Université de Rennes Effets du Benzo[a]Pyrène sur les déterminants mitochondriaux et sur les caractéristiques des vésicules extracellulaires, contenant ou non une mitochondrie, dans le modèle endothélial HMEC-1. Effects of Benzo[a]Pyrene on mitochondrial determinants and on the characteristics of extracellular vesicles, with or without mitochondria, in the human endothelial HMEC-1 model. Benzo[a]pyrèneRécepteur aux Hydrocarbures AromatiquesMitochondriesVésicules ExtracellulairesMito-VEStress-Induced Mitochondrial Hyperfusion Benzo[a]PyreneAryl Hydrocarbon ReceptorMitochondriaExtracellular VesiclesMitoEVsStress-Induced Mitochondrial Hyperfusion Benzopyrène Récepteur aux hydrocarbures aromatiques Vésicules extracellulaires Mitochondries L’exposition aux polluants environnementaux tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) constitue un enjeu majeur de santé publique. Parmi eux, le Benzo[a]Pyrène (B[a]P), considéré comme le prototype de ces composés, est le seul HAP classé cancérigène avéré. Cette thèse visait à explorer les réponses cellulaires de la lignée endothéliale humaine HMEC-1 exposée à une concentration réaliste de B[a]P. Les résultats montrent qu’à cette dose, le B[a]P perturbe l’homéostasie mitochondriale sans induire immédiatement la mort cellulaire. Il déclenche une phase transitoire d’élongation mitochondriale et de surproduction d’ATP, caractéristiques du phénomène de Stress-Induced Mitochondrial Hyperfusion (SIMH), mécanisme adaptatif de résistance, possiblement régulé par le facteur de transcription NRF2. La seconde partie du travail révèle que les cellules HMEC-1 sécrètent physiologiquement des vésicules extracellulaires (VE) contenant des mitochondries entières (Mito-VE), dont la sécrétion est amplifiée par le B[a]P. Cette induction des Mito-VE est possiblement liée à l’élimination des mitochondries altérées, un processus appelé mitophagie sécrétoire. Par ailleurs, deux sous-populations de Mito-VE ont été identifiées, renfermant respectivement des mitochondries polarisées ou dépolarisées et régulées différemment par un mécanisme dépendant du récepteur P2X7 (rP2X7). Enfin, les VE produites par les cellules HMEC-1 contiennent et produisent de l’ATP, suggérant une boucle autocrine ATP/rP2X7 pouvant renforcer leur biogenèse, mais aussi promouvoir une réponse pro-inflammatoire. Ces résultats révèlent la dynamique mitochondriale et la libération de Mito-VE comme des marqueurs précoces du stress endothélial induit par le B[a]P, reliant le contrôle de qualité mitochondriale, la communication intercellulaire et la vectorisation de la toxicité des polluants via les VE. Exposure to environmental pollutants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) represents a major public health concern. Among them, Benzo[a]Pyrene (B[a]P), considered the prototype of these compounds, is the only PAH classified as a confirmed human carcinogen. This thesis aimed to investigate the cellular responses of the human endothelial cell line HMEC-1 exposed to a realistic concentration of B[a]P. The results show that at this dose, B[a]P disrupts mitochondrial homeostasis without immediately inducing cell death. It triggers a transient phase of mitochondrial elongation and ATP overproduction, characteristic of the Stress-Induced Mitochondrial Hyperfusion (SIMH) phenomenon, an adaptive resistance mechanism possibly regulated by the transcription factor NRF2. The second part of this work reveals that HMEC-1 cells physiologically secrete extracellular vesicles (EVs) containing intact mitochondria (Mito-EVs), whose secretion is amplified upon B[a]P exposure. This induction of Mito-EVs may be linked to the elimination of damaged mitochondria through a process known as secretory mitophagy. Moreover, two distinct subpopulations of Mito-EVs were identified, containing either polarized or depolarized mitochondria, and differentially regulated by a mechanism dependent on the P2X7 receptor (rP2X7). Finally, EVs produced by HMEC-1 cells were found to contain and generate ATP, suggesting an autocrine ATP/rP2X7 loop that could enhance their biogenesis while also promoting a pro-inflammatory response. Overall, these findings identify mitochondrial dynamics and Mito-EV release as early markers of B[a]P-induced endothelial stress, linking mitochondrial quality control, intercellular communication, and pollutant toxicity vectorization through EVs. Electronic Thesis or DissertationText fr en application/pdf1 : 9142 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/b14d7fc4-c735-48f8-a64d-ffa3dd804886 Guillouzouic Joan 1998-07-11 FR 298906015 joan.guillouzouic29@gmail.com 2025URENB052 http://www.theses.fr/2025URENB052 2025-12-16 Biologie cellulaire, biologie du développement Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Doctorat non ouiLe FerrecEricintervenant_1079404456LavauCatherineintervenant_2121291790RomeSophieintervenant_3098395939Le FerrecEricintervenant_1079404456LavauCatherineintervenant_2121291790DumasJean-Françoisintervenant_408765878XLe LaySoizigintervenant_5089269101RomeSophieintervenant_3098395939BlancEtienneintervenant_6083307613 SVSecoleDoctorale_1 264825152 IRSET partenaireRecherche_1 177984775 ddc:610 Le FerrecEricLavauCatherineRomeSophieDumasJean-FrançoisLe LaySoizigBlancEtienneUniversité de RennesSVS IRSET ASCII PDF 9361183