pour l’obtention de résistances en compression minimales de 25 MPa à 28 jours sont un ratio de E/B de 0,4, un ratio A/P de 0,2 et un ratio P1/P3 de 1,50. Pour l’étude de mélanges avec les moutures d’OMR, les liants retenus ont été les suivants : un laitier activé, un précurseur composé de cendres et de laitier, un liant hydraulique dénommé Ligam et un ciment Portland (CEM I) Les premiers essais sur les mélanges ont permis d’établir les protocoles d’inclusion de fermentescibles d’ordures résiduelles (FOR). Tous les liants accusent des retards de prise et de solidification lors d’inclusion. Il est essentiel d’hydrater les déchets (FOR) lors du mélange avec les liants mais chaque liant présente un optimum d’ajout d’eau aux FOR différent. Il est possible de solidifier le modèle représentatif des OMR avec des liants hydrauliques comme avec des liants activés par des alcalins. Les liants hydrauliques semblent plus robustes quant à la nature des composants que représente l’inclusion du modèle OMR à des mortiers. Ces travaux permettent d’établir une base de données, nécessaire à la poursuite des travaux sur la solidification/stabilisation des OMR.
Abstract
Millions of tonnes of waste are treated every year throughout the world. There are wide disparities in waste treatment techniques, depending on the level of development of individual countries. In France, an Anjou-based start-up called Néolithe is proposing a new way of treating non-hazardous, non-inert waste: fossilisation. The process involves shredding the waste, mixing it with a hydraulic binder and then extruding it to produce aggregates called Anthropocite®. The work in this thesis concerns the treatment of municipal solid waste (MSW). It consists of three parts: the preparation of a model representative of residual household waste, the use of ash as a binder matrix, and the solidification of the residual household waste model with various selected binders. For organic fractions, the preparation of a model representative of household waste requires drying and shredding to suit the fineness of grind required. Specific shredders should be used for plastic waste. The characterisation and reactivity of biomass ash - fly ash and underfired ash - were studied. Activation tests (NaOH and Na2SiO3) were carried out on the two types of ash with the following variables: water to binder ratio (W/B) and activator to precursor ratio (A/P). A precursor composed of ash (P1) and slag (P3) was proposed. Favourable conditions to obtain minimum compressive strengths of 25 MPa at 28 days are a W/B ratio of 0.4, an A/P ratio of 0.2 and a P1/P3 ratio of 1.50. The following binders were selected for the study of mixes with SRM grindings: an activated slag, a precursor composed of ash and slag, a hydraulic binder called Ligam and a Portland cement (CEM I). The initial tests on the mixes enabled protocols for the inclusion of fermentable residual waste (FRW) to be established. All binders show delays in setting and solidification during inclusion. It is essential to hydrate the waste (FRW) when mixing with the binders, but each binder has a different optimum to add water to FRW. It is possible to solidify the model representative of MSW with hydraulic binders as well as with alkali-activated binders. Hydraulic binders appear to be more robust in terms of the nature of the components than the inclusion of the MSW model in mortars. This work makes it possible to establish a database, which is necessary for further work on the solidification/stabilisation of MSW.
Appοrt des technοlοgies ΤEΜΡ et ΤEΡ numériques en médecine nucléaire dans le dοmaine de l’οncοlοgie clinique et préclinique
Doctorant·e
DESMONTS Cedric
Direction de thèse
POULAIN Laurent (Directeur·trice de thèse)
AGOSTINI Denis (Co-directeur·trice de thèse)
LASNON CHARLINE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
20/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
CHU CAEN - Amphi "Oeuf"
Rapporteurs de la thèse
BUVAT IRENE UNIVERSITE PARIS 11 PARIS-SUD
CHEZE LE REST CATHERINE Université Poitiers
Membres du jurys
AGOSTINI Denis,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
BOURHIS DAVID,
Docteur,
CHRU de Brest
BUVAT IRENE,
,
UNIVERSITE PARIS 11 PARIS-SUD
CHEZE LE REST CATHERINE,
,
Université Poitiers
IMBERT LAETITIA,
Docteur,
Centre Hospitalier Régional et Universitaire de Nancy
LASNON CHARLINE,
Docteur,
Université de Caen Normandie (UCN)
POULAIN Laurent,
Directeur de recherche,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
La médecine nucléaire a connu ces dernières années d’importantes évolutions technologiques grâce à l’arrivée de caméras dites numériques, qui reposent sur l’utilisation de détecteurs semi-conducteurs. En tomographie d’émission monophotonique (TEMP), cette technologie a d’abord été introduite sur des caméras CzT dédiées à l’exploration cardiaque. Plus récemment, des caméras CzT 360° à champ de vue étendu ont été développées pour permettre des explorations tomographiques corps entier. De même, les caméras utilisées en tomographie par émission de positon (TEP) ont connu une transition vers des technologies numériques grâce à l’utilisation de nouveaux détecteurs SiPM. Ce travail a permis d’évaluer les performances de ces caméras TEMP et TEP numériques en médecine nucléaire dans le domaine de l’oncologie clinique et préclinique. Nous avons ainsi démontré les gains en sensibilité, en résolution en énergie et en contraste image obtenus à l’aide des caméras CzT 360° par rapport aux caméras de Anger conventionnelles. Il a également été démontré la faisabilité d’utiliser ce type de caméra, initialement développée pour l’homme, pour réaliser de l’imagerie chez le petit animal. Dans un second temps, nous avons évalué sur fantôme les caméras TEP SiPM pour une utilisation en préclinique. Nous avons ainsi mesuré des performances s’approchant de celles obtenues avec des caméras microTEP dédiées, en permettant l’imagerie simultanée de quatre animaux, et montré la possibilité de réaliser de la quantification avec une précision suffisante en oncologie préclinique.
Abstract
In recent years, nuclear medicine has undergone significant technological advances with the introduction of digital cameras based on the use of semiconductor detectors. In single-photon emission computed tomography (SPECT), this technology was first introduced on dedicated cardiac CzT cameras. More recently, 360° CzT cameras with extended field-of-view have been developed to enable whole-body tomographic explorations. Similarly, the cameras used in positron emission tomography (PET) have undergone a transition to digital technologies thanks to the use of new SiPM-based detectors. This work has allowed for the evaluation of the performance of these digital SPECT and PET cameras in nuclear medicine, within the field of clinical and preclinical oncology. We have thus demonstrated the improvements in sensitivity, energy resolution, and image contrast achieved through the use of 360° CzT cameras compared to conventional Anger cameras. Additionally, we demonstrated the feasibility of using this type of camera developed for humans, to perform preclinical imaging in small animals. Furthermore, we have evaluated SiPM-based PET cameras using phantoms for potential preclinical applications. We have thus measured performance approaching that obtained with dedicated microPET cameras, enabling simultaneous imaging of four animals, and demonstrated the ability to perform accurate quantification in preclinical oncology.
Dévelοppement de méthοdes biοinfοrmatiques d'analyses cοmbinatοires du patrimοine génétique de la tumeur et de sοn hôte : intérêt en diagnοstic mοléculaire et recherche transversale en cancérοlοgie.
Doctorant·e
SOIRAT Nicolas
Direction de thèse
KRIEGER Sophie (Directeur·trice de thèse)
CASTERA LAURENT (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
20/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre du Centre François Baclesse
Rapporteurs de la thèse
HARLE ALEXANDRE Université de Lorraine
MULLER JEAN Maître de conférences HDR Université de Strasbourg
Membres du jurys
CASTERA LAURENT,
,
Centre François Baclesse de Caen
CLATOT FLORIAN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
HARLE ALEXANDRE,
,
Université de Lorraine
KRIEGER Sophie,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
MULLER JEAN,
Maître de conférences HDR,
Université de Strasbourg
SEVENET NICOLAS,
,
Universite de Bordeaux
Résumé
Le séquençage à haut débit short-read d’ADN a favorisé une médecine personnalisée par la génomique, per- mettant d’identifier des anomalies moléculaires qui augmentent le risque de cancer ou guident la prise en charge thérapeutique. L’interprétation de ces variants est cruciale, notamment pour les cancers, où la diversité des indica- tions thérapeutiques nécessite des panels de gènes larges et des résultats rapides pour répondre aux contraintes de prise en charge des patients.
Nous avons développé DrugOrder un outil qui permet d’associer l’ensemble des thérapies disponibles pour des variants (SNV, CNV et fusions de gènes), dits actionnables. DrugOrder propose une classification basée sur le niveau de preuve par rapport à la thérapie considérée et l’impact du variant dans l’oncogénèse. DrugOrder est également capable d’identifier une similarité entre un nouveau variant non décrit et un variant équivalent déjà présent dans une base de données. DrugOrder a été évalué sur deux jeux de données, simulés et réels pour lesquels un ensemble de variants actionnables était préalablement connus. Cet outil a montré sa capacité à prioriser ces variants actionnables avec une haute efficacité.
En complément du séquençage short-read, de nouvelles technologies innovantes de séquençage long-read de l’ADN ou de l’ARN offrent la possibilité d’explorer des évènements complexes, composés de variants structuraux ou d’isoformes alternatives d’ARNm. Par conséquent, il est nécessaire de constituer des méthodologies d’analyses intégratives permettant de détecter ces événements à partir des données issues de séquençage long-read.
Avec le développement de LoRID, nous avons résolu une partie de ce défi pour les patientes atteintes du syndrome Hereditary Breast and Ovarian Cancer (HBOC). LoRID est un pipeline complet qui permet l’assemblage d’isoformes alternatives de l’ARN ainsi que leur annotation via un module appelé SOSTAR. Ce dernier permet de décrire les différents événements d’épissage composant une isoforme donnée, tout en quantifiant l’abondance de chaque isoforme. Notre outil a pu identifier un rétrotransposon SVA dans une famille atteinte du syndrome HBOC sans anomalies moléculaires connues, expliquant ainsi le trait génétique de ce syndrome pour cette famille.
Abstract
High-throughput sequencing has encouraged personalised medicine through genomics, making it possible to identify molecular anomalies that increase the risk of cancer or guide therapeutic management. The interpretation of these variants is crucial, particularly for cancers, where the diversity of therapeutic indications requires large gene panels and rapid results to meet patient management constraints.
We have developed DrugOrder, a tool that combines all available therapies for actionable variants (SNV, CNV and gene fusions). DrugOrder offers a classification based on the level of evidence for the therapy under consideration and the impact of the variant in oncogenesis. DrugOrder is also capable of identifying similarities between a new, undescribed variant and an equivalent variant already present in a database. DrugOrder was evaluated on two datasets, simulated and real, for which a set of actionable variants was previously known. The tool demonstrated its ability to prioritise these actionable variants effectively.
In addition to short-read sequencing, new innovative technologies for long-read sequencing of DNA or mRNA offer the possibility of exploring complex events composed of structural variants or alternative isoforms of mRNA. Consequently, there is a need to develop integrative analysis methodologies that can detect these events from long- read sequencing data.
With the development of LoRID, we have solved part of this challenge for patients with Hereditary Breast and Ovarian Cancer (HBOC) syndrome. LoRID is a complete pipeline that enables the assembly of alternative RNA isoforms and their annotation with a module called SOSTAR. The latter can be used to describe the different splicing events making up a given isoform, while quantifying the abundance of each isoform. Our tool was able to identify a SVA retrotransposon in a family suffering from HBOC syndrome with no known molecular anomalies, thus explaining the genetic trait of this syndrome in this family.
Ηémοdynamique cérébrale et périphérique dans un cοntexte de variatiοn de pressiοn de perfusiοn d'οrigine envirοnnementale οu pathοlοgique
Doctorant·e
LANEELLE Damien
Direction de thèse
NORMAND Herve (Directeur·trice de thèse)
MAHE GUILLAUME (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
20/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Caen, Pole de Formation et de Recherche en Santé, amphithéatre 210
FORTRAT JACQUES-OLIVIER,
Maître de conférences HDR,
Université d'Angers
LE HELLO CLAIRE,
,
Université Jean Monnet
MAHE GUILLAUME,
,
UNIVERSITE RENNES 1
MAUREL DESANLIS BLANDINE,
,
Nantes Université
NORMAND Herve,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
L’hémodynamique occupe une place centrale dans la prise en charge des maladies vasculaires et en physiologie gravitationnelle. Les travaux présentés ici explorent l’analyse spectrale du signal doppler (ou sonogramme) dans l’artériopathie et l’effet de la microgravité sur l’hémodynamique cérébrale. La reproductibilité de l’analyse de sonogramme est faible quelle que soit la classification utilisée (κ=0.522 [0.520-0.523], p < 0.005 avec 4 catégories, κ=0.546 [0.544-0.547], p < 0.001 avec 13 catégories), indépendamment du diplôme ou de l’expérience. La classification à 13 catégories a un taux de déviance faible par rapport aux autres (5% contre 82 à 88%). Ces résultats encouragent à identifier une méthode d’analyse du sonogramme plus reproductible. Les transitions gravitationnelles sont associées à une augmentation des biomarqueurs de rupture de la barrière hémato-encéphalique ainsi que du stress oxydant et nitrosant (augmentation des protéines GFAP et S100ß, augmentation des radicaux libres et réduction du monoxyde d’azote biodisponible, p < 0,05). La microgravité entraine une augmentation sélective rapide du débit sanguin de l’artère carotide externe ( ̇𝑄ECA, 46% ; p = 0,030, mesuré en échodoppler) alors que le débit sanguin cérébral (DSC) reste identique. Les variations de DSC liées à l’hypercapnie (+ 29% ±18) ou à l’hypovolémie simulée (- 11% ±10) ainsi que la distribution de ce DSC (entre les circulations cérébrales antérieure et postérieure, mesuré en angiographie de flux par résonance magnétique) sont indépendantes de l’anatomie artérielle intracrânienne. Ces résultats encouragent à évaluer l’effet combiné de l’hypoxie et de la microgravité sur le ̇𝑄ECA ainsi que le lien avec les troubles neuro-oculaires associés aux vols spatiaux. La perspective commune est l’étude des résistances vasculaires périphériques afin d’une part de standardiser les conditions d’acquisition des sonogrammes dans le cadre de l’artériopathie ; et d’autre part, d’étudier les potentielles contre-mesures permettant une régulation des débits artériels dans le cadre de la physiologie gravitationnelle.
Abstract
The work presented here explore the spectral analysis of the sonogram and the impact of microgravity on cerebral hemodynamics. The reproducibility of sonogram analysis by classification is low (κ=0.522 [0.520-0.523], p<0.005 with 4 categories, κ=0.546 [0.544-0.547], p<0.001 with 13 categories) independently of the professional’s diploma or experience. The 13-category classification had a low deviance rate (5% compared with 82% to 88%). Gravitational transitions can promote a minor rupture of the blood-brain barrier (significant increase in specific biomarkers, p < 0.05). Microgravity causes a selective increase in external carotid artery blood flow ( ̇𝑄ECA, 46%; p = 0.030) while cerebral blood flow (CBF) remains unchanged. The variations in CBF associated with hypercapnia (+29% ±18) or simulated hypovolemia (-11% ±10) and the distribution of this CBF were independent of intracranial arterial anatomy. These results encourage us to evaluate the combined effect of hypoxia and microgravity on the ̇𝑄ECA as well as the link with the spaceflight associated neuro-ocular syndrome. The common perspective is to study the control of peripheral vascular resistance in order, on the one hand, to standardize the conditions for acquiring sonograms in the context of arteriopathy and, on the other hand, to study potential countermeasures for regulating the arterial flow in the context of gravitational physiology.
Stratégie de traitement visant les récepteurs 5-ΗΤ6 dans un mοdèle animal de schizοphrénie innοvant
Doctorant·e
LAHOGUE Caroline
Direction de thèse
BOUET Valentine (Directeur·trice de thèse)
BILLARD JEAN-MARIE (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
PFRS - Amphithéâtre 210
Rapporteurs de la thèse
BECAMEL CARINE Maître de conférences HDR Université de Montpellier
VAILLEND CYRILLE Directeur de recherche institut des Neurosciences Paris-Saclay - NeuroPSI CNRS
Membres du jurys
BECAMEL CARINE,
Maître de conférences HDR,
Université de Montpellier
BILLARD JEAN-MARIE,
Directeur de recherche,
Université de Caen Normandie (UCN)
BOUET Valentine,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
DOLLFUS SONIA,
,
CHU de Caen
NAASSILA MICKAEL,
,
UNIVERSITE AMIENS PICARDIE JULES VERNE
VAILLEND CYRILLE,
Directeur de recherche,
institut des Neurosciences Paris-Saclay - NeuroPSI CNRS
Résumé
La schizophrénie (SCZ) est une maladie mentale multifactorielle qui entraîne des répercussions souvent dramatiques sur la vie personnelle et professionnelle des patients. Si au moins un tiers des patients atteints de SCZ connaît une rémission des symptômes, d’autres les voient persister, voire s’aggraver au fil du temps. Afin d’améliorer les traitements actuels et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques de la maladie, une amélioration des modèles animaux est primordiale et doit se rapprocher de son étiologie complexe. Nous avons ici développé un nouveau modèle animal multifactoriel qui associe chez la souris un facteur génétique (1er hit, délétion du gène de la sérine racémase) avec un stress environnemental précoce (2ème hit, séparation maternelle de 24h au 9ème jour de vie). Notre étude comportementale montre que l’interaction des deux facteurs permet de générer des symptômes de type productif ainsi que des déficits cognitifs, présents dans la SCZ. Une étude électrophysiologique ex-vivo parallèle ne révèle pas en revanche de physiopathologie spécifique de l’activité fonctionnelle du champ CA1 de l’hippocampe dans ce modèle. Nous avons ensuite testé l’efficacité du blocage des récepteurs à la sérotonine de type 6 (5-HT6R) par un antagoniste sélectif, le SB-271046. Ce blocage induit des effets bénéfiques sur les déficits cognitifs, notamment mnésiques, et améliore les déficits de mémoire de travail et de sociabilité chez les souris 2-hit. L’étude électrophysiologique montre que l’antagonisme des 5-HT6R facilite la neurotransmission glutamatergique par deux mécanismes distincts selon le sexe : une activation indirecte des neurones pyramidaux chez les individus mâles par un mécanisme de désinhibition GABAergique et une activation directe des neurones pyramidaux chez les sujets femelles. Chez les souris 2-hit, seul le mécanisme de désinhibition des neurones pyramidaux induit chez les mâles par le blocage des 5-HT6R est altéré.
Ce travail de thèse montre l’intérêt de développer des modèles multifactoriels de SCZ pour mieux cerner les interactions pouvant exister entre différents facteurs de risque de la maladie. Il montre également des limites pour considérer les 5-HT6R comme une cible thérapeutique dans le traitement de certains déficits associés à la SCZ, mais suggère plutôt son utilité comme traitement complémentaire associé aux neuroleptiques.
Abstract
Schizophrenia (SCZ) is a multifactorial mental disease which has repercussions on patients' personal and professional lives. While at least 1/3 of patients with SCZ present a remission of symptoms, other patients display persistent or even an aggravation of symptoms over time. To improve current treatments by testing new therapeutic targets, animal models need to be improved to get closer to the etiology of SCZ. We have developed a new multifactorial model which combines in mouse a genetic factor (1st hit, deletion of the serine racemase gene) with an early environmental stress (2nd hit, maternal separation for 24h on postnatal day 9). Our behavioral study showed that the interaction between the two factors in 2-hit mice leads to productive-like symptoms and cognitive deficits, observed in SCZ. However, the ex-vivo electrophysiological study reveals no specific pathophysiology of the functional activity of the hippocampal CA1 field in this model. Then, we tested the efficacy of blockade of serotonin subtype 6 receptors (5-HT6R) with a selective antagonist, SB-271046. This blockade induces beneficial effects on cognitive deficits, particularly memory, by improving working memory and sociability deficits in 2-hit mice. Electrophysiological studies show that 5-HT6R antagonism facilitates glutamatergic neurotransmission by two distinct sex-dependent mechanisms: an indirect activation of pyramidal neurons in males via a blockade of GABAergic inhibition, and a direct activation of pyramidal neurons in females. In 2-hit mice, only the disinhibition mechanism of pyramidal neurons induced in males by 5-HT6R blockade is altered.
This thesis shows the interest of developing multifactorial models to get closer to the complex etiology of SCZ. It also shows the potential of 5-HT6R to treat several SCZ-related deficits, which are currently untreated, and suggests that it could be a useful adjunct treatment to neuroleptics.
Οptimisatiοn de la détectiοn et de l'interpretatiοn des variatiοns génοmiques issues de dοnnées d'exοmes pοur les études cas-cοntrôles
Doctorant·e
QUENEZ Olivier
Direction de thèse
NICOLAS GAEL (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéatre Dumesnil, Batiment Stewart - faculté de médecine , Rue du professeur Stewart 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
DE TAYRAC MARIE UNIVERSITE RENNES 1
JACQUEMONT SEBASTIEN Université de Montréal (UdeM)
Membres du jurys
BELLENGUEZ CELINE,
,
Universite de Lille
DE TAYRAC MARIE,
,
UNIVERSITE RENNES 1
GENIN EMMANUELLE,
,
Universite Bret. Occidentale Ubo
JACQUEMONT SEBASTIEN,
,
Université de Montréal (UdeM)
NICOLAS GAEL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
THEVENON JULIEN,
,
Universite Grenoble Alpes
Résumé
Au cours des 20 dernières années, l'évolution des nouvelles technologies a révélé la grande variabilité
de notre génome depuis la simple substitution jusqu'aux réarrangements chromosomiques. Les
technologies de séquençage à haut débit ont particulièrement amélioré l’identification et
l’interprétation des variations de petite taille tout en offrant l’opportunité d’explorer les variations de
structure avec une résolution supérieure à celle disponible grâce aux analyses pangénomiques sur
puces. Néanmoins, l’identification des variations de structure, et plus particulièrement des variations
du nombre de copies (CNV) à partir de données de séquençage par capture, a été sous exploitée et
peu évaluée. Notre objectif principal était de mettre en place un pipeline bioinformatique basé sur la
profondeur de lecture pour l’identification des CNV, puis de l’appliquer à une études cas-témoins
d’exome dans le cadre de la recherche sur la maladie d’Alzheimer.
La maladie d’Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative la plus fréquente. Les facteurs
génétiques individuels jouent un rôle important dans son déterminisme et de multiples facteurs de
risque ont été identifiés, essentiellement des substitutions et petites insertions/délétions. Pourtant,
des variations de structure ont déjà été identifiées dans des formes monogéniques de MA, comme les
duplications complètes du gène APP. Les CNV restent très peu étudiés dans la MA et nous avons
souhaité appliquer une approche cas-témoins à partir de données massives d’exomes pour détecter
des CNV contribuant au risque de MA.
Dans un premier temps, nous avons établi une stratégie d'analyse basée sur le logiciel CANOES afin de
détecter les CNV à partir de données de NGS issues d’une capture (panel, exomes). Cette approche a
été validée à travers deux grands jeux de données de panels et d’exomes comparés à des techniques
indépendantes. Dans le premier jeu de données (panels), la sensibilité et la spécificité étaient de 100%
et nous obtenons une sensibilité de 87,25 % et une valeur prédictive positive de 88,5% sur la détection
de CNV sur les données de séquençage d'exomes.
Par la suite, nous avons appliqué cette approche aux données d’exomes issues des consortium ADES
(Alzheimer Disease Exome Sequencing) et ADSP (Alzheimer Disease Sequencing Project), regroupant,
après un contrôle qualité extensif développé dans le cadre de ces travaux, 22 094 individus répartis
entre 4077 formes précoces de MA, 8458 formes tardives et 9559 témoins. Nous avons mis au point
des analyses au niveau des transcrits et appliqué une méthode statistique basée sur les dosages
appliquée aux formes précoces et aux témoins. Nous avons pu identifier plusieurs potentiels nouveaux
facteurs de risque dont la région du chr22q11.21, déjà impliquée dans les troubles du
neurodéveloppement (p=3,8x10-4). De plus, nous avons identifié des délétions très rares dans les
gènes ABCA1 et ABCA7 dont les variations perte de fonction sont connues comme facteurs de risque
de MA depuis peu, et nous avons réalisé une analyse conjointe des délétions et des variations perte
de fonction de petite taille.
En conclusion, nous avons montré que la détection de CNV issus de données d’exome est fiable et nous
en avons mesuré les performances et les limites avant de les appliquer à un grand jeu de données afin
d’identifier de nouveaux mécanismes contribuant au développement de la maladie d’Alzheimer.
Abstract
Over the past 20 years, the evolution of new technologies has revealed the great variability of our
genome, from simple substitutions to chromosomal rearrangements. High-throughput sequencing has
particularly improved the identification and interpretation of small variations, while offering the
opportunity to explore structural variations with a higher resolution than that available with genome-
wide microarray analyses. Nevertheless, the identification of structural variations and more specifically
copy number variations (CNVs) from capture sequencing data, has been under exploited and under
evaluated. Our main objective was to develop a read depth based bioinformatics pipeline for CNV
identification, and then apply it to a case-control exome study in Alzheimer’s disease research.
Alzheimer’s disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder. Individual genetic factors
play an important role in its determinism, and multiple risk factors have been identified, mainly
substitutions and small insertions/deletions. However, structural variations have already been
identified in monogenic forms of AD, such as complete duplication of APP gene. CNVs remain largely
unstudied in AD, we set out to apply a case-control approach using massive exome data to detect CNVs
contributing to AD risk.
As a first step, we established an analysis strategy based on CANOES software to detect CNVs from
NGS data derived from a capture (gene panels, exomes). This approach was validated using 2 large
gene panels and exome datasets, compared with independent targeted techniques. In the first dataset
(gene panels), sensitivity and specificity were 100%, and we obtained a sensitivity of 87.25% and a
predictive positive value of 88.5% for CNV detection in whole exome sequencing data.
We then applied this approach to whole exome data from the ADES (Alzheimer Disease Exome
Sequencing) and ADSP (Alzheimer Disease Sequencing Project) consortia, grouping, after extensive
quality control developed as part of this work, 22,094 samples divided between 4077 early onset cases,
8458 late onset and 9559 controls. We developed transcript-level analyses and applied a statistical
method based on dosage applied on early onset cases and controls. We were able to identify several
potential new risk factors, including the 22q11.21 regions, already implicated in neurodevelopmental
disorders (p=3,8x10-4). In addition, we identified rare deletions in ABCA1 and ABCA7 genes, whose
loss-of-function variations have recently been identified as risk factors for AD, and carried out a joint
analysis of deletions and small loss-of-function variations.
In conclusion, we have shown that CNV detection from exome data is reliable, and we have measured
its performance and limitations before applying it to a large dataset to identify new mechanisms
contributing to the development of Alzheimer's disease.
Ιmpacte de l'inhibitiοn de l'activité phοsphatase de l'épοxyde hydrοlase sοluble dans les calcificatiοns cardiοvasculaires.
Doctorant·e
MESSAOUDI Hind Boutheina
Direction de thèse
BELLIEN JEREMY (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 13:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé Bâtiment Stewart rue stewart 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
CALIGIURI GIUSEPPINA UNIVERSITE PARIS 7 PARIS DIDEROT
JAISSER FREDERIC Sorbonne Universite
Membres du jurys
BELLIEN JEREMY,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CALIGIURI GIUSEPPINA,
,
UNIVERSITE PARIS 7 PARIS DIDEROT
CAPOULADE ROMAIN,
,
Nantes Université
HENAUT LUCIE,
,
UNIVERSITE AMIENS PICARDIE JULES VERNE
JAISSER FREDERIC,
,
Sorbonne Universite
VAN WYNSBERGHE MARGAUX,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
Les calcifications cardiovasculaires, également appelées calcifications ectopiques, sont un phénomène pathologique très fréquent. Leur développement est étroitement associé au vieillissement, au diabète, à l’hypertension artérielle, à l’athérosclérose et à l’insuffisance rénale chronique. L'apparition et la progression de ces calcifications augmentent le risque d’évènements cardiovasculaires chez les patients. Il est désormais reconnu que les calcifications cardiovasculaires sont le résultat d’un processus actif conduisant à la formation de dépôts de cristaux d’hydroxyapatite, qui présente des similitudes avec le processus de minéralisation osseuse. Ces calcifications peuvent se développer dans la paroi vasculaire, notamment dans la média, où les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) se transforment en cellules ostéoblastiques, ainsi que dans la valve aortique, entraînant le développement d'un rétrécissement aortique calcifié (RAC). Malheureusement, à ce jour, aucun traitement pharmacologique ne s’avère efficace pour prévenir ou ralentir le développement des calcifications cardiovasculaires. Dans ce contexte, l'époxyde hydrolase soluble (sEH) pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique. La sEH, codée par le gène EPHX2, est une enzyme bifonctionnelle. Elle possède non seulement une activité époxyde hydrolase (sEH-H) dans son domaine C-terminal, mais présente également une activité lipidique phosphatase (sEH-P) dans son domaine N-terminal. Alors que de nombreuses études ont été menées sur l'activité sEH-H, conduisant au développement d'inhibiteurs pharmacologiques utilisés en clinique, peu d'informations sont actuellement disponibles concernant le rôle physiologique et pathologique de l'activité de la sEH-P. Bien qu'il ait été initialement démontré qu'elle contribue à la stabilisation de l'activité hydrolase ou à la dimérisation de l'enzyme, certaines données récentes indiquent que le sEH-P métabolise d'autres médiateurs lipidiques importants, tels que les acides lysophosphatidiques (LPAs) intracellulaires, qui sont impliqués dans un large éventail de fonctions biologiques telles que le tonus vasculaire et l’inflammation. En utilisant des approches in vitro sur des cellules humaines interstitielles valvulaires (VIC) et ex vivo sur des aortes et des valves de rat, le rôle du domaine sEH-P a été évalué dans les calcifications cardiovasculaires. Des études in vivo ont été réalisées en utilisant le modèle de rat transgénique knock-in pour la sEH-P (KI-sEH-P) afin d'évaluer l’impact de l’inhibition de cette activité dans le développement des calcifications artérielles et le développement du RAC dans un modèle d'insuffisance rénale chronique chez le rat soumis à un régime normal ou riche en phosphate.
Les résultats de ces études ont montré que le sEH-P contribue au développement de la calcification vasculaire en dégradant l'inhibiteur de minéralisation, les anions pyrophosphates, dans les cellules endothéliales et en réduisant l'activation du PPAR médiée par les LPA. De plus, l'inhibition de la sEH-P a empêché la calcification de la valve aortique et ses conséquences hémodynamiques dans le modèle de rat néphrectomisé soumis à un régime riche en phosphate.
En conclusion, ce travail révèle que l’activité phosphatase de la sEH est un acteur clé dans le développement des calcifications cardiovasculaires, soulignant l’intérêt de développer des inhibiteurs pharmacologiques de la sEH-P actifs in vivo comme stratégie thérapeutique potentielle pour leur traitement et ainsi l’amélioration du pronostic des patients.
Abstract
Cardiovascular calcifications, also known as ectopic calcifications, are a very common pathological phenomenon. Their development is closely associated with aging, diabetes, high blood pressure, atherosclerosis, and chronic kidney failure. The appearance and progression of these calcifications increases the risk of cardiovascular complications in patients. It is now recognized that cardiovascular calcifications are the result of an active process leading to the formation of hydroxyapatite crystal deposits, which has similarities to the process of bone mineralization. These calcifications can develop in the vessel wall, particularly in the media, where vascular smooth muscle cells (VSMCs) transform into osteoblastic cells, as well as in the aortic valve, leading to the development of aortic stenosis (AS). Unfortunately, to date, no effective pharmacological treatment is available to prevent or slow the development of cardiovascular calcifications. In this context, soluble epoxide hydrolase (sEH) could constitute a new therapeutic target. sEH, encoded by the EPHX2 gene, is a bifunctional enzyme. It not only possesses an epoxide hydrolase activity (sEH-H) in its C-terminal domain, but also exhibits a lipid phosphatase activity (sEH-P) in its N-terminal domain. While numerous studies have been conducted on sEH-H activity, even leading to the clinical development of pharmacological inhibitors, little information is currently available regarding the physiological and pathological role of the sEH-P activity. Although originally shown to contribute to the stabilization of hydrolase activity or dimerization of the enzyme, some recent data indicate that sEH-P metabolizes other important lipid mediators, such as intracellular lysophosphatidic acids (LPA), which are involved in a wide range of biological functions such as vascular tone and inflammation. Using in vitro approaches on valvular interstitial human cells (VICs) and ex vivo experiments on rat aortas and valves, the role of sEH-P domain in cardiovascular calcifications was assessed. Furthermore, to determine the impact of the deletion of the sEH-P activity, in vivo studies were carried out using the knock-in sEH-P transgenic rat model (KI-sEH-P). The latter, allowed evaluating the development of arterial calcifications and AS in a model of chronic renal failure in rats subjected to a normal diet or a diet rich in phosphate.
The results of this study showed that sEH-P contributes to the development of vascular calcification by the degradation of the mineralization inhibitor pyrophosphate anions in endothelial cells and by reducing LPA-mediated activation of PPAR. In addition, the inhibition of sEH-P prevents aortic valve calcification and its hemodynamical consequences in nephrectomized rats fed with a high-phosphate diet.
Altogether, our study reveals that the phosphatase activity of sEH is a key player in the development of cardiovascular calcifications, highlighting the interest of developing pharmacological inhibitors of sEH-P as a potential therapeutic strategy for their treatment and thus for improving patient prognosis.
Emοtiοn et prise de décisiοn chez la seiche, Sepia.
Doctorant·e
PEYRAFORT Manon
Direction de thèse
DICKEL Ludovic (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
Université de Caen Normandie
Rapporteurs de la thèse
BOISSY ALAIN Directeur de recherche Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
DECHAUME-MONCHARMONT FRANCOIS-XAVIER Université Claude Bernard - Lyon 1
Membres du jurys
BOISSY ALAIN,
Directeur de recherche,
Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
COLSON VIOLAINE,
,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
DARMAILLACQ Anne-Sophie,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
DECHAUME-MONCHARMONT FRANCOIS-XAVIER,
Maître de conférences HDR,
Universite de Bourgogne
DESTREZ ALEXANDRA,
Maître de conférences,
AGROSUP Dijon
DICKEL Ludovic,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
En 2013, les céphalopodes sont intégrés dans la directive européenne 2010/63/UE qui impose aux scientifiques de leur fournir des conditions de bien-être en laboratoire. Or, ils ne disposent d’aucun outil d’évaluation. Les réponses émotionnelles des animaux s’avèrent être de bons indicateurs pour évaluer leur bien-être en captivité. Cette thèse vise donc à identifier des indicateurs comportementaux chez la seiche commune. La seiche réalise des changements d’apparence (chromatiques et texturaux), qui s’apparentent dans leur fonctionnement aux expressions faciales des vertébrés. Ces changements s’observent notamment dans un contexte alimentaire, un contexte propice à l’expression d’émotions. Dans un premier temps, les travaux menés décrivent les changements d’apparence des seiches lors de l’attaque d’une proie pour mettre en évidence de potentiels indicateurs comportementaux. Dans un second temps, ces derniers sont évalués dans des contextes de prédation de valence et d’intensité différentes, ainsi que dans un contexte social compétitif. Les résultats obtenus mettent en évidence 8 composants (1 textural et 7 chromatiques, dont 3 que nous avons découverts) qui sont exprimés différemment d’une seiche à l’autre et d’un contexte à l’autre. Nous supposons alors qu’en fonction de leur personnalité, les seiches réalisent lors de l’attaque d’une proie deux stratégies de camouflage différentes (l’une chromatique et l’autre textural) dirigées vers un prédateur. Pour les seiches utilisant la première stratégie, les changements chromatiques observés semblent liés aux émotions associées à leurs préférences et leur motivation. En conclusion, cette thèse indique pour la première fois que les seiches possèdent des émotions et propose 6 composants chromatiques comme outils d’évaluation du bien-être alimentaire des seiches.
Abstract
In 2013, cephalopods were included in European Directive 2010/63/EU, which requires scientists to provide them with welfare conditions in the laboratory. However, they do not have any assessment tools. The emotional responses of animals are proving to be good indicators for assessing their welfare in captivity. The aim of this thesis is therefore to identify behavioural indicators in common cuttlefish. Cuttlefish make changes to their appearance (chromatic and textural), which are similar in function to the facial expressions of vertebrates. These changes are particularly noticeable in a feeding context, a context that is conducive to the expression of emotions. Firstly, the work describes changes in the appearance of cuttlefish when attacking prey in order to identify potential behavioural indicators. These were then evaluated in predation contexts of different valence and intensity, as well as in a competitive social context. The results highlight 8 components (1 textural and 7 chromatic, 3 of which we discovered) that are expressed differently from one cuttlefish to another and from one context to another. We therefore assume that, depending on their personality, cuttlefish use two different camouflage strategies (one chromatic and the other textural) directed towards a predator when attacking prey. For cuttlefish using the first strategy, the chromatic changes observed seem to be linked to the emotions associated with their preferences and motivation. In conclusion, this thesis indicates for the first time that cuttlefish possess emotions and proposes 6 chromatic components as tools for evaluating the feeding welfare of cuttlefish.
Rejet humοral d'allοgreffe rénale et allο-immunisatiοn ΗLA
Doctorant·e
DE NATTES Tristan
Direction de thèse
CANDON SOPHIE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen
Rapporteurs de la thèse
GATAULT PHILIPPE Universite de Tours
SNANOUDJ RENAUD UNIVERSITE PARIS-SACLAY
Membres du jurys
BERTRAND DOMINIQUE,
,
CANDON SOPHIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CARCELAIN GUISLAINE,
,
Université Paris Cité
GATAULT PHILIPPE,
,
Universite de Tours
RABANT MARION,
,
Université Paris Cité
SNANOUDJ RENAUD,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
Résumé
La transplantation rénale est le meilleur traitement de l’insuffisance rénale chronique terminale, que ce soit en termes d’espérance ou de qualité de vie. Malgré les progrès réalisés en immunologie de la transplantation et dans la gestion globale des patients transplantés, la principale étiologie de perte de greffon reste le rejet, et en particulier le rejet humoral.
L’évaluation du risque de rejet humoral repose principalement sur le dosage des anticorps anti-HLA dirigés contre le greffon. Pourtant, il apparait que ces anticorps ont un faible pouvoir prédictif de l’incidence et du pronostic du rejet, ce qui pourrait être expliqué par une hétérogénéité de leurs caractéristiques intrinsèques. Ces caractéristiques dépendent des cellules responsables de leur sécrétion, plasmocytes à courte et longue durée de vie, et donc indirectement des cellules responsables du maintien du pool de ces cellules sécrétrices d’anticorps : les lymphocytes B mémoires. Il a été montré en pathologies infectieuses que ces lymphocytes B mémoires sont hétérogènes en termes de phénotype, de fonction, de degré de clonalité et de diversification de leur BCR (B-cell receptor). Néanmoins, ceci n’a pas encore été analysé en transplantation rénale. Un des objectifs de cette thèse était d’étudier le degré d’hétérogénéité des lymphocytes B mémoires HLA-spécifiques chez des patients immunisés en attente de transplantation rénale. Pour ce faire, une analyse en cellule unique de lymphocytes B mémoires HLA-spécifiques de patients présentant différents contextes et degré d’immunisation a été réalisée, dans le but d’identifier leurs caractéristiques phénotypiques et transcriptomiques et la diversification de leur répertoire BCR.
La deuxième partie des travaux s’est concentrée sur les modalités diagnostiques du rejet de greffe rénale. Depuis quelques années, des outils de biologie moléculaire sont disponibles, permettant d’évaluer des centaines de transcrits exprimés dans le tissu de biopsie. Ces outils donnent la possibilité de décrire de nouvelles voies physiopathologiques, et potentiellement d’améliorer le diagnostic du rejet, en particulier le rejet humoral. Néanmoins, leur utilisation en pratique courante est restreinte du fait de leur faible disponibilité, des difficultés à interpréter les données produites, et de leur coût. De plus, du fait de cette sous-utilisation en pratique clinique, leur impact exact dans la prise en charge des patients n’est pas déterminé. Au cours de cette thèse, un outil de diagnostic moléculaire ayant des caractéristiques compatibles avec une utilisation en pratique clinique a été développé. Celui-ci permet de diagnostiquer le rejet et de le classer en rejet humoral ou cellulaire. Dans un second temps, cet outil a été confronté à des situations cliniques litigieuses, afin d’évaluer son intérêt en pratique courante.
À travers ces travaux, cette thèse vise d’une part à améliorer la compréhension de la réponse humorale en transplantation rénale, afin de contribuer à terme à mieux stratifier le risque immunologique en transplantation, et d’autre part à améliorer les modalités diagnostiques du rejet en aidant à la généralisation des outils de biologie moléculaire appliqués aux biopsies de greffons rénaux.
Abstract
Kidney transplantation is the best treatment of end-stage renal disease, improving life quality and quantity. Despite advances in pathophysiological knowledge of kidney transplant immunology, kidney transplant rejection remains the major cause of allograft dysfunction, especially antibody-mediated rejection.
Antibody-mediated rejection risk assessment is based on the evaluation of donor-specific anti-HLA antibodies. However, these antibodies have a poor predictive value for incidence and prognosis of rejection. This could be explained by the heterogeneity of their intrinsic characteristics. These characteristics depend on cells responsible for their secretion, which include short- and long- lived plasma cells. Consequently, they indirectly depend on the cells responsible for maintaining the pool of these antibody-secreting cells, such as memory B cells. In infectious diseases, it is known that memory B cells are heterogeneous in terms of phenotype, function, degree of clonality, and diversification of their B-cell receptor (BCR). However, this heterogeneity has not been examined in the context of kidney transplantation.
The aim of the first part of this thesis was to study the heterogeneity of HLA-specific memory B cells in sensitised patients on kidney transplant waiting list. To this end, single-cell analysis of HLA-specific memory B cells from patients with various aetiologies and degrees of immunisation was performed. This led to their phenotypic and transcriptomic characterisation and to the assessment of their BCR repertoire.
The second part of this thesis was dedicated to the diagnosis of kidney transplant rejection.
In recent years, biopsy-based transcriptomics has emerged, enabling the assessment of hundreds of transcripts in kidney biopsy tissue. These tools provide the opportunity to elucidate new physiopathological pathways and potentially enhance the diagnosis of rejection, especially humoral rejection. However, their application in clinical practice is still limited due to their restricted availability, required expertise for data processing and interpretation, and cost. Furthermore, their exact impact on patient management remains undetermined. Here, a molecular diagnostic tool with characteristics suitable for clinical use was developed. This tool enables the diagnosis of rejection and its classification between antibody-mediated and T-cell mediated rejection. Subsequently, this tool was assessed in ambiguous clinical situations to evaluate its impact in clinical practice.
Through these studies, this thesis focused on enhancing our understanding of the humoral response in renal transplantation, which could help improving immunological risk stratification in transplantation. Additionally, it aimed to improve biopsy-based transcriptomics in the diagnosis of kidney transplant rejection.
Ιntérêt de l'évaluatiοn isοcinétique en traumatοlοgie spοrtive: de la préventiοn primaire à la réhabilitatiοn.
Doctorant·e
DRIGNY Joffrey
Direction de thèse
GAUTHIER Antoine (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 13:30
Lieu de la soutenance
Auditorium-PFRS
Rapporteurs de la thèse
DUPEYRON ARNAUD Université de Montpellier
OLIVIER NICOLAS Maître de conférences HDR Université de Lille
Membres du jurys
DEGACHE FRANCIS,
Docteur,
Université Jean Monnet
DUPEYRON ARNAUD,
,
Université de Montpellier
GAUTHIER Antoine,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LEFEVRE MARIE-MARTINE,
,
Université Paris Cité
OLIVIER NICOLAS,
Maître de conférences HDR,
Université de Lille
THOREUX PATRICIA,
,
Sorbonne Université
Résumé
Objectif : L’évaluation isocinétique de la fonction musculaire en traumatologie sportive est souvent limitée à la mesure de la force musculaire avec une applicabilité clinique restreinte. Le but de ce travail est d’étudier l’utilisation de l’évaluation isocinétique pour la mesure des paramètres de la fonction musculaire (force, propriétés passives et proprioception) en traumatologie sportive. Nous proposons l’étude de deux situations cliniques fréquentes de la prévention primaire à la prévention tertiaire.
Le cadre théorique rappelle les bases anatomiques ainsi que les propriétés du complexe musculo-tendineux et leurs modalités d’évaluation, en insistant sur l’évaluation isocinétique. Ensuite nous présentons en quoi l’évaluation isocinétique présente un intérêt en traumatologie sportive.
La première partie étudie la validité de l’évaluation isocinétique des muscles rotateurs d’épaule dans la prévention des blessures d’épaule dans 2 sports « overhead », l’un bilatéral et l’autre unilatéral, caractérisés par des exigences biomécaniques différentes : la natation et le badminton. Dans ces sports, un ratio fonctionnel < 2:3 mesuré lors du bilan présaison est associé à un risque 2 à 4,5 fois supérieur de se blesser au cours de la saison sportive. L’utilisation d’une vitesse rapide est plus discriminante qu’une vitesse lente pour identifier le risque de blessure dans le badminton. Le ratio fonctionnel diminue avec le nombre d’années de pratique sportive dans ces 2 sports, et donc augmente le risque de blessure.
La seconde partie aborde l’évaluation isocinétique réalisée dans le suivi d’une reconstruction du ligament croisé antérieur (R-LCA) afin d’optimiser l’analyse de la fonction musculaire. Tout d’abord, pour l’analyse de la force, nos travaux valident des critères décisionnels pour le bilan du 4ème mois. Un indice de symétrie ≥60% pour les extenseurs et >72% pour les fléchisseurs du genou sont associés à la symétrie optimale au 8ème mois, au retour à la performance sportive à 2 ans et au risque d’une nouvelle blessure grave du genou (opéré et controlatéral) avec un suivi moyen de 3 ans. Par ailleurs, nous démontrons que l’analyse du profil force-vitesse via une méthode à 2 points est faisable, sensible et applicable dans le processus décisionnel du retour au sport, sans ajouter de mesure au bilan isocinétique habituel. Ensuite, une étude des paramètres passifs du complexe musculo-tendineux des fléchisseurs du genou en isocinétisme montre une diminution de la raideur du côté opéré, comparée avec le côté controlatéral et un groupe contrôle. Ceci pourrait être associé à une altération des propriétés biomécaniques et proprioceptives du genou opéré. Enfin, deux études évaluent les propriétés proprioceptives, l’une étude méthodologique identifie les paramètres de proprioception associés avec les tests fonctionnels du genou dans une population saine tandis qu’une étude prospective dans le suivi d’une R-LCA montre que la dominance exerce une influence sur la proprioception du genou au 4ème mois postopératoire, elle-même associée au statut psychologique du sportif.
Conclusion : En utilisant des situations cliniques fréquentes en prévention primaire/secondaire et tertiaire, nos résultats montrent que l’évaluation isocinétique présente un intérêt clinique dans l’évaluation de la fonction musculaire en traumatologie sportive, au-delà de la seule mesure de force.
Abstract
Objective: Isokinetic testing of muscle function in sports traumatology is often limited to the measurement of muscle strength with restricted clinical applicability. The purpose of this work is to study the use of isokinetic dynamometry for measuring parameters of muscle function (strength, passive properties, and proprioception) in sports traumatology. We propose the study of two common clinical situations from primary to tertiary prevention.
The theoretical framework reviews anatomical basics and properties of the muscle-tendon complex and their assessment, with a focus on isokinetic testing. Then, we present how isokinetic testing of muscle functions is of interest in sports traumatology.
The first part examines the validity of isokinetic testing of shoulder rotator muscles in the prevention of shoulder injuries in two «overhead» sports, one bilateral and the other unilateral, characterized by different biomechanical demands: swimming and badminton. In these sports, a functional ratio < 2:3 measured during preseason assessment is associated with a 2 to 4.5 times higher risk of injury during the sports season. The use of fast angular velocity is more discriminating than slower velocities in identifying the risk of shoulder injury in badminton. The functional ratio decreases with the number of years of sports practice in these two sports, thus increasing the risk of injury.
The second part addresses isokinetic testing conducted in the follow-up of anterior cruciate ligament reconstruction (ACL-R) to optimize the analysis of muscle function. Firstly, for the strength analysis, our work validates decision criteria for the assessment at the 4th month. A symmetry index ≥60% for knee extensors and >72% for flexors is associated with optimal symmetry at the 8th month, return to sports performance at 2 years, and the risk of a new serious knee injury (operated and contralateral sides) with an average follow-up of 3 years. Next, we demonstrate that the analysis of the force-velocity profile using a 2-point method is feasible, sensitive, and applicable in the decision-making process for returning to sports without adding measurements to the usual isokinetic testing. A study of the passive parameters of knee flexors using isokinetics shows a decrease in muscle-tendon stiffness on the operated side compared to the contralateral side and a control group. This could be associated with an alteration of the biomechanical and proprioceptive properties of the operated knee. Finally, two studies evaluate proprioceptive properties. One methodological study identifies proprioception parameters associated with knee functional tests performance and symmetry in a healthy population, while a prospective study in the follow-up of ACL-R shows that limb dominance influences knee proprioception at the 4th postoperative month, itself associated with the athlete's psychological status.
Conclusion: Our results show that isokinetic testing has clinical relevance in assessing muscle function, beyond the sole measurement of strength, in primary/secondary/tertiary prevention of common sports injuries.
Τhérapies du cancer de nοuvelle génératiοn et fοnctiοns cοgnitives : Νοuveaux cοncepts, nοuveaux mécanismes, biοmarqueurs οriginaux.
Doctorant·e
NICOLA Celeste
Direction de thèse
CASTEL-GANDOLFO HELENE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
18/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie-CURIB 25 Rue Lucien Tesnière 76130 Mont Saint Aignan
Rapporteurs de la thèse
DESESTRET VIRGINIE Université Claude Bernard - Lyon 1
PERFETTINI JEAN-LUC UNIVERSITE PARIS-SACLAY
Membres du jurys
ADRIOUCH SAHIL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
BELIN CATHERINE,
,
Université Paris Cité
CASTEL-GANDOLFO HELENE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DESESTRET VIRGINIE,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
DUBOIS MARTINE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
PERFETTINI JEAN-LUC,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
Résumé
Les progrès en oncologie ont permis d'améliorer considérablement la survie globale de patients atteints de cancer, il est donc essentiel de mieux comprendre leurs toxicités et impacts cérébraux afin de maintenir la qualité de vie (Qol) de ces patients. Certains traitements du cancer peuvent en effet provoquer des déficits cognitifs, désignés sous le terme de "cancer related cognitive impairment" (CRCI) qui peuvent altérer la Qol et compromettre l’autonomie des patients les plus âgés. Dans ce travail de thèse, nous avons mis en place des modèles précliniques pour tenter de comprendre l’impact direct des hormonothérapies de nouvelle génération utilisées dans le cancer de la prostate, et des immunothérapies en fonction du contexte immunitaire et inflammatoire lié aux cancers, dans la survenue des déficits cognitifs, et/ou émotionnels ainsi que de la « fatigue ». Dans un premier travail, nous avons montré l’impact des hormonothérapies Enzalutamide et Acetate d’Abiraterone/Prednisone sur l’exploration et l’apprentissage spatial en relation avec une altération cérébrale de la transmission dopaminergique. Dans un deuxième travail, nous avons montré que l’inflammation systémique, la perméabilité des barrières sang-cerveau qui accompagnent l’infiltration méningée des macrophages périphériques et la neuroinflammation et les déficits des fonctions cognitives ou émotionnelles dépendent du caractère immuno-inflammatoire ou immuno-désert des cancers. Combinés aux cancers, les traitements par anti-PD-1 ou –PD-L1 exacerbent la diminution des fonctions exécutives, PD-L1 relayant spécifiquement l’infiltration d’une sous-population lymphocytaire dans les espaces méningés impliquée dans les déficits cognitifs et surtout l’anxiété. Ces travaux originaux permettent de proposer de nouveaux biomarqueurs systémiques et des pistes d’intervention pour améliorer la QoL des patients traités par des thérapies de nouvelles génération.
Abstract
Advances in oncology have considerably improved the overall survival of cancer patients, thus understanding their toxicities and cerebral impacts is a major issue to maintain patients' quality of life (QoL). Certain cancer treatments can indeed lead to cognitive dysfunctions referred to as "cancer related cognitive impairment" (CRCI), which can impair Qol and compromise the autonomy of elderly patients. In this thesis work, we leverage preclinical models to decipher the direct impact of new-generation hormone therapies used in prostate cancer and of immunotherapies in the immune and inflammatory context linked to cancers, in the occurrence of cognitive, and/or emotional deficits as well as "fatigue". In a first study, we demonstrated the impact of the hormone therapies Enzalutamide and Abiraterone Acetate/Prednisone on exploration activity and spatial learning, in relation to brain altered dopaminergic transmission. In a second work, we showed that systemic inflammation, blood-brain barriers permeability accompanying meningeal infiltration of peripheral macrophages and neuroinflammation as well as deficits in cognition or emotional reactivity, depending on immuno-inflammatory or immune-desert cancer type. Combined with cancers, anti-PD-1 or -PD-L1 treatments exacerbate the decline in executive functions, while PD-L1 specifically relays the infiltration of a lymphocyte subpopulation in meninges implicated in cognitive deficits and anxiety. This work proposes new systemic biomarkers and original ways of intervention to improve the cancer patients QoL treated with new-generation therapies.
Etudes précliniques des effets d'un mimétique de la superοxyde dismutase, le ΜnΤBAΡ sur la crοissance tumοrale et la répοnse à la radiοthérapie, la mοdulatiοn de l'interactοme des éspèces réactives du stress et l'hοméοstasie mitοchοndriale dans un cοntexte de gliοblastοme
Doctorant·e
MALARD Elise
Direction de thèse
BERNAUDIN MYRIAM (Directeur·trice de thèse)
CHATRE LAURENT (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
18/12/2023 à 13:00
Lieu de la soutenance
GIP Cyceron - Boulevard Henri Becquerel 14000 CAEN
Rapporteurs de la thèse
MARCHETTI PHILIPPE Université de Lille
ROSSIGNOL RODRIGUE Directeur de recherche UNIVERSITE BORDEAUX 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
Membres du jurys
BERNAUDIN MYRIAM,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
CHATRE LAURENT,
Chargé de recherche,
Université de Caen Normandie (UCN)
MARCHETTI PHILIPPE,
,
Université de Lille
RICCHETTI MIRIA,
,
Institut Pasteur
ROSSIGNOL RODRIGUE,
Directeur de recherche,
UNIVERSITE BORDEAUX 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
VEJUX ANNE,
Maître de conférences HDR,
Université Besançon Franche Comté
Résumé
Le glioblastome (GBM) est une tumeur cérébrale maligne qui présente une survie globale de 16 à 20 mois malgré les traitements standardisés que sont la radiothérapie et la chimiothérapie concomitantes. Dans les cancers, y compris le GBM, il est connu que le stress oxydatif ainsi que le métabolisme bioénergétique peuvent jouer un rôle important dans la croissance tumorale et la réponse aux traitements. Une meilleure compréhension de ces métabolismes dans le GBM pourrait permettre de mieux comprendre ce cancer et amener au développement de nouveaux traitements. L’objectif de ces travaux de thèse était de caractériser l’implication des métabolismes rédox et bioénergétiques dans le GBM en les modulant à l’aide d’un mimétique de la superoxyde dismutase, le MnTBAP dans des modèles cellulaires de GBM U251-MG et U87-MG cultivés en 2D, des tumoroïdes, ainsi que dans un modèle murin orthotopique de GBM (U251-MG). Les résultats obtenus dans les modèles in vitro 2D soulignent le rôle potentiel du sulfure d’hydrogène (H2S·), du glutathion associé à une modulation du métabolisme bioénergétique mise en évidence par l’étude protéomique. Ces résultats n’ont cependant pas été retrouvés dans les modèles de tumoroïdes de GBM suggérant que d’autres voies moléculaires sont impliquées dans l’induction de la mort cellulaire de ces cellules tumorales par le MnTBAP. Enfin, un traitement au MnTBAP dans le modèle murin orthotopique de GBM n’a pas permis de mettre en évidence un effet sur la croissance tumorale soulignant l’importance d’approfondir l’étude des effets du MnTBAP sur les cellules tumorales elles-mêmes mais aussi leur microenvironnement.
Abstract
Glioblastoma (GBM) is a malignant brain tumor with an overall survival of 16 to 20 months despite standardized treatment with concomitant radiotherapy and chemotherapy. In cancers, including GBM, it is known that oxidative stress and bioenergetic metabolism can play an important role in tumor growth and response to treatment. A better understanding of these metabolisms in GBM could lead to a better understanding of this cancer and the development of new treatments. The aim of this thesis work was to characterize the involvement of redox and bioenergetic metabolisms in GBM by modulating them using a superoxide dismutase mimetic, MnTBAP in 2D cultured GBM cell models U251-MG and U87-MG, tumoroids, as well as in an orthotopic mouse model of GBM (U251-MG). The results obtained in the 2D in vitro models highlight the potential role of hydrogen sulfide (H2S·), glutathione associated with a modulation of bioenergetic metabolism highlighted by the proteomic study. However, these results were not found in GBM tumoroid models, suggesting that other molecular pathways are involved in the induction of cell death in these tumor cells by MnTBAP. Finally, treatment with MnTBAP in the orthotopic mouse model of GBM failed to show any effect on tumor growth, underlining the importance of studying in greater depth the effects of MnTBAP on the tumor cells themselves as well as their microenvironment.
Ιdentificatiοn d'une mοlécule antivirale active in-vivο chez le cheval cοntre le virus de l'artérite virale équine
Doctorant·e
BOUET Gabrielle
Direction de thèse
VALLE CASUSO JOSE CARLOS (Directeur·trice de thèse)
DALLEMAGNE Patrick (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
18/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Caen
Rapporteurs de la thèse
CECCALDI PIERRE-EMMANUEL Université Paris Cité
ZIENTARA STEPHAN Directeur de recherche Agence Nationale Sécurité Sanitaire Alimentaire Nationale (ANSES) Maison-Alfort
Membres du jurys
CECCALDI PIERRE-EMMANUEL,
,
Université Paris Cité
DALLEMAGNE Patrick,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
GONZALEZ GAELLE,
,
ANSES
PRONOST Stephane,
Directeur de recherche,
Laboratoire LABÉO
VALLE CASUSO JOSE CARLOS,
Chercheur HDR,
ANSES
ZIENTARA STEPHAN,
Directeur de recherche,
Agence Nationale Sécurité Sanitaire Alimentaire Nationale (ANSES) Maison-Alfort
Résumé
Depuis plus de 60 ans, le virus de l’artérite virale équine (EAV) induit des problèmes respiratoires et reproducteurs des équidés. L’EAV appartient à la sous-famille des Equarterivirinae, famille Arteriviridae de l’ordre des Nidovirales comme le SARS-CoV2. L’avortement de juments gravides et l’établissement du statut d’excréteur viral chez les étalons font de l’EAV un problème majeur pour les éleveurs et le développement de la filière équine. Malgré la commercialisation de 2 vaccins, la couverture vaccinale est aujourd’hui insuffisante pour prévenir les épizooties mondiales. Récemment au laboratoire, nous avons identifié la première molécule commerciale antivirale inhibant la réplication de l’EAV in vitro, la ribavirine. Malheureusement, son utilisation est uniquement approuvée chez l’homme et les petits animaux. Cette découverte met en évidence qu’un traitement contre l’EAV est possible.
Au cours de cette thèse, nous avons i) validé un modèle in vitro de criblage haut-débit (HTS) permettant d’évaluer la cytotoxicité et la cytoprotection cellulaire induites par 1250 molécules issues de 2 chimiothèques testées à différentes concentrations. ii) Sur les 75 molécules identifiées comme potentiellement antivirales, nous avons confirmé que 49 molécules sont antivirales à des concentrations moins cytotoxiques et plus cytoprotectrices que la ribavirine. iii) Nous avons cherché à caractériser le mécanisme d’action de la molécule présentant la meilleure activité et nous avons iv) de déterminer les caractéristiques pharmacologiques et pharmacodynamiques in vitro des 2 molécules sélectionnées. Ces travaux in vitro renforcent la faisabilité d’un traitement antiviral contre l’EAV et ouvre la possibilité de tester ces molécules in vivo.
Abstract
For over 60 years, the equine viral arteritis (EAV) virus has been causing respiratory and reproductive problems in equids. EAV belongs to the Equarterivirinae subfamily, Arteriviridae family of the order Nidovirales, like SARS-CoV2. The abortion of pregnant mares and the establishment of viral excretor status in stallions make EAV a major problem for breeders and the development of the equine industry. Despite the marketing of 2 vaccines, vaccination coverage is currently insufficient to prevent worldwide epizootics. Recently in the laboratory, we identified the first commercial antiviral molecule to inhibit in vitro EAV replication, ribavirin. Unfortunately, it is only approved for use in humans and small animals. This discovery shows that a treatment for AVE is possible. In the course of this thesis, we i) validated an in vitro high-throughput screening (HTS) model to assess the cytotoxicity and cellular cytoprotection induced by 1250 molecules from 2 chemical libraries tested at different concentrations. ii) Of the 75 molecules identified as potentially antiviral, we confirmed that 49 molecules are antiviral at concentrations less cytotoxic and more cytoprotective than ribavirin. iii) We sought to characterize the mechanism of action of the molecule with the best activity, and to determine the in vitro pharmacological and pharmacodynamic characteristics of the 2 selected molecules. This in vitro work reinforces the feasibility of an antiviral treatment against EAV and opens up the possibility of testing these molecules in vivo.
Studies οf biοlοgical pathways invοlved in radiοresistance οf gliοblastοma stem cells after hadrοn irradiatiοn
Doctorant·e
SALMA Rima
Direction de thèse
HAGHDOOST Siamak (Directeur·trice de thèse)
STENERLOW BO (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
15/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
UFR Sante
Rapporteurs de la thèse
FORSSELL-ARONSSON EVA University of Gothenburg
GEORGAKILAS ALEXANDROS National Technical University of Athens
Membres du jurys
FORSSELL-ARONSSON EVA,
,
University of Gothenburg
GEORGAKILAS ALEXANDROS,
,
ATHENES - PANTEION UNIV OF SOCIAL POLITI
HAGHDOOST Siamak,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
PARIS FRANCOIS,
Directeur de recherche,
Nantes Université
ROUZIER ROMAN,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
SABATIER LAURE,
,
Université Paris Saclay
STENERLOW BO,
,
UPPSALA UNIVERSITY
Résumé
Le glioblastome (GBM), est une tumeur primitive cérébrale pratiquement incurable, notamment du fait de sa capacitée à rechuter après traitement, capacité attribuée à la présence de cellules souches de gliomateuses (CSG). Ces cellules contribuent à la résistance du GBM à la radiothérapie, par leurs défenses antioxydantes et leurs capacités de réparation de l'ADN qui sont surexprimées. Malgré des progrès thérapeutiques tels que la chimio-radiothérapie et l’hadronthérapie, les rechutes de cette tumeur radiorésistante persistent. Cette étude s'est focalisée sur l’interaction des voies de réparation de l'ADN (PARP1) et de la signalisation antioxydante (NRF2) à l'aide d'inhibiteurs pharmacologiques. Les GSC ont été cultivées en 3D et l'inhibition efficace de PARP1 par Olaparib et NRF2 par ML385 a été vérifiée par une analyse western blot. Les cellules ont ensuite été exposées à des rayons X, des protons et des ions carbone. Les critères d'analyse comprenaient la formation de tumeurs, la cinétique de réparation de l'ADN à l'aide de techniques d'immunofluorescence, en particulier anti phospho-γ-H2AX et/ou 53BP1, et l'évaluation de l'apoptose par cytométrie de flux. Les résultats ont montré que l'inhibition de NRF2 augmentait de manière significative la radiosensibilité des GSC aux rayons X, aux protons et à l'irradiation au carbone, tandis que l'inhibition de la réparation de l'ADN avait un impact limité sur la radiosensibilisation des GSC à l'irradiation au carbone. L'inhibition de NRF2 dans les GSC a induit des dommages à l'ADN et a entravé la réparation après une irradiation aux protons, tandis que l'inhibition de PARP1 a peu affecté la formation et la réparation des cassures double brin de l'ADN après une exposition aux rayons X et aux protons. Il est remarquable que l'exposition aux rayons X ait causé moins de dommages à l'ADN dans les GSC que l'irradiation aux protons, ce qui met en évidence les réponses cellulaires distinctes en fonction de la qualité des rayonnements. Du point de vue de la sensibilité aux rayonnements, NRF2 fait preuve d’une influence plus prononcée que PARP1 dans les GSC.
Abstract
Glioblastoma multiforme (GBM), a highly deadly primary brain tumor, faces challenges with increased recurrent cases, often linked to glioma stem cells (GSCs). GSCs contribute to GBM's resistance to radiotherapy, showcasing robust antioxidant defenses and superior DNA repair capabilities. Despite advancements in radiotherapy, such as use of particle radiotherapy, relapses persist in patients with radioresistant tumors. This study focused on sensitizing GSCs by altering the DNA repair pathway (PARP1) and antioxidant signaling (NRF2) with inhibitors. GSCs were cultivated in 3D, and effective inhibitions of PARP1 and NRF2 were verified with Western blot analysis. The cells were then exposed to X-rays, protons and carbon ions. The analysis parameters include tumorsphere formation, DNA repair formation and repair using immunofluorescent techniques, specifically γ-H2AX and 53BP1, and apoptosis assessment through flow cytometry analysis. Results showed that inhibiting NRF2 significantly increased GSCs radiosensitivity to X-rays, protons and carbon ions, while Olaparib's DNA repair inhibition had limited impact on GSC radiosensitization to carbon ion irradiation. NRF2 inhibition in GSCs induced DNA damage and impaired repair after proton irradiation, while PARP1 inhibition minimally affected DNA double-strand break formation and repair after X-ray and proton exposures. Notably, X-ray exposure caused less DNA damage in GSCs than proton irradiation, highlighting the cells' distinct responses to radiation qualities. In the context of radiation sensitivity, NRF2i showed a more pronounced influence than PARP1i in GSCs.
MARION-LETELLIER RACHEL (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
14/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphi Velours Bâtiment Stewart UFR Santé Rouen
Rapporteurs de la thèse
DUBUQUOY LAURENT Universite de Lille
FUMERY MATHURIN UNIVERSITE AMIENS PICARDIE JULES VERNE
Membres du jurys
ACHAMRAH Najate,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CHERBUY CLAIRE,
,
Inrae Grand Est Nancy
DUBUQUOY LAURENT,
,
Universite de Lille
FUMERY MATHURIN,
,
UNIVERSITE AMIENS PICARDIE JULES VERNE
MARION-LETELLIER RACHEL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
SAVOYE GUILLAUME,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
La fibrose intestinale est une complication majeure des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) et reste actuellement sans traitement spécifique. Comme l’antagonisme du récepteur minéralocorticoïde (RM) permet d’inhiber les fibroses extra-intestinales, il pourrait être également une cible thérapeutique dans le cadre de la fibrose intestinale. A l’exception de l’inflammation, les facteurs de risque associés au développement de la fibrose intestinale ne sont pas connus. Or, l’incidence des MICI est plus importante dans les pays occidentaux et augmente dans les pays nouvellement industrialisés. Le régime occidental (western diet, WD), riche en graisses et en sucres, aggrave le développement de fibroses extra-intestinales dans des modèles pré-cliniques. Notre objectif était d’identifier l’influence de la consommation de WD sur l’inflammation et le développement de la fibrose intestinale dans un modèle murin de colite.
La colite aigue ou chronique a été induite par l’administration de DSS à 1% chez des souris nourries par la WD ou son régime contrôle purifié (low-fat diet, LFD). L’inflammation, la fibrose intestinale, la composition corporelle et la perméabilité intestinale ont été évaluées. La composition du microbiote caecal a été évaluée par séquençage de l’ARN 16S. Une analyse protéomique a été réalisée sur le tissu adipeux viscéral mésentérique par LC-MS/MS.
Le régime WD pendant 8 semaines induit une augmentation du poids corporel et de la masse grasse, une hyperperméabilité colique et une altération du métabolisme du TAV, suggérant un état d’obésité. Le régime WD prévient l’augmentation des marqueurs associés à inflammation (ratio poids/longueur du colon, calprotectine fécale) et à la fibrose intestinale (Tgfb1, Col1a1, Col3, Vim) induite par le DSS. Le régime WD favorise la croissance de bactéries productrices de butyrate (g_Roseburia, g_Lachnospiraceae NK4A136 group), associée à la diminution des marqueurs inflammatoires dans notre modèle de colite. Contrairement aux souris soumises au régime WD, le DSS induit une activation de l’immunoprotéasome dans le TAV des souris soumises au régime LFD.
Bien que le RM semble être une cible thérapeutique potentielle dans le traitement de la fibrose intestinale, celui-ci ne semble pas être suractivé par le régime WD dans nos conditions expérimentales. Le régime WD prévient l’inflammation et la fibrose intestinale dans un modèle de colite et cet effet bénéfique est associée à l’augmentation de bactéries productrices de butyrate et à une diminution de l’activation de l’immunoprotéasome dans le TAV.
Abstract
Intestinal fibrosis is major complication of Inflammatory Bowel Diseases (IBD) and remains without specific treatment. As Mineralocorticoid Receptor (MR) antagonism inhibits development of extra-intestinal fibrosis, it may represent a novel therapeutic target in intestinal fibrosis. IBD incidence is more frequent in Western countries and still increases in newly industrializing countries. As Western Diet (WD), high-fat and high-sugar diet, is known to worsen extra-intestinal fibrosis, we aimed to identify the effects of WD on inflammation and intestinal fibrosis development in colitis models.
Acute and Chronic colitis models were induced by DSS 1% in male mice fed with WD or its purified control diet (Low-Fat Diet, LFD). Inflammation, intestinal fibrosis, body composition, intestinal permeability were assessed. Cecal microbiota composition was assessed by RNA 16S sequencing. Proteomic analysis was performed on Visceral Adipose Tissue (VAT) using LC-MS/MS.
WD for 8 weeks induced an increase of body weight and fat mass, a colon hyperpermeability and metabolic changes in VAT, suggesting an obesity state. WD prevented DSS-induced increase of markers associated to intestinal inflammation (colon weight length ratio, fecal calprotectin) and to colon fibrosis (Tgfb1, Col1a1, Col3, Vim). WD promoted growth of butyrate- producing bacteria (g_Roseburia, g_Lachnospiraceae NK4A136 group) and it was associated to lower inflammatory-associated markers. DSS induced an immunoproteasome activation in VAT from LFD-fed mice compared to WD-fed mice,
While MR may represent a novel therapeutic target in intestinal fibrosis, suractivation of MR was not observed in WD-fed mice. WD prevented intestinal inflammation and fibrosis, associated to a growth of butyrate-producing bacteria and to a decrease of immunoproteasome activation in VAT.
Μοdélisatiοn de l'évοlutiοn à lοng terme des ingénieurs d'écοsystèmes marins en répοnse au changement climatique et au transpοrt sédimentaire en estuaire de Seine
BACHER CEDRIC,
Chercheur HDR,
IFREMER
GUIZIEN KATELL,
Directeur de recherche,
Sorbonne Université
LEFEBVRE Sebastien,
,
UNIVERSITE LILLE 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
NIQUIL Nathalie,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
ORVAIN Francis,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
POGGIALE JEAN-CHRISTOPHE,
,
Aix-Marseille université
Résumé
Un estuaire est un écosystème particulièrement complexe, où les conditions physiques ont une grande influence sur les habitats que l'on y trouve. Les paramètres sédimentaires et hydrologiques ont un impact direct sur la distribution spatiale et l'activité de la macrofaune benthique, les sédiments jouant le rôle de source de nourriture, de refuge et de lieu de reproduction.
La question de définir la distribution spatiale et temporelle d’une espèce a mené à la notion de niche écologique, et à la construction des modèles de distributions d’espèces (Species Distribution Models, SDM). Parmi les nombreuses méthodes possibles pour obtenir un SDM, ces travaux proposent un SDM sous forme de « niche écologique optimale » de Cerastoderma edule, ce qui correspond à un modèle corrélatif basé sur la régression quantile utilisant une loi gaussienne bifactorielle. L’approche quantile permet d’estimer l’impact d’un facteur abiotique sur la réponse biologique en s’affranchissant des facteurs limitants non pris en compte. L’ajout original de ce modèle est d’utiliser une base gaussienne bifactorielle pour intégrer le type de réponse biologique classique et pour tenir compte des valeurs extrêmes des prédicteurs qui peuvent altérer la réponse biologique. Quatre couples de prédicteurs abiotiques parmi les facteurs environnementaux extraits d’un modèle hydro-morpho-sédimentaire 3D (salinité, température, courant maximal, taux d’inondation, % de vase fine…) sont proposés ainsi qu’un index d’habitabilité à vocation d’aide à la gestion des espaces naturels.
S’inscrivant dans une boucle de rétroaction, les espèces macrozoobenthiques sont souvent ingénieurs d'écosystème, en modulant physiquement l’environnement qui les entoure, et plus particulièrement par un ensemble de processus de remaniement des sédiments, appelés bioturbation. Un modèle de bioturbation de Cerastoderma edule est construit à partir de six jeux de données d’érodimétrie tirés de la littérature et évaluant la quantité de sédiment remanié en fonction du taux métabolique de la faune présente dans l’échantillon et du type de sédiment. Il permet de modéliser l’érosion de cette couche biogénique dans les différentes conditions expérimentales collectées. De plus, des travaux expérimentaux ont été réalisés pour quantifier l’effet de bioturbation multi-spécifique en fonction du taux métabolique et de la température. La caractérisation de la couche biogène semble être suffisamment décrite par le taux métabolique cumulé de tous les individus en présence, cependant l’influence de ces organismes sur l’érodabilité de la couche constitutive du sédiment semble nécessiter plus de différentiation selon le mode de bioturbation.
Abstract
An estuary is a particularly complex ecosystem, where physical conditions have a major influence on the habitats found there. Sedimentary and hydrological parameters have a direct impact on the spatial distribution and activity of benthic macrofauna, with sediments acting as food sources, refuges, and breeding grounds.
The question of defining the spatial and temporal distribution of a species led to the notion of ecological niche, and the construction of Species Distribution Models (SDM). Among the many possible methods for obtaining a SDM, this work proposes an SDM in the form of the 'optimal ecological niche' of Cerastoderma edule, which corresponds to a correlative model based on quantile regression using a bifactorial Gaussian distribution. The quantile approach makes it possible to estimate the impact of an abiotic factor on the biological response without considering limiting factors. The original addition to this model is to use a bifactorial Gaussian basis to incorporate the classic type of biological response and to take account of the extreme values of the predictors, which can alter the biological response. Four pairs of abiotic predictors from among the environmental factors extracted from a 3D hydro-morpho-sedimentary model (salinity, temperature, maximum current, flooding rate, % of fine silt, etc.) are proposed, along with a habitability index to help manage natural areas.
As part of a feedback loop, macrozoobenthic species are often ecosystem engineers, physically modulating the environment around them, and more specifically through a series of sediment reworking processes known as bioturbation. A Cerastoderma edule bioturbation model is constructed from six erodimetry data sets taken from the literature, assessing the quantity of sediment reworked as a function of the metabolic rate of the fauna present in the sample and the type of sediment. It is used to model the erosion of this biogenic layer under the various experimental conditions collected. In addition, experimental work has been carried out to quantify the effect of multi-species bioturbation as a function of metabolic rate and temperature. The characterization of the biogenic layer seems to be sufficiently described by the cumulative metabolic rate of all the individuals present, but the influence of these organisms on the erodibility of the constituent layer of the sediment seems to require more differentiation according to the mode of bioturbation.
L’accident vasculaire cérébral : étude de l’activateur tissulaire du plasminοgène (tΡA) endοgène et de la mοdulatiοn de l’autοphagie par le récepteur Ν-methyl-D-aspartate (ΝΜDA)
Doctorant·e
JAUQUET Melissa
Direction de thèse
ROUSSEL Benoit (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
14/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
GIP Cyceron, Bd H. Becquerel, BP 5229 14074 Caen Cedex, France
Rapporteurs de la thèse
LIOT Geraldine Université Paris Saclay
NICOLE OLIVIER Universite de Bordeaux
Membres du jurys
CASOLLA BARBARA,
,
CHU DE NICE
LIOT Geraldine,
,
Université Paris Saclay
MACREZ Richard,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
NICOLE OLIVIER,
,
Universite de Bordeaux
ROUSSEL Benoit,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
VIVIEN Denis,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
L'ischémie cérébrale déclenche de nombreuses voies de signalisation qui contribuent à la mort neuronale, y compris l'autophagie. L'excitotoxicité due à la suractivation du récepteur N-Méthyl-D-Aspartate (NMDA) est l'un des principaux événements consécutifs à un accident vasculaire cérébral (AVC) et joue un rôle dans la mort neuronale médiée par l'autophagie. L'activateur tissulaire du plasminogène (tPA), une sérine protéase du système nerveux central, offre une neuroprotection en activant le récepteur facteur de croissance 1 analogue à insuline (IGF-1), qui diminue à son tour l'autophagie. Pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine de la mort neuronale par autophagie, nous avons étudié les rôles de l'activation des récepteurs NMDA et du récepteur à l'IGF-1 dans des neurones corticaux de souris après une ischémie. En utilisant un modèle in vitro d'AVC ischémique (OGDreox), nous avons constaté que l'activation du récepteur NMDA induit de l'excitotoxicité et de l'autophagie, augmentant ainsi la mort neuronale. Plus précisément, nous avons découvert que les récepteurs NMDA inhibent la phosphorylation des récepteurs à l'IGF-1 induite par l’IGF-1, ce qui diminue la phosphorylation de l'IRS-1 en aval.
L’AVC est l'une des principales causes de décès et d'invalidité dans le monde, et représente un coût social et économique considérable à l'échelle mondiale. L'urgence réside dans le diagnostic précoce des AVC et la distinction entre l'AVC hémorragique et l'AVC ischémique afin d'adapter le traitement. Le tPA est une protéine clé dans l’AVC ischémique. Un taux élevé de tPA dans le plasma est associé à un risque accru de maladies cardio-vasculaires. De plus, le taux plasmatique de tPA est élevé chez les patients dans les mois suivant un AVC ischémique. En dosant le tPA dans le plasma des patients ayant eu un AVC ou présentant des symptômes imitant ceux de l’AVC, dès leur arrivée aux urgences, nous avons découvert que le taux plasmatique de tPA est moins élevé chez les patients ayant un AVC hémorragique. De plus, le tPA permet de discriminer ces patients de ceux ayant un AVC ischémique ainsi que de ceux présentant des symptômes imitant ceux de l’AVC.
Abstract
Stroke ranks among the foremost contributors to global mortality and disability, imposing a significant societal and economic burden on a worldwide scale. The critical imperative lies in the prompt identification of strokes and the ability to distinguish between hemorrhagic and ischemic strokes for customized treatment. Tissue Plasminogen Activator (tPA) emerges as a pivotal protein in ischemic stroke cases. Elevated levels of tPA in the bloodstream have been linked to a heightened risk of cardiovascular diseases. Moreover, patients exhibit heightened plasma tPA levels during the months following an ischemic stroke. Our investigation into the levels of tPA in the plasma of individuals who have suffered a stroke or are exhibiting stroke-like symptoms upon their arrival at the emergency department revealed that patients with hemorrhagic strokes tend to have lower plasma tPA levels. Additionally, tPA aids in distinguishing these patients from those with ischemic strokes, and stroke mimics.
Cerebral ischemia triggers numerous signaling pathways that contribute to neuronal death, including autophagy. Excitotoxicity resulting from the overactivation of the N-Methyl-D-Aspartate (NMDA) receptor is one of the key events following a stroke and plays a role in autophagy-mediated neuronal death. tPAis naturally present in the central nervous system and provides neuroprotection by activating the Insulin-like Growth Factor 1 receptor (IGF-1R), which, in turn, reduces autophagy. To better understand the molecular mechanisms underlying neuronal death through autophagy, we investigated the roles of both NMDA and IGF-1 receptor in mouse cortical neurons after ischemia. Using an in vitro model of ischemic stroke (OGDreox), we observed that NMDA receptors activation induce excitotoxicity and autophagy, thereby increasing neuronal death. More specifically, we discovered that NMDA receptors inhibit the phosphorylation of IGF-1 receptors induced by IGF-1, leading to decreased phosphorylation of downstream IRS-1.
Ρlasticité de l'investissement maternel et du dévelοppement larvaire de la crevette bοuquet Ρalaemοn serratus (Ρennant, 1777) en répοnse à la variabilité de l'envirοnnement
Doctorant·e
BAUDET Jean-Baptiste
Direction de thèse
LE FOLL FRANK (Directeur·trice de thèse)
COULAUD ROMAIN (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
14/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre de la Maison de l'étudiant
Rapporteurs de la thèse
LEFRANCOIS CHRISTEL UNIVERSITE LA ROCHELLE
LORIN-NEBEL CATHERINE UNIVERSITE MONTPELLIER 2 SCIENCES ET TECH DU LANGUEDOC
Membres du jurys
CHARMANTIER GUY,
,
UNIVERSITE MONTPELLIER 2 SCIENCES ET TECH DU LANGUEDOC
COULAUD ROMAIN,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
LE FOLL FRANK,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
LEFRANCOIS CHRISTEL,
,
UNIVERSITE LA ROCHELLE
LORIN-NEBEL CATHERINE,
,
UNIVERSITE MONTPELLIER 2 SCIENCES ET TECH DU LANGUEDOC
PRADILLON FLORENCE,
,
IFREMER - BOULOGNE-SUR-MER
Résumé
La crevette bouquet, Palaemon serratus, est une crevette marine européenne, maillon essentiel des réseaux trophiques auxquelles elle appartient et cible d’une activité de pêche professionnelle artisanale et de loisirs. Les femelles vivent 2 à 5 ans et se reproduisent généralement 2 fois par an (ponte d’hiver et ponte d’été). Après l’éclosion, les larves pélagiques se développent à travers une succession de mues (ou stades larvaires) et sont connues pour avoir un haut degré de plasticité du développement leur permettant de faire face aux variations environnementales. Dans ce travail doctoral, nous avons étudié la plasticité de l'investissement maternel et la plasticité du développement larvaire en réponse à l'environnement (température, qualité et quantité des proies) et les liens phénotypiques entre les différentes étapes du développement (embryonnaire, larvaire puis juvénile). Il a été nécessaire dans un premier temps de caractériser la variabilité des traits reproductifs maternels chez cette espèce, ainsi que de comprendre et décrire la variabilité des parcours de développement larvaire empruntés. Les femelles de P. serratus réalisent un compromis saisonnier entre la fécondité et la biomasse par œuf, avec un plus grand nombre de descendant ayant moins de ressources énergétiques en été qu’en hiver. Les vieilles femelles maximisent leur investissement en transmettant encore plus de ressources aux œufs en hiver (biomasse et acides gras), mais pas en été. Cela s’explique par le fait que, dans les conditions hivernales, le développement embryonnaire est plus long et plus couteux en énergie. Toutefois, les larves qui éclosent des œufs ayant reçu plus d’énergie maternelle sont en général plus grosses. Pour ensuite maximiser leur survie dans des conditions défavorables (température et stress alimentaire), les larves retardent plastiquement leur métamorphose voire leur croissance en réalisant plus de mues larvaires. La résistance des larves face à ces stress environnementaux, ainsi que la capacité de se développer à travers un parcours de développement abrégé dans des conditions favorables, augmentent avec la quantité de réserves énergétiques reçues à l’éclosion, notamment lors de la ponte d’hiver et pour les larves provenant des femelles les plus âgées. La bioénergétique réalisée lors des étapes embryonnaires et larvaires, en réponse aux conditions environnementales, a ensuite des effets sur le phénotype des juvéniles ainsi que sur leur fitness, bien que l’étude de ces liens phénotypiques reste à approfondir. L’ensemble des résultats de ce travail doctoral permet de mieux comprendre le cycle de vie de P. serratus et la plasticité des traits reproductifs sélectionnée par la saisonnalité chez les décapodes marins.
Abstract
The common prawn, Palaemon serratus, is a European marine shrimp, an essential link in the food webs to which it belongs, and the target of professional artisanal and recreational fishing. Females live for 2 to 5 years and generally reproduce twice a year (winter and summer layings). After hatching, pelagic larvae develop through a succession of moults (or larval stages) and are known to have a high degree of developmental plasticity, enabling them to cope with environmental variations. In this doctoral work, we studied the plasticity of maternal investment and the plasticity of larval development in response to the environment (temperature, quality and quantity of prey) and the phenotypic links between the different stages of development (embryonic, larval and then juvenile). It was first necessary to characterise the variability of maternal reproductive traits in this species, and to understand and describe the variability of the larval developmental pathways followed. P. serratus females trade off fecundity and biomass per egg seasonally, with a greater number of offspring having fewer energy resources in summer than in winter. Older females maximise their investment by transmitting even more resources to the eggs in winter (biomass and fatty acids), but not in summer. This is because, under winter conditions, embryonic development is longer and more energy-consuming. However, the larvae that hatch from eggs that have received more maternal energy are generally larger. To maximise their survival under unfavourable conditions (temperature and food stress), the larvae delay plastically their metamorphosis and growth by undergoing more larval moults. The larvae's resistance to these environmental stresses, as well as their ability to develop through an abbreviated developmental pathway under favourable conditions, increases with the quantity of energy reserves received at hatching, particularly during winter broods and for larvae from older females. The bioenergetics achieved during the embryonic and larval stages, in response to environmental conditions, then have effects on the phenotype of juveniles as well as on their fitness, although the study of these phenotypic links remains to be further investigated. The results of this doctoral work provide a better understanding of the life cycle of P. serratus and the plasticity of reproductive traits selected by seasonality in marine decapods.
Ρrévalence, identificatiοn et caractérisatiοn des bactéries du genre Μycοplasma détectées dans les affectiοns respiratοires équines
Doctorant·e
MARTINEAU Matthieu
Direction de thèse
LEON SECK ALBERTINE (Directeur·trice de thèse)
TARDY FLORENCE (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
13/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
PFRS, 2 Rue des Rochambelles, 14032 CAEN
Rapporteurs de la thèse
DUCROT CHRISTIAN Directeur de recherche Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
MAROIS-CREHAN CORINNE ANSES
Membres du jurys
AMAT JEAN-PHILIPPE,
Chargé de recherche,
ANSES
DUCROT CHRISTIAN,
Directeur de recherche,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
JOIN-LAMBERT Olivier,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LEON SECK ALBERTINE,
Chercheur HDR,
Université de Caen Normandie (UCN)
MAROIS-CREHAN CORINNE,
,
ANSES
PICANDET VALERIE,
Docteur,
Centre Hospitalier vétérinaire Equin
TARDY FLORENCE,
,
ANSES
Résumé
Les affections respiratoires sont la seconde cause de contre-performance chez le cheval athlète. Elles sont associées à un ensemble de signes cliniques dont certains sont déclenchés ou exacerbés par la présence de micro-organismes dans la sphère respiratoire de l’animal. Les bactéries du genre Mycoplasma, atypiques par leurs caractéristiques phénotypiques et génomiques, ont été décrites comme associées à des infections respiratoires à l'échelle mondiale, tant chez l’homme que les animaux d'élevage. Elles sont retrouvées avec une prévalence proche de 15 % dans les lavages respiratoires équins reçus pour diagnostic sans que leur rôle clinique ne soit clairement défini. Pour comprendre le rôle de ces bactéries, un protocole mixte, associant culture et amplification génique à partir d’un enrichissement sur bouillon du prélèvement initial, a été validé. Cette méthode a été utilisée sur 1948 échantillons de 1764 chevaux, reçus sur la période 2020-2022. La prévalence des bactéries du genre Mycoplasma a été affinée à 16,1% avec une prédominance de l’espèce M. equirhinis (85,3%). La détection de M. equirhinis n’a pas pu être associée à des signes cliniques rapportés par les vétérinaires. Toutefois, une détection plus importante chez les chevaux de races de course et ceux vivant en box, dans les lavages trachéaux, a été mise en évidence. Dans les liquides bronchoalvéolaires, M. equirhinis a été identifié de façon concomitante à une inflammation à médiation neutrophilique. La prévalence de M. equirhinis est augmentée en présence d’autres micro-organismes tels que Streptococcus zooepidemicus, EHV-5 et Actinobacillus equuli. L’analyse des génomes de diverses souches de M. equirhinis montre une homogénéité importante de l’espèce malgré la présence d’éléments génétiques mobiles. Les gènes associés à la virulence retrouvés sont caractéristiques du genre Mycoplasma et très similaires à ceux détectés dans l’espèce M. hominis, un pathogène opportuniste de la sphère génitale chez l’homme, phylogénétiquement très proche de M. equirhinis. Tous ces éléments conduisent donc à considérer M. equirhinis comme un agent opportuniste au sein d’un complexe respiratoire équin, qu’il s’agira de caractériser plus finement par sa détection quantitative dans les prélèvements initiaux et l’analyse plus global du microbiote respiratoire.
Abstract
Respiratory disorders are the second most common cause of poor performance in horses and are associated with numerous clinical signs. Some of these are caused or enhanced by microorganisms present in the equine respiratory tract. Bacteria of the Mycoplasma genus, which have atypical phenotypic and genomic characteristics, have been described to be associated with respiratory infections worldwide, in both humans and domesticated animals. Their prevalence has been estimated to be close to 15% in equine respiratory samples submitted for diagnosis, while their clinical role is unclear. To assess their role, a hybrid protocol combining culture and gene amplification from broth enrichment of the initial clinical specimen was validated. This method was used on 1,948 samples from 1,764 horses received over the 2020-2022 period, and the prevalence of Mycoplasma bacteria was refined to 16.1%, with a predominance of M. equirhinis species (85.3%). Detection of M. equirhinis was not associated with specific clinical signs reported by the veterinarians. However, a higher detection in tracheal washes was observed in racehorses and stabled horses. In bronchoalveolar lavages, M. equirhinis was detected in association with neutrophil-mediated inflammation. The prevalence of M. equirhinis is increased when other microorganisms, such as Streptococcus zooepidemicus, EHV-5, and Actinobacillus equuli were detected. Genomic analysis of a panel of M. equirhinis strains shows that this species is homogeneous, despite the presence of mobile genetic elements. The virulence-associated genes found are characteristic of the Mycoplasma genus and very similar to those found in M. hominis, an opportunistic pathogen of the human genital tract, and phylogenetically very close to M. equirhinis. All these elements suggest that M. equirhinis is an opportunistic agent involved in the equine respiratory complex, which should be characterized more precisely by its direct quantitative detection in samples and by analysis of the respiratory microbiota.
Analyses de deux stratégies d’acclimatatiοn à un stress thermique intense repοsant sur une thermο-sensibilisatiοn οu une sensibilisatiοn médiée par des bactéries ΡGΡR chez le cοlza et la caméline
Doctorant·e
DELAMARE Jeremy
Direction de thèse
BRUNEL-MUGUET Sophie (Directeur·trice de thèse)
PERSONENI Emmanuelle (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
12/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre Vauquelin - Université de Caen-Normandie
Rapporteurs de la thèse
PIUTTI SEVERINE Université de Lorraine
PRUDENT MARION Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
Membres du jurys
BRUNEL-MUGUET Sophie,
,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
PERSONENI Emmanuelle,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
PICON-COCHARD CATHERINE,
,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
PIUTTI SEVERINE,
,
Université de Lorraine
PRUD'HOMME MARIE-PASCALE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
PRUDENT MARION,
,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
REES FREDERIC,
Chargé de recherche,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
VILE DENIS,
Directeur de recherche,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
Résumé
Le changement climatique auquel nous sommes confrontés est caractérisé notamment par une modification des profils thermiques en termes d’intensité, de durée et de répétition des vagues de chaleur. Ces vagues de chaleur surviennent lors des stades reproducteurs des plantes qui sont également les plus critiques pour l’élaboration des composantes de rendement et des critères de qualité grainière des grandes cultures. Les oléagineux tels que le colza et la caméline sont des espèces particulièrement impactées par le stress thermique, causant de fortes pertes de rendement et une diminution de la qualité grainière. Ainsi, il est nécessaire d’identifier de nouveaux leviers d’acclimatation, telles que des stratégies reposant sur l’acclimatation des plantes. Le thermopriming consistant à préparer les plantes à répondre de façon plus rapide, efficace, intense et/ou sensible à un stress thermique par une exposition préalable à un stress de même nature pourrait permettre d’acclimater les plantes qui mettraient en place des mécanismes de réponses adaptés. L’inoculation des plantes avec des PGPR est un levier d’acclimatation de plus en plus étudié, qui permet de limiter les impacts du stress thermique. Cependant, bien que ces deux types de stratégies d’acclimatation soient principalement étudiés pour limiter l’impact des stress sur le développement des parties aériennes et sur le rendement, peu d’études se sont intéressées à leurs effets sur la morphologie et les fonctions racinaires comme l’exsudation racinaire. Dans le cadre de cette thèse, nous avons analysé chez le colza et la caméline (i) d’une part les effets d’une augmentation graduelle de température précédant un stress thermique, sur le rendement et la qualité grainière et sur la morphologie et l’exsudation racinaire et (ii) d’autre part les effets de l’inoculation de deux Pseudomonas présentant des activités PGPR afin de limiter les impacts du stress thermique sur le rendement et la qualité grainière. De plus, afin de connaitre l’impact du stress thermique et de l’inoculation de PGPR (combinés ou non) sur la plante et la rhizosphère associée, les effets de ces traitements ont été étudiés sur l’exsudation racinaire, l’allocation de carbone (C) dans le système sol-plante, les traits morphologiques racinaires et les communautés microbiennes du sol. Nos résultats ont montré que le colza et la caméline présentent des stratégies contrastées quant à leur réponse au stress thermique. En effet, la caméline semble réagir au stress en augmentant son investissement dans les parties racinaires, en améliorant qualitativement son exsudation et en stimulant l’activité des communautés microbiennes à l’inverse du colza qui semble plutôt endurer le stress. De plus, ces deux espèces ont réagi différemment aux deux stratégies d’acclimatation appliquées. En effet, chez le colza, le thermopriming a permis de diminuer l’exsudation en C et de maintenir son rendement et sa qualité grainière alors qu’il a eu un impact plus négatif sur l’exsudation et la morphologie racinaire chez la caméline. L’inoculation des PGPR est une stratégie d’acclimatation qui tend à limiter les effets du stress thermique sur le rendement et la qualité grainière chez le colza. Cependant, les PGPR agissent comme un puits supplémentaire chez le colza impactant son développement, son exsudation ainsi que l’activité et la composition des communautés microbienne. A l’inverse, la caméline est peu impactée par l’apport de PGPR et semble par conséquent piloter les interactions plante/bactéries plutôt que les subir. En résumé, ces leviers d’acclimatation semblent démontrer des effets bénéfiques pour les plantes. De plus, il pourrait être intéressant d’intégrer les effets de la sélection variétale sur les stratégies de réponses des plantes face au stress et notamment la variabilité des fonctions racinaires et des interactions avec la rhizosphère, à la lumière de la sélection variétale différentiellement subie par le colza et la caméline.
Abstract
The on-going climate changes that we are facing are characterized in particular by modifications of temperature profiles in terms of intensity, duration and repetition of heat waves. These heat waves occur during the reproductive stages of the crops, which are also the most critical for seed yield elaboration and grain quality in crops. Oleaginous species such as rapeseed and camelina, are species particularly impacted by heat stress that cause yield penalties and a lower seed quality. Therefore, to cope with heat stress, it has become necessary to identify new acclimation levers that differ avec genetic and agronomic levers, such as strategies based on plants acclimation. Thermopriming which consist in priming the plants in a way to help them respond more rapidly, effectively, intensively and/or sensitively to heat by a prior exposure of a stress of the same nature could allow the plants to acclimate and develop appropriate response mechanisms. The plant inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)-type bacteria is also an acclimation lever increasingly studied, that limit the impacts of abiotic stress such as heat stress. However, although these two types of acclimation levers are mainly studied to limit stress impact on aboveground development and yield, few studies have observed their effects on root morphology and functions such as root exudation. In this thesis we analysed in rapeseed and camelina (i) the effects of a gradual increase in temperature prior a heat stress on yield and grain quality and on root morphology and exudation and (ii) the effects of inoculating two Pseudomonas with PGPR activities in order to limit the impact of heat stress on yield and grain quality. Moreover, in order to understand the impact of heat stress and PGPR inoculation (combined or not) on the plant and associated rhizosphere, the effects of these treatments were studied on root exudation, carbon (C) allocation in the soil-plant system, root morphological traits and soil microbial communities. Our results showed that rapeseed and camelina have contrasting strategies in terms of response to heat stress. Indeed, camelina seems to respond to the stress by increasing its investment to the roots thus improving the quality of exudation and stimulating the activity of microbial communities, unlike rapeseed, which seems to undergo heat stress. In addition, these two species respond differently to the two acclimation strategies applied. In rapeseed, thermopriming reduced C exudation and maintained yield and grain quality, whereas it had a more negative impact on exudation and root morphology in camelina. PGPR inoculation is an acclimation strategy that tends to limit the effects of heat stress on yield and grain quality in rapeseed. However, PGPRs act as an additional sink in rapeseed, impacting its development, exudation and the activity and composition of microbial communities in the rhizosphere. By contrast, camelina is slightly affected by the addition of PGPRs and seems to control the plant/bacteria interactions rather than be affected by them. In short, beneficial effects on plants of these acclimation levers have been evidenced. In addition, it could be interesting to integrate the effects of varietal selection on plant response strategies to stress, and in particular the variability of root functions and interactions with the rhizosphere, in the light of the varietal selection differentially undergone by rapeseed and camelina.
Τοxicité pulmοnaire in vitrο de mélanges cοmplexes de pοlluants de l'air intérieur : effets d'une expοsitiοn répétée à l'Ιnterface Air-Liquide (ΙAL)
Doctorant·e
EL HAJJAR Carine
Direction de thèse
ANDRE Veronique (Directeur·trice de thèse)
POTTIER Ivannah (Co-encadrant·e de thèse)
ANDRE Veronique,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
BAEZA ARMELLE,
,
Université Paris Cité
GARCON GUILLAUME,
,
Université de Lille
LECUREUR VALERIE,
,
Université de Rennes
ORSIERE THIERRY,
,
UNIVERSITE AIX MARSEILLE 1 PROVENCE
POTTIER Ivannah,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Alors que les effets sanitaires des polluants inhalés ont été principalement étudiés à partir de la pollution extérieure, la prise de conscience de l'impact de la qualité de l'air intérieur est plus récente. Les polluants de l'air intérieur sont des mélanges complexes présents à de faibles concentrations, mais susceptibles de contribuer au développement de pathologies respiratoires chroniques. Les effets les plus néfastes de la pollution de l'air ont été attribués aux particules (PM). Les poussières sédimentées intègrent des périodes de pollution plus ou moins longues et constituent un réservoir de polluants inhalables via une possible remise en suspension.
Ce travail se propose d'évaluer la réponse toxique globale de poussières sédimentées représentatives de la pollution de l'air intérieur domestique (SRM® 2585), dans des conditions d'exposition in vitro les plus réalistes possibles. Pour cela, des cellules NHBE ont été différenciées à l’interface Air-Liquide (IAL), reconstituant un pseudo-épithélium trachéo-bronchique fonctionnel. Ce modèle a été exposé de façon réitérée (4 j consécutifs) et cumulée à la fraction PM10 issue du SRM® 2585 (0,1 ; 1 et 6 μg/cm2/j) à l’IAL grâce à un système de nébulisation, le Vitrocell® Cloud MAX. Les biomarqueurs ont été évalués à J4 et post-exposition (J8 et J11) afin de caractériser les effets pérennes, transitoires ou retardés. Aucune cytotoxicité n’est associée à la baisse de l’effet barrière (TEER) observée à J2, J4 et J8 à la plus forte dose d’exposition. Malgré la présence d'endotoxines et d’un potentiel pro-oxydant intrinsèque (évalués par des approches acellulaires), les réponses cellulaires pro-oxydantes (augmentation de la production d’ERO à J4) et pro-inflammatoires (augmentation de la production d'IL-6 à J8 et J11 et de l’expression d'IL-6 à J4) restent de faible amplitude. Les réponses ainsi obtenues dans le modèle de NHBE différencié sont de plus faible amplitude que celles évaluées parallèlement avec des NHBE cultivées et exposées plus classiquement en immergé. Les profils mutagènes obtenus d’autre part à partir d’extraits organiques sont cohérents avec la présence déjà connue de HAP et ont révélé la présence concomitante de nitro-HAP. Toutefois, le mélange de polluants associés aux PM10 ne conduit qu’à une très faible modulation de la réponse cellulaire à un stress génotoxique. Finalement, une co-exposition du pseudo-épithélium simultanément aux PM10 et à des milieux « conditionnés » issus de l’exposition de macrophages à des PM2,5 a été élaboré pour étudier les éventuelles interactions entre ces différents types cellulaires. La réponse pro-oxydante se trouve modifiée et la réponse pro-inflammatoire renforcée dans ces conditions, soulignant l’intérêt d’associer la réponse macrophagique à ce modèle.
Ces résultats mettent en évidence la nécessité d’utiliser des modèles in vitro aussi réalistes que possible afin d’obtenir des données plus pertinentes en vue d’établir des lignes directrices.
Abstract
While related health effects of inhaled pollutants have been mainly studied from outdoor pollution, the awareness about the impact of indoor air quality has emerged more recently. Indoor air contaminants are complex mixtures that occur at low concentrations but play a role in triggering chronic respiratory diseases. The most severe human health effects of air pollution have been attributed to particulate matter (PM). Settled dust integrates periods of pollution for more or less long durations and constitutes a reservoir of inhalable pollutants through possible resuspension.
This work aims to assess the overall toxic response of settled dust representative of domestic indoor air pollution (SRM® 2585) under the most realistic in vitro exposure conditions possible. For this purpose, NHBE cells were differentiated at the Air-Liquid Interface (ALI), recreating a functional tracheobronchial pseudo-epithelium. This cell model was exposed repeatedly (4 consecutive days) and cumulatively to the PM10 fraction isolated from SRM® 2585 (0.1, 1, and 6 μg/cm2/day) at the ALI using an aerosol-to-cell exposure system (Vitrocell® Cloud MAX). Biomarkers were evaluated at D4 and post-exposure (D8 and D11) in order to characterize persistent, transient, or delayed effects. No cytotoxicity is associated with the decrease of the barrier function (TEER) observed on D2, D4 and D8 at the highest dose of exposure. Despite the presence of endotoxins and an inherent pro-oxidant potential (measured using acellular approaches), the pro-inflammatory responses (increase of IL-6 production on D8 and D11, and increase of IL-6 expression on D4) and the pro-oxidant cellular responses (increase of ROS production on D4) are of low amplitude. The responses observed in the differentiated NHBE cells have a smaller amplitude compared to those measured in NHBE grown under conventional submerged conditions. Mutagenic profiles obtained from organic extracts align with the known occurrence of PAH and also indicated the concomitant presence of nitro-PAH. However, the pollutant mixture associated with PM10 leads to a slight modulation of the cellular response to genotoxic stress. Finally, a co-exposure of the pseudo- epithelium simultaneously to PM10 and to media from macrphages previously exposed to PM2.5 was conducted to investigate the potential interactions between these two cell models. The pro-oxidant response is modified, and the pro-inflammatory reaction is intensified under these circumstances, emphasizing the importance of including the macrophage response in this model.
These findings highlight the need to use in vitro models that are as realistic as possible to obtain more relevant data for establishing guidelines.
Etude de l'impact des peptides natriurétiques sur le biοfilm de Ρseudοmοnas aeruginοsa : implicatiοn de l'οpérοn ami.
Doctorant·e
LOUIS Melissande
Direction de thèse
LESOUHAITIER OLIVIER (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
11/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie 55 Rue Saint-Germain, 27000 Évreux
Rapporteurs de la thèse
BLANC-POTARD ANNE Université de Montpellier
LE BERRE ROZENN Université Catholique de l'Ouest Bretagne Nord
Membres du jurys
BAZIRE ALEXIS,
,
UNIVERSITE BRETAGNE SUD UBS
BLANC-POTARD ANNE,
,
Université de Montpellier
CHEVALIER SYLVIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LE BERRE ROZENN,
,
Université Catholique de l'Ouest Bretagne Nord
LESOUHAITIER OLIVIER,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
TAHRIOUI ALI,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable de nombreuses infections chroniques chez l’homme et qui a été classé en « priorité 1 : critique » par l’OMS pour la recherche et le développement de traitements permettant de pallier à la résistance aux antibiotiques, notamment aux carbapénèmes dans le cas de P. aeruginosa. L’émergence du concept de l’endocrinologie microbienne a permis d’admettre que les bactéries sont capables de percevoir les molécules de signalisation humaine et d’adapter leur physiologie en réponse à ces signaux. Dans ce contexte, il a été montré que les peptides natriurétiques BNP et CNP, qui font partie d’une famille d’hormones humaines, sont capables d’influencer positivement la virulence et négativement le biofilm de P. aeruginosa. L’objectif de cette thèse était de mettre en évidence si d’autres membres de la famille des peptides natriurétiques, d’origine humaine ou non, à savoir l’ANP, l’ostéocrine et les lébétines L1 et L2 sont capables de moduler le biofilm de P. aeruginosa et si oui, par quels mécanismes bactériens. Mes travaux ont permis de montrer que l’ANP, l’ostéocrine et les lébétines L1 et L2 sont capables non seulement d’affecter la formation de biofilm de P. aeruginosa mais surtout de disperser un biofilm préétabli de P. aeruginosa. Il a également été observé que l’activité dispersive de ces peptides sur le biofilm de P. aeruginosa nécessite la présence du senseur bactérien AmiC et du régulateur AmiR. Nous avons montré que l’ANP est capable de diminuer la concentration en polysaccharides matriciels du biofilm expliquant en partie son action dispersive. De plus, il a été montré que la combinaison de l’ANP avec des antibiotiques (tobramycine, imipénème, polymyxine B) a un effet potentialisateur entrainant une dispersion quasi-totale des biofilms de P. aeruginosa. Enfin, l’ANP et la lébétine L1β ont montré un effet potentialisateur lors de leur combinaison avec la tobramycine in vivo, sur une infection pulmonaire chronique à P. aeruginosa d’un modèle murin. Ces résultats sont encourageants quant à un potentiel thérapeutique de l’ANP et de la L1β dans le traitement des infections chroniques à P. aeruginosa chez les patients atteints de mucoviscidose.
Abstract
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen responsible to chronic infections in humans, and has been classified as "priority 1: critical" by the WHO for the research and development of treatments to overcome antibiotic resistance, particularly to carbapenems in the case of P. aeruginosa. The emergence of the concept of microbial endocrinology has led to the recognition that bacteria are capable of perceiving human signaling molecules and adapting their physiology in response to these signals. In this context, it has been shown that the natriuretic peptides BNP and CNP, which belong to a family of human hormones, are capable of positively influencing virulence and negatively affecting the biofilm of P. aeruginosa. The aim of this thesis was to determine whether other members of the natriuretic peptide family, human origin or not, namely ANP, osteocrin and the lebetins L1 and L2, are capable of modulating the biofilm of P. aeruginosa, and by which bacterial mechanisms. My work has shown that ANP, osteocrin and the lebetins L1 and L2, are capable not only of affecting P. aeruginosa biofilm formation, but above all of dispersing a pre-established P. aeruginosa biofilm. It was also observed that the dispersive activity of these peptides on P. aeruginosa biofilm requires the presence of the bacterial sensor AmiC and the regulator AmiR. We have shown that ANP is capable of lowering the concentration of matrix polysaccharides in the biofilm, which partly explains its dispersive action. In addition, the combination of ANP with antibiotics (tobramycin, imipenem, polymyxin B) was shown to have a potentiating effect, resulting in near-total dispersion of P. aeruginosa biofilms. Finally, ANP and lebetin L1β showed a potentiating effect when combined with tobramycin in vivo, on chronic P. aeruginosa lung infection in a murine model. These results are encouraging for a therapeutic potential of ANP and L1β in the treatment of chronic P. aeruginosa infections in cystic fibrosis patients.
Rôle des micrοARΝs dans le cοntrοle de l'hypersécrétiοn par les tumeurs neurοendοcrines.
Doctorant·e
DRISSA Ines
Direction de thèse
DUBESSY CHRISTOPHE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
11/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie - Bâtiment CURIB, 25 Rue Lucien Tesnière, 76130 Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
BONCOMPAIN GAELLE Université Claude Bernard - Lyon 1
CHERRADI NADIA Universite Grenoble Alpes
Membres du jurys
ANOUAR YOUSSEF,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
BONCOMPAIN GAELLE,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
CHERRADI NADIA,
,
Universite Grenoble Alpes
DENOYELLE CHRISTOPHE,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
DUBESSY CHRISTOPHE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
FAVIER JUDITH,
,
UNIVERSITE PARIS 5 UNIVERSITE PARIS DESCARTES
Résumé
L’homéostasie est un phénomène essentiel permettant à l’organisme de maintenir un fonctionnement stable en dépit de perturbations internes et externes. Ces modifications continuelles compensatoires des fonctions corporelles sont notamment préservées par le système neuroendocrinien qui ajuste la production d’hormones de l’organisme. Parmi les cellules neuroendocrines impliquées, les cellules chromaffines de la médullosurrénale sécrètent des catécholamines en réponse au stress et permettent une réponse dite de « fight or flight » nécessaire à une distribution ajustée de l’énergie de l’organisme, notamment par des modulations au niveau cardiovasculaire. Ces catécholamines sont sécrétées via un processus de sécrétion régulée par le calcium se concluant par l’exocytose, étape essentielle de la libération d’hormone dans la circulation sanguine. Le phéochromocytome (PCC), une tumeur neuroendocrine rare de la médullosurrénale, est caractérisé par une hypersécrétion de catécholamines à l’origine de répercussions délétères sur la présentation de la maladie mais également susceptible d’influencer son diagnostic, son pronostic ainsi que sa prise en charge. Les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents à cette dérégulation sont toutefois peu connus. Mes travaux de thèse démontrent que cette hypersécrétion du PCC ne résulte pas seulement d’un effet de masse tumorale mais qu’elle implique également un dysfonctionnement à l’échelle de la cellule individuelle. En effet, ces cellules présentent une augmentation de l’activité d’exocytose, associée à une surexpression globale des gènes impliqués dans ce processus tant au niveau transcriptionnel que protéique. Nous nous sommes interrogés alors sur les potentiels régulateurs de cette hypersécrétion hormonale en exploitant la piste des microARN, des acteurs essentiels de l’homéostasie cellulaire. Nous avons alors montré le rôle majeur joué par un groupe de 20 microARN inhibiteurs post-transcriptionnels de l’expression des gènes de l’exocytose. Leur sous-expression globale dans le PCC est associée à la surexpression des gènes de l’exocytose et ainsi à la suractivation de la sécrétion de catécholamines. Ces études constituent un point de départ solide vers une meilleure compréhension de la physiopathologie des PCC et des tumeurs neuroendocrines, principalement caractérisés par une hypersécrétion hormonale.
Abstract
Homeostasis, a vital phenomenon, enables the body to maintain stable functioning even in the face of internal and external disturbances. The continual compensatory adjustments in bodily functions are primarily governed by the neuroendocrine system, which regulates the production of hormones within the body. Among the neuroendocrine cells involved, chromaffin cells of the adrenal medulla gland respond to stress by secreting catecholamines. This “fight or flight” response is critical for the balanced distribution of the body's energy, particularly through cardiovascular modulations. These catecholamines are released through a calcium-regulated secretion process, culminating in exocytosis, the final step in hormone release into the bloodstream. Pheochromocytoma (PCC), a rare neuroendocrine tumor of the adrenal medulla gland, is characterized by an overproduction of catecholamines, which has deleterious effects on disease presentation and potential implications for diagnosis, prognosis, and management. However, the underlying molecular and cellular mechanisms of this dysregulation are not well understood. We have demonstrated that the hypersecretion in PCC is not solely due to the tumor burden but also involves dysfunction at the individual cell level. These cells demonstrate increased exocytosis activity, associated with an overexpression of genes related to this process, both at the transcriptional and protein levels. To explore potential regulators of this hormonal hypersecretion, we investigated the role of microRNAs, which are essential post-transcriptional modulators of cellular homeostasis. Our studies have highlighted the significant role played by a group of 20 post-transcriptional inhibitors microRNAs in the expression of exocytosis-related genes. Their overall underexpression in PCC is associated with the overexpression of exocytosis-related genes and, consequently, the hyperactivation of catecholamine secretion. These studies represent a solid foundation for a better understanding of the pathophysiology of PCC and neuroendocrine tumors, which are primarily characterized by hormonal hypersecretion.
Cοnstructiοn d'une méthοde οpératiοnnelle d'évaluatiοn des capacités d'accueil en situatiοn sanitaire exceptiοnnelle pοur chaque établissement de santé du territοire, puis des pοints de ruptures par secteur de sοins. L'indicateur ΜassCare.
Doctorant·e
AUBRION Antoine
Direction de thèse
BAUD Lydia (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
08/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre de conférence du centre François Baclesse
Rapporteurs de la thèse
FERAL-PIERSSENS ANNE-LAURE Sorbonne Université
LEVRAUT JACQUES Universite Cote d'Azur
Contexte : Ce travail propose une méthode opérationnelle d’évaluation des capacités de soins de masse en situation exceptionnelle (MassCare), d’après les six étapes de construction proposées par l’OMS, et la stratégie nationale d’organisation de la réponse sanitaire (ORSAN).
Construction de la méthode en groupes de travail d’experts métiers (2019)
MassCare était basé sur des recommandations nationales, des groupes de travail d'experts et des bases de données administratives nationales. Résultats : En situation d’afflux massif de victimes (AMAVI), MassCare correspond au nombre de patients pouvant être traités immédiatement et simultanément par chaque unité de soins primaires, selon l'échelle de triage de l'OTAN. Les experts ont distingué 3 déterminants : (A) unité de soins primaires ; (B) patient adulte ou enfant, (C) heures de travail ou non. Pour chacun, le MassCare maximum (Tmax) peut être estimé à l’aide des bases de données administratives nationales de chaque hôpital. Ensuite, plusieurs enquêtes auprès de panels hospitaliers sont menées pour déterminer les parts d'établissements disponibles, β1 au temps 0 (T0) et β2 au temps +3h (T3) : T0-MassCare-AXBX’CX’= β1*Tmax-MassCare-AXBX'CX'' .Ainsi, les capacités structurelles à T0 et T3 sont estimées pour chaque hôpital avec la moyenne β ̅ observée dans le panel. Pour les patients chirurgicaux critiques, l’indicateur MassCare est dérivé du minimum de chirurgiens, anesthésistes ou infirmières anesthésistes et de salles d’opération. Pour les urgences, la capacité d'accueil de MassCare est de 2 patients graves par médecin et 2 infirmières. Les capacités accessibles à une heure de transport du lieu de crise définissent District-MassCare.
Quantifier les ressources : Calcul du repère capacitaire maximal de chaque établissement : d’après les données SAE : exemple pour les patients chirurgicaux critiques (2020)
Sur les 875 hôpitaux inclus, 15,8 % avaient des données manquantes sur les variables de personnels ou matériels empêchant le calcul de l'indicateur Tmax-MassCare sans imputation. La capacité calculée pour les hôpitaux restants serait mieux prédite en supposant qu'en situation AMAVI un patient pourrait être admis pour 1441 procédures annuelles (R2 = 0,87, modèle de régression linéaire univariée). La capacité maximale Tmax-MassCare* obtenue par l'hôpital était de 12,7 patients par hôpital expert, de 5,8 par hôpital de première ligne et de 5,8 par hôpital de deuxième ligne. Cette capacité chirurgicale maximale était de 81,5 patients /Mhab. en métropole et 47,6 en outre-mer.
Déclinaison à d’autres risques ORSAN
Une déclinaison de ce travail proposait une méthode de simulation automatisée dédiée à guider les experts dans l’élaboration d’un plan d’évacuation sélective hospitalière. Une adaptation pragmatique des 13 principes des lignes directrices internationales par un groupe de travail local d'experts opérationnels a conduit à la mise en œuvre d'un modèle de simulation assistée par ordinateur, puis testée sur un site à risque. Le modèle pouvait être utilisé soit pour évaluer le nombre minimal de moyens d'évacuation nécessaires pour procéder à l'évacuation en quelques heures de tous les patients nécessitant une évacuation (sortie), soit le nombre de patients dans les meilleurs délais compte tenu du nombre de moyens d'évacuation disponibles. (contrainte). Le modèle peut être adapté avec des contraintes supplémentaires ou des stratégies d'optimisation telles que les conditions de circulation, les convois, les unités de proximité éphémères et les renforts.
Discussion : MassCare est une métrique des capacités de réponse en SSE proposée par des groupes de travail d’experts afin de quantifier la réponse des hôpitaux à une situation de crise et guider les gestionnaires dans les phases de préparation. Chaque modalité nécessite un travail complémentaire spécifique qui permettra d'évaluer le niveau de réponse attendu par établissement et par secteur.
Abstract
Context: This work proposes an operational method for evaluating mass care capacities in disasters (MassCare), based on the six construction stages proposed by the WHO, and the national strategy for organizing the health response (ORSAN).
- Construction of the method in working groups of experts (2019-2020)
MassCare was based on national recommendations, expert working groups, and national administrative databases. In a mass casualty incident (MCI), MassCare corresponds to the number of patients that can be treated immediately and simultaneously by each primary care unit, according to the NATO triage scale. The experts distinguished 3 determinants: (A) primary care unit; (B) adult or child patient, (C) working hours or not. For each, the MassCare maximum (Tmax) can be estimated using the national administrative databases of each hospital. Then, several surveys of hospital panels are carried out to determine the available part of hospital facilities, β1 at time 0 (T0) and β2 at time +3 hours (T3): T0-MassCare-AXBX'CX'= β1*Tmax-MassCare -AXBX'CX''. Thus, the structural capacities at T0 and T3 are estimated for each hospital with the average β ̅ observed in the panel. For critical surgical patients, the MassCare indicator is derived from the minimum number of surgeons, anesthesiologists or nurse anesthetists, and operating rooms. For emergencies, MassCare's capacity is 2 serious patients per doctor and 2 nurses. The capacities accessible within one hour of transport from the crisis site define District-MassCare of the area.
- Quantify resources: Calculation of the maximum capacity benchmark for each hospital: based on administrative data: example for critical surgical patients (2020)
Of the 875 hospitals included, 15.8% had missing data on personnel or equipment variables preventing the calculation of the Tmax-MassCare indicator without imputation. The calculated capacity for the remaining hospitals would be best predicted by assuming that in MCI a patient could be admitted for 1441 annual procedures (R2 = 0.87, univariate linear regression model). The maximum Tmax-MassCare* capacity obtained by the hospital was 12.7 patients per expert hospital, 5.8 per first-line hospital and 5.8 per second-line hospital. This maximum surgical capacity was 81.5 patients/Mhab. in mainland France and 47.6 overseas.
- Extension to other disaster risks
A variation of this work proposed an automated simulation method dedicated to guiding experts in the development of a selective hospital evacuation plan. A pragmatic adaptation of the 13 principles of the international guidelines by a local working group of operational experts led to the implementation of a computer-assisted simulation model, then tested on a risk site. The model could be used either to assess the minimum number of evacuation means necessary to carry out the evacuation within a few hours of all patients requiring evacuation (discharge), or the number of patients as soon as possible taking into account the number means of evacuation available. (constraint). The model can be adapted with additional constraints or optimization strategies such as traffic conditions, convoys, ephemeral proximity units and reinforcements.
Discussion: MassCare is a metric of disaster health capacities proposed by expert working groups in order to quantify the response of hospitals to a crisis situation and guide managers in the preparation phases. Each modality requires specific additional work which will make it possible to assess the level of response expected by hospital and by sector. An analysis of past MCI on European territory will define the average level of constraint to be imposed, to identify the breaking points for different priority sites, and to allow operational training to be adjusted.
Explοratiοn neurοdévelοppementale de la prédictiοn sοmatοsensοrielle chez l'enfant d'âge préscοlaire et le nοuveau-né prématuré
Doctorant·e
MARAIS Anne Lise
Direction de thèse
ROCHE LABARBE NADEGE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
08/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphi 206 - PFRS Caen
Rapporteurs de la thèse
MOGHIMI SAHAR Chercheur HDR UNIVERSITE AMIENS PICARDIE JULES VERNE
PASCALIS OLIVIER UNIVERSITE GRENOBLE 2 PIERRE MENDES FRANCE
Membres du jurys
DEHAENE-LAMBERTZ GHISLAINE,
,
NEUROSPIN
GUILLOIS Bernard,
Professeur émérite,
CHU de Caen
HINAULT Thomas,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
MOGHIMI SAHAR,
Chercheur HDR,
UNIVERSITE AMIENS PICARDIE JULES VERNE
PASCALIS OLIVIER,
,
UNIVERSITE GRENOBLE 2 PIERRE MENDES FRANCE
ROCHE LABARBE Nadège,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Exploration neurodéveloppementale de la prédiction somatosensorielle chez l’enfant d’âge préscolaire et le nouveau-né prématuré
La prédiction sensorielle (PS) est l’anticipation par le cerveau des stimuli à venir sur la base des entrées sensorielles passées. Elle permet l’optimisation des ressources cognitives grâce à des mécanismes de régulation tels que la suppression par répétition (SR). L’altération des capacités de PS pourrait jouer un rôle dans l'émergence des troubles neurodéveloppementaux (TND), en particulier chez les nourrissons nés prématurément, qui sont à risque de développer de tels troubles. Dans une première étude, nous mettons en évidence la PS et la SR chez des enfants de deux et quatre ans en potentiels évoqués EEG lors d'un protocole oddball-omission tactile. Contrairement aux réponses somatosensorielles qui sont toutes présentes dès 2 ans, le traitement de la déviance temporelle par le cortex frontocentral n’est visible qu’à quatre ans chez les enfants typiques, corrélé avec le développement exécutif. Ce traitement de plus haut niveau de la déviance est absent chez les enfants de quatre ans à risque de TND. Dans une seconde étude, nous mettons en évidence une SR chez des nouveau-nés prématurés avec un protocole similaire, mais seuls ceux nés après 32 semaines d’âge gestationnel (AG) présentent des réponses cérébrales à des stimuli déviants. La sévérité de la prématurité a un effet sur l’amplitude de la SR et de la réponse à la déviance. Ce travail soutient la proposition que la prédiction sensorielle dans la modalité tactile pourrait être un marqueur précoce des TND.
Abstract
Sensory prediction (SP) is the brain's anticipation of forthcoming stimuli based on previous sensory inputs. It optimizes cognitive resources through regulatory mechanisms such as repetition suppression (RS). The alteration of SP may play a role in the emergence of neurodevelopmental disorders (ND), particularly in infants born prematurely who are at risk of developing such disorders. In a first study, we show SP and RS in two- and four-year-old children using EEG evoked potentials during a tactile oddball-omission protocol. Unlike somatosensory responses which are all present by the age of two, the processing of temporal deviance by the frontocentral cortex is only evident at four years of age in typical children, correlated with executive development. This higher-level processing of the deviance is absent in four-year-olds at risk of ND. In a second study, we demonstrate RS in premature neonates using a similar protocol, but only those born after 32 weeks of gestational age exhibit cerebral responses to deviant stimuli. The severity of prematurity has an impact on the amplitude of RS and on the response to deviance. This work supports the proposition that sensory prediction in the tactile modality could be an early marker of ND.
Cellules frοntières et mucilage : prοtectiοn cοntre le stress hydrique chez le pοis.
Doctorant·e
FORTIER Melanie
Direction de thèse
VICRE-GIBOUIN MAITE (Directeur·trice de thèse)
FOLLET GUEYE MARIE-LAURE (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
07/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie - Amphithéâtre Bâtiment CURIB, Place Emile Blondel 76821 Mont Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
BOGEAT-TRIBOULOT MARIE-BEATRICE Inrae Grand Est Nancy
PELTIER JEAN-BENOIT INRAE MONTPELLIER
Membres du jurys
BOGEAT-TRIBOULOT MARIE-BEATRICE,
,
Inrae Grand Est Nancy
FOLLET GUEYE MARIE-LAURE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LEGUE VALERIE,
,
UNIVERSITE CLERMONT FERRAND 1 AUVERGNE
MOLLET JEAN-CLAUDE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
PELTIER JEAN-BENOIT,
,
INRAE MONTPELLIER
VICRE-GIBOUIN MAITE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
Alors que la demande en protéines végétales pour couvrir les besoins de l’alimentation humaine et animale ne cesse d’augmenter, les cultures de protéagineux sont menacées par les fréquents épisodes de sécheresse liés au changement climatique. Le pois (Pisum sativum L.) est particulièrement sensible à un déficit hydrique survenant lors de la phase de reproduction et provoquant une diminution considérable des rendements. La phase végétative de croissance des jeunes plantules est aussi un stade critique puisqu’elle correspond à la mise en place du système racinaire. Toutefois, le stress hydrique précoce reste peu étudié. Il se révèle indispensable de mieux comprendre les mécanismes de réponse au stress hydrique et les molécules impliquées au niveau des racines chez les plantules de pois. Pour cela, une nouvelle technique d’analyse des exsudats racinaires par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) a été mise au point afin d’obtenir des empreintes métabolomiques caractéristiques des conditions de croissance des plantules. Par ailleurs, le piège extracellulaire de racine (RET), situé à l’apex racinaire, joue un rôle majeur dans la gestion des stress biotiques et abiotiques. L’un des objectifs de cette étude est d’évaluer le rôle du RET et d’analyser la composition en glycomolécules dans la réponse au déficit hydrique. Des approches d’imagerie et de biochimie ont révélé une composition différentielle et compartimentée en arabinogalactanes protéines (AGPs) racinaires selon les conditions de déficit hydrique, simulé par du polyétylène glycol (PEG). Le rôle de protection assuré par le RET et les AGPs racinaires est discuté.
Abstract
While there is a growing interest in enhancing plant proteins production for both human and animal food, legume crops are threatened by frequent drought episodes linked to climate change. Pea (Pisum sativum L.) is particularly sensitive to water deficit which occurs during the reproduction phase and causes considerable decreases in crop yields. Although less documented, early seedling growth, corresponding to the establishment of the root system, is a critical stage affected by water stress. It is thus essential to get a better understanding on the cellular and molecular mechanisms involved in root response to early water stress. In order to investigate the molecules secreted by the root system, a new approach dedicated to analyze root exudates by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) was developed. This new protocol allowed to distinguish plant grown on different conditions and give species-specific metabolomic fingerprints. Furthermore, it is recognized that the root extracellular trap (RET) plays a major role to cope with biotic and abiotic stresses. The objective is to decipher the role of RET and to unravel the glycomolecules composition secreted by the roots in pea seedlings in response to water deficit. Cell imaging and biochemistry approaches revealed differential and compartmentalized root exudation of arabinogalactan proteins (AGPs) according to water deficit conditions induced by polyethylene glycol (PEG). The protective role provided by RET and AGPs is discussed.
Caractérisatiοn du lοcus glycοslyasparaginase d'Enterοcοccus faecalis et de sοn implicatiοn dans la virulence
Doctorant·e
COMBRET Victor
Direction de thèse
SAUVAGEOT Nicolas (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
05/12/2023 à 13:30
Lieu de la soutenance
Amphithéatre Frémont
Rapporteurs de la thèse
ARCHAMBAUD CRISTEL Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
JULES MATTHIEU AgroParisTech
Membres du jurys
ARCHAMBAUD CRISTEL,
,
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'environnement
DRAMSI SHAYNOOR,
,
Institut Pasteur
JULES MATTHIEU,
,
AgroParisTech
RINCE Alain,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
SAUVAGEOT Nicolas,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Enterococcus faecalis est une bactérie opportuniste retrouvée dans le tractus gastro-intestinal de l’Homme responsable de multiples infections. Des études menées dans l’unité de recherche Communication Bactérienne et Stratégies Anti-infectieuses (CBSA) de l’université de Caen Normandie ont permis de montrer qu'un certain nombre de gènes impliqués dans l'utilisation des polysaccharides sont induits en conditions d'infection. Dans cette étude, un gène présentant des homologies de séquence avec une glycosylasparaginase a été identifié chez E. faecalis OG1RF. Ce gène est situé dans le locus ega comportant 7 autres gènes, et est impliqué dans le catabolisme du N-acétylglucosamine L-asparagine (GlcNAc-L-Asn). Ce travail de thèse s’est également intéressé au fonctionnement de ce locus. Il a ainsi été montré qu’il est séparé en deux unités transcriptomiques avec d’une part les gènes egaRP et d’autre part les gènes egaGBCD1D2. L’expression de ce locus est régulée par le répresseur EgaR qui se fixe directement aux motifs de liaisons 5’ - GTMTAKAC - 3’ retrouvés au niveau des régions promotrices. Des croissances réalisées avec GlcNAc-L-Asn comme source de carbone ont montré que les gènes egaGBC sont nécessaires pour le catabolisme de cet acide aminoglycane. Ce composé est internalisé par le PTS EgaB, EgaC et OG1RF_10750 et dégradé par la glycosylasparaginase EgaG. L’hydrolyse du N-acétylglucosamine L-asparagine génère de l’aspartate et du 1-amino-GlcNAc-L-Asn qui sera utilisé comme source de carbone par E. faecalis. Enfin, les tests de virulence en modèle Galleria mellonella ont montré une meilleure survie des larves infectées avec les mutants de délétion ΔegaP (Peptidase), ΔegaG, ΔegaB et ΔegaC qu’avec la souche sauvage, indiquant un rôle dans la virulence des produits de ce locus.
Abstract
Enterococcus faecalis is an opportunistic bacterium found in the human gastrointestinal tract and responsible for a wide range of infections. A study conducted by the research unit “Communication Bactérienne et Stratégies Anti-infectieuses (CBSA) of the Caen Normandy university, showed that a number of genes involved in polysaccharide utilization are overexpressed under conditions of infection. In this work, we characterized a gene in E. faecalis OG1RF showing sequence homologies with a glycosylasparaginase. This gene is located within a locus (ega) and is involved in the catabolism of N-acetylglucosamine L-asparagine. Function of this locus was also invastigated. This locus is separated into two transcriptomic units, composed of genes egaRP and egaGBCD1D2, respectively. This locus is regulated by the EgaR repressor which binds directly to the 5' - GTMTAKAC - 3' linker motifs found in the promoter regions. Growth studies with GlcNAc-L-Asn as carbon source showed that the genes egaGBC are required for the catabolism of this glycoamino acid. This compound is first internalized by the PTS formed by EgaB, EgaC, OG1RF_10751 and then catabolized by the glycosylasparaginase EgaG. N-acetylglucosamine-L-asparagine hydrolysis generates aspartate and 1-amino-GlcNAc-L-Asn which can be used as fermentable carbon sources by E. faecalis. The same compound inhibits DNA/EgaR interaction. Finally, virulence tests in the Galleria mellonella model showed better survival of larvae infected with the ΔegaP (Peptidase), ΔegaG, ΔegaB and ΔegaC deletion mutants than with the wild-type strain, indicating a role for products of this locus in virulence.
Analyse intégrative des dοnnées phénοmiques, prοtéοmiques et métabοlοmiques des maladies lysοsοmales
Doctorant·e
DUCATEZ Franklin
Direction de thèse
MARRET STÉPHANE (Directeur·trice de thèse)
TEBANI ABDELLAH (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
01/12/2023 à 14:30
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé -Salle des Thèses - Bâtiment Stewart 12 Rue du Faubourg Martainville, 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
FOIX-L'HELIAS LAURENCE Sorbonne Universite
MAILLOT FRANCOIS Universite de Tours
Membres du jurys
BEKRI SOUMEYA,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
FOIX-L'HELIAS LAURENCE,
,
Sorbonne Universite
HERON BENEDICTE,
,
MAILLOT FRANCOIS,
,
Universite de Tours
MARRET STÉPHANE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
TEBANI ABDELLAH,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
Résumé
Les maladies héréditaires du métabolisme (MHM) sont des affections génétiques résultant d'anomalies au sein de voies biochimiques spécifiques. Elles sont dues à un déficit d’une enzyme, de son cofacteur ou d'un transporteur. La médecine des systèmes (MS) est un moteur moderne pour la recherche biomédicale intégrant des données multimodales pour mieux comprendre les réseaux biologiques et améliorer la stratification des patients. Grâce à des stratégies basées sur la valorisation des données biomédicales et l’expertise clinique, la MS promet d'améliorer la prévention, diagnostic et le traitement des MHM. Dans cette thèse, nous avons adopté des approches multiomique et phénomique combinées à des stratégies d'apprentissage automatique et d’analyse des réseaux pour caractériser deux maladies lysosomales, maladie de Fabry (MF) et maladie de Gaucher (MD). Le premier projet a porté sur la MF et a permis d'identifier des profils omiques plasmatiques (métabolites et protéines) discriminant des patients Fabry. De plus, nous avons observé un remodelage métabolique de plusieurs processus biologiques, tels que les voies médiées par les cytokines, la matrice extracellulaire et le protéome vacuolaire/lysosomal. Nos découvertes mettent en évidence l'implication des cytokines pro-inflammatoires dans la pathogenèse de la MF, ainsi que la réorganisation de la matrice extracellulaire. Le deuxième projet a porté sur la MG de type 1. Les résultats ont révélé des empreintes biologiques plasmatiques. L'étude a révélé une perturbation significative du métabolisme des lipides, de l'inflammation et de la fonction mitochondriale, potentiellement attribuable au stress du réticulum endoplasmique, à un trafic lipidique altéré et à l'inhibition de l'autophagie. Dans le cadre de la thèse, nous avons évalué les performances analytiques d’un nouveau dispositif volumétrique de collecte de sang par micro-échantillonnage comparativement au sang séché sur buvard pour le dosage de l’activité des enzymes lysosomales. Par ailleurs, une méthode à haut débit a été développée pour évaluer les lysosphingolipides (biomarqueurs pour les sphingolipidoses). En résumé, une approche intégrative multiomique et phénomique a été utilisée pour étudier deux sphingolipidoses, révélant des empreintes plasmatiques biologiques spécifiques.
Abstract
Inherited metabolic diseases (IMDs) are genetic disorders arising from abnormalities within specific biochemical pathways. These disorders result from the deficiency of an enzyme, its cofactor, or a transporter. Systems medicine (SM) is advancing biomedical research and healthcare by integrating multimodal data to better understand biological networks and improve patient stratification. Through datadriven strategies, SM is promising to enhance disease diagnosis, treatment, and prevention of IMDs. In this thesis, we employed a deep multiomics and phenomics approach combined with machine learning and network-based strategies to characterize two lysosomal diseases, a sub-group of IMDs. The first project studied Fabry disease (FD) and enabled the identification of plasma omics-based profiles (metabolites and proteins) that unambiguously separated FD patients from controls. Furthermore, we observed a tissue-wide functional remodeling of several processes, such as cytokine-mediated pathways, extracellular matrix, and vacuolar/lysosomal proteome. Our findings highlight the pro-inflammatory cytokines' involvement in FD pathogenesis along with extracellular matrix remodeling. The second project studied type 1 Gaucher disease (GD). The results showed promising plasma biological imprints in type 1 GD. The study revealed a significant disruption in lipid metabolism, inflammation, and mitochondrial function, potentially attributed to endoplasmic reticulum stress, impaired lipid trafficking, and inhibition of autophagy. As part of this thesis, we evaluated the analytical performance of a new volumetric micro-sampling blood collection device compared with dried blood spot for the assessment of lysosomal enzyme activity. In addition, a highthroughput method was developed to assess lysosphingolipids (biomarkers for sphingolipidosis). In summary, an integrative multiomics and phenomics approach was used to investigate two sphingolipidoses, revealing distinct biological imprints.
Effets d'une supplémentatiοn οrale en glutamine durant l'οbésité : fοcus sur le cοntrοle glycémique et la répοnse intestinale
Doctorant·e
LEFEBVRE Candice
Direction de thèse
DECHELOTTE PIERRE (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
29/11/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie UFR Santé 76000 Rouen
Rapporteurs de la thèse
CLEMENT KARINE UNIVERSITE PARIS 6 PIERRE ET MARIE CURIE
GUILLET CHRISTELLE Centre Régional de l'Inrae Auvergne-Rhône-Alpes
Membres du jurys
CLEMENT KARINE,
,
UNIVERSITE PARIS 6 PIERRE ET MARIE CURIE
COEFFIER MOISE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DECHELOTTE PIERRE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
DOUARD VERONIQUE,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
GOICHON ALEXIS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GUILLET CHRISTELLE,
,
Centre Régional de l'Inrae Auvergne-Rhône-Alpes
PICOT MARIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
QUILLIOT DIDIER,
,
UNIVERSITE NANCY 1 HENRI POINCARE
Résumé
L’obésité est une pathologie multifactorielle qui est associée à de nombreuses comorbidités dont des troubles du contrôle glycémique et des troubles fonctionnels digestifs. En effet, l’apparition d’un diabète de type 2 est fréquemment observée chez les patients atteints d’obésité, stade précédé par une période où il existe une insulinorésistance. Par ailleurs, les sujets obèses de grade III ont une prévalence du Syndrome de l’Intestin Irritable (SII) fortement augmentée (30% vs 5%). Des données récentes chez l’Homme et le rongeur suggèrent qu’une supplémentation orale en glutamine (Gln) pourrait limiter la résistance à l’insuline, ainsi que les symptômes intestinaux observées au cours de l’obésité, en améliorant la fonction de barrière intestinale. L’objectif de ce projet de thèse était donc de vérifier les effets d’une supplémentation en Gln sur l’insulinorésistance et les troubles fonctionnels digestifs durant l’obésité, et de préciser les mécanismes par lesquels elle pourrait les améliorer. Des souris rendues obèses par une alimentation riche en lipides (High-fat diet, HFD), et un modèle mimant le SII (stress de contention) ont été utilisés et combinés. La glycémie, la résistance à l’insuline, les modifications de la composition corporelle, du microbiote intestinal et de certaines fonctions intestinales (fonction de barrière, réponse inflammatoire) ont été tout particulièrement étudiées.
Nos travaux ont mis en évidence que les souris répondent de manière sexe-dépendante à l’alimentation HFD, au stress et à la supplémentation en Gln concernant le contrôle glycémique, l’insulinorésistance, la composition corporelle, la perméabilité intestinale, le microbiote cæcal et l’inflammation du tissu adipeux blanc. Chez les souris mâles HFD, la supplémentation en Gln améliore la tolérance au glucose et restaure partiellement les paramètres métaboliques et inflammatoires, tandis que chez les souris femelles HFD la Gln est associée à une modification de la composition du microbiote cæcal et à une augmentation de la réponse inflammatoire dans le côlon et le tissu adipeux sous-cutané. Chez les souris HFD soumises à un stress de contention, la supplémentation en Gln modifie la composition du microbiote cæcal et améliore la perméabilité colique. De façon intéressante, la Gln diminue la corticostéronémie, limite la perte de poids et augmente les taux plasmatiques d’adiponectine chez les souris femelles HFD stressées.
Ce projet de thèse souligne donc l’importance de prendre en compte le sexe dans les études sur l’obésité et ses comorbidités métaboliques et intestinales, alors que la majorité des études expérimentales n’incluent que des animaux mâles. Ces travaux devront être poursuivis pour comprendre les mécanismes à l’origine des différences de réponse à la Gln entre mâles et femelles concernant le microbiote intestinal, l’inflammation et les paramètres métaboliques.
Abstract
Obesity is a multifactorial pathology associated with numerous comorbidities including glycaemic control disturbances and functional digestive disorders. Indeed, the onset of type 2 diabetes is frequently observed in patients with obesity, stage preceded by a period of insulin resistance. Furthermore, grade III obese subjects have a much higher prevalence of Irritable Bowel Syndrome (IBS, 30% vs 5%). Recent data in humans and rodents suggest that oral supplementation with glutamine (Gln) could limit the insulin resistance and intestinal symptoms observed in obesity by improving intestinal barrier function. The aim of this thesis project was therefore to verify the effects of Gln supplementation on insulin resistance and functional digestive disorders during obesity, and to identify the mechanisms by which it could improve them.
High-fat diet-induced obese mice (HFD), and a model mimicking IBS (restraint stress) were used and combined. In particular, glycaemia, insulin resistance, changes in body composition, intestinal microbiota and intestinal functions (barrier function, inflammatory response) were studied.
Our work has shown that mice respond in a sex-dependent manner to HFD, stress and Gln supplementation with regard to glycaemic control, insulin resistance, body composition, intestinal permeability, caecal microbiota and inflammation of white adipose tissue. In male HFD mice, Gln supplementation improved glucose tolerance and partially restored metabolic and inflammatory parameters, while in female HFD mice Gln supplementation was associated with changes in the caecal microbiota composition and an increase in the inflammatory response in the colon and subcutaneous adipose tissue. In HFD mice submitted to a restraint stress, Gln supplementation altered the caecal microbiota composition and improved colonic permeability. Interestingly, Gln supplementation reduced corticosteronemia, limited weight loss and increased plasma adiponectin levels in stressed female HFD mice.
This thesis project therefore highlights the importance of taking gender into account in studies on obesity and its metabolic and intestinal comorbidities, whereas the majority of experimental studies only include male animals. Further works are required to understand the mechanisms behind the differences in response to Gln supplementation between males and females in terms of gut microbiota, inflammation and metabolic parameters.
Evaluatiοn préclinique de stratégies thérapeutiques pοur réduire les atteintes du muscle squelettique induites par l'irradiatiοn cérébrale.
Doctorant·e
BECAM Julie
Direction de thèse
TOUZANI Omar (Directeur·trice de thèse)
PERES Elodie (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
23/11/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Caen
Rapporteurs de la thèse
FREYSSENET DAMIEN Université Jean Monnet
REBILLARD AMELIE Universite de Haute Bretagne Rennes 2
Membres du jurys
CHOPPIN AGNES,
,
Organes Tissus Régénération Réparation Remplacement
FREYSSENET DAMIEN,
,
Université Jean Monnet
MILLIAT FABIEN,
Directeur de recherche,
Sorbonne Université
PERES Elodie,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
REBILLARD AMELIE,
,
Universite de Haute Bretagne Rennes 2
RICARD DAMIEN,
,
Université Paris-Saclay
TOUZANI Omar,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
La radiothérapie (RT) est le traitement majeur pour lutter contre les tumeurs cérébrales. Cependant, elle induit une neurotoxicité dans le tissu cérébral sain compliquant la récupération post-traitement des patients et également leur qualité de vie. En effet, en plus des déficits cognitifs, les patients traités par RT se plaignent constamment d’une fatigue qui invalide fortement leur vie quotidienne mais dont l’origine n’est pas encore connue à ce jour. Il est donc nécessaire de comprendre l’origine de la fatigue radio-induite pouvant être associée à des effets à distance non-ciblés de la RT et d’apporter des stratégies thérapeutiques afin de prévenir et/ou atténuer ces effets secondaires. Dans ce contexte, l’objectif de la thèse est double : 1/ étudier et caractériser les effets de l’irradiation cérébrale sur le muscle squelettique et son lien avec la fatigue radio-induite et 2/ évaluer l’intérêt des différentes stratégies thérapeutiques sur les atteintes musculaires radio- induites : activité physique (AP), thérapie matricielle et irradiation avec préservation des organes à risque. Ces travaux sont basés sur un modèle d’irradiation panencéphalique chez le rat en absence d’une tumeur cérébrale. Les effets de l’irradiation cérébrale sur les muscles squelettiques, en particulier sur le gastrocnemius, associées ou non à des thérapies ont été évalués longitudinalement (jusqu’à 6 mois) par des approches complémentaires : des tests comportementaux (fatigue et activité locomotrice), la masse musculaire, l’IRM du muscle et des analyses histologiques. L’irradiation cérébrale engendre une fatigue radio-induite associée à des déficits de la locomotion. Les paramètres mesurés par IRM de diffusion semblent pertinents pour détecter précocement des altérations musculaires qui se traduisent par un changement de la typologie fibrillaire à long terme. Des bienfaits de l’AP sont observés sur les atteintes musculaires induites par l’irradiation. De plus, la thérapie matricielle semble limiter les dommages musculaire radio-induits lors de la phase aigüe post-irradiation cérébrale. Enfin, l’irradiation cérébrale avec préservation des organes à risque de la sphère ORL permet d’atténuer les atteintes musculaires observées auparavant.
Abstract
Radiotherapy (RT) is the major treatment for brain tumors. However, it induces neurotoxicity in healthy brain tissue, complicating post-treatment recovery of patients and their quality of life. Indeed, in addition to cognitive deficits, patients treated with RT constantly complain of fatigue which seriously hampers their daily life but the origin of which is not yet known. It is therefore necessary to understand the origin of radiation-induced fatigue that may be associated with non-targeted remote effects of RT and to provide therapeutic strategies to prevent and/or attenuate these side effects. In this context, the objective of the thesis is twofold: 1/ to study and characterize the effects of cerebral irradiation on skeletal muscle and its link with radiation-induced fatigue and 2/ to evaluate the interest of different therapeutic strategies on radiation-induced muscle damage: physical activity (PA), matrix therapy and irradiation with preservation of organs at risk. This work is based on a whole-brain irradiation model in rats in the absence of a brain tumor. The effects of cerebral irradiation on skeletal muscles, especially on the gastrocnemius, associated or not with therapies, were evaluated longitudinally (up to 6 months) using complementary approaches: behavioral tests (fatigue and locomotor activity), muscle mass, muscle MRI and histological analyses. Brain irradiation causes radiation-induced fatigue associated with locomotion deficits. The parameters measured by diffusion MRI seem relevant for early detection of muscle alterations which result in fibrillar typology changes in the long term. Benefits of PA are observed on muscle damage induced by irradiation. In addition, matrix therapy seems to limit radiation-induced muscle damage during the acute phase post- irradiation. Finally, brain irradiation with preservation of organs at risk in the ENT sphere makes it possible to reduce the skeletal muscle damage previously observed.
Νeural respοnse in ischemic strοke: mοdulatiοn οf autοphagy and tΡA cleavage
Doctorant·e
TRINIAC Hortense
Direction de thèse
ROUSSEL Benoit (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
22/11/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
Salle Jules Horowitz - GIP CYCERON
Rapporteurs de la thèse
BOUTON MARIE-CHRISTINE Université Paris Cité
ZHENG ZE Versiti Blood Research Institute
Membres du jurys
BOUTON MARIE-CHRISTINE,
,
INSERM Laboratory for Vascular Translationnal Science
CASTEL HELENE,
,
Institut national de la santé et de la recherche médicale
ROUSSEL Benoit,
Chargé de recherche,
Institut national de la santé et de la recherche médicale
STRAPPAZZON FLAVIE,
,
Université Claude Bernard - Lyon 1
VIVIEN Denis,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
ZHENG ZE,
,
Wayne State University
Résumé
L'ischémie cérébrale déclenche de nombreuses voies de signalisation qui contribuent à la mort neuronale, y compris l'autophagie. L'excitotoxicité due à la suractivation du récepteur N-Méthyl-D-Aspartate (NMDAR) est l'un des principaux événements consécutifs à un accident vasculaire cérébral et joue un rôle dans la mort neuronale médiée par l'autophagie. L'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) est une sérine protéase du système nerveux central utilisée comme agent thrombolytique pour faciliter la reperfusion pendant la phase aiguë de l'accident vasculaire cérébral ischémique. Le tPA offre une neuroprotection en activant le récepteur insulin growth factor 1 (IGF-1R), qui diminue à son tour l'autophagie.
Pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine de la mort neuronale par autophagie causée par l'ischémie cérébrale, nous avons étudié les rôles de l'activation des NMDAR et de l'IGF-1R dans les neurones corticaux après ischémie. En utilisant un modèle in vitro d'AVC ischémique (OGDreox), nous avons constaté que l'activation du NMDAR induit de l'excitotoxicité et de l'autophagie, augmentant ainsi la mort neuronale. Plus précisément, nous avons découvert que les NMDARs régulent négativement l'IGF-1R en inhibant sa phosphorylation, ce qui diminue la phosphorylation de l'IRS-1 en aval. Par conséquent, l’inhibition de la voie de signalisation neuroprotectrice de l'IGF-1R pendant un AVC ischémique intensifie la mort neuronale autophagique.
Le tPA est sécrété sous sa forme simple chaîne (sc-tPA) et peut être converti en forme double chaîne (tc-tPA) par la plasmine et les kallikréines. Cette sérine protéase a des effets à la fois neurotrophiques et neurotoxiques, le sc-tPA favorisant l'excitotoxicité des NMDARs et le tc-tPA régulant négativement les NMDARs contenant GluN2B. Nous avons identifié un mécanisme de clivage du sc-tPA en tc-tPA spécifique à la surface d'activation des neurones corticaux matures. Ce mécanisme est dépendant de la plasmine et implique le LBS du domaine Kringle 2 du tPA.
Abstract
Cerebral ischemia triggers many signaling pathways that contribute to neuronal death, including autophagy. One of the primary events following stroke is excitotoxicity due to overactivation of the N-Methyl-D-Aspartate receptor (NMDAR), which plays a role in autophagy-mediated neuronal death. Tissue-type plasminogen activator (tPA) is a serine protease of the central nervous system and is used as a thrombolytic agent to facilitate reperfusion during the acute phase of ischemic stroke. tPA offers neuroprotection by activating the insulin growth factor 1 receptor (IGF-1R), which in turn reduces autophagy.
To gain deeper insights into the molecular mechanisms behind autophagy-mediated neuronal death caused by cerebral ischemia, we investigated the roles of NMDAR and IGF-1R activation in cortical neurons post-ischemia. Using an in vitro model of ischemic stroke (OGDreox), we found that NMDAR activation induces excitotoxicity and autophagy, subsequently leading to neuronal death. More specifically, we discovered that NMDAR negatively regulates IGF-1R by inhibiting its phosphorylation, which then decreases the phosphorylation of IRS-1 downstream. As a result, the suppression of the neuroprotective IGF-1R signaling pathway during ischemic stroke intensifies autophagic neuronal death.
tPA is secreted in its single-chain form (sc-tPA) and can be converted to a two-chain form (tc-tPA) by plasmin or kallikreins. This serine protease displays both neurotrophic and neurotoxic effects with sc-tPA promoting NMDAR excitotoxicity and tc-tPA down-regulating GluN2B-NMDARs. We identified a specific cleavage mechanism of sc-tPA into tc-tPA by the activation surface of mature cortical neurons. This mechanism is plasmin-dependent and involves the LBS of the Kringle 2 domain of tPA.
