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Approche biophysique du vivant
/ 07-11-2023
Zentout Siham
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L’un des premiers événements déclenchés par l’induction de dommages à l’ADN est le recrutement de PARP1, ainsi que de son partenaire, HPF1, sur les sites endommagés. Ces deux protéines collaborent pour catalyser l’ajout d'ADP-ribose sur des protéines situées autour des régions endommagées, avec PARP1 et les histones comme principaux accepteurs. Bien que des recherches approfondies aient été menées sur le rôle de l'ADP-ribosylation dépendante de PARP1 en réponse aux dommages dans l’ADN, la contribution exacte de HPF1 dans ce processus demeure incertaine. Tout au long de ma thèse, je me suis focalisée sur les mécanismes régulant la signalisation par l’ADP-ribosylation en réponse aux dommages à l’ADN et plus particulièrement sur les rôles d’HPF1 dans les premières étapes de la réponse aux dommages à l’ADN. À l’aide de techniques d’imagerie photonique sur échantillons vivants, je décris les fonctions de l’ADP-ribosylation des histones contrôlée par HPF1. Cette modification induit non seulement la relaxation de la chromatine à proximité des lésions, mais facilite également le recrutement de protéines de réparation sur les sites endommagés, favorisant ainsi une réponse efficace à la réparation. De plus, mes recherches ont contribué à démontrer que l’ADP-ribosylation à la fois des histones et de PARP1 lui-même joue un rôle central dans la dissociation entre PARP1 et l’ADN endommagé, ce qui se traduit par une résistance aux inhibiteurs de PARP (PARPi). Enfin, la protéine ALC1 émerge également comme un acteur majeur facilitant le relargage de PARP1 via son activité de remodelage, contribuant ainsi à la résistance aux PARPi. Mes travaux soulignent ainsi le rôle essentiel de HPF1 dans la régulation des premiers événements de la réponse aux dommages de l’ADN.
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Sciences pharmaceutiques
/ 02-11-2023
Voisin Tom
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La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie pulmonaire chronique et irréversible caractérisée par un déclin progressif des fonctions respiratoires. L'approche thérapeutique actuelle ralentit mais n'arrête pas la progression de la maladie. Récemment, il a été démontré que la vitamine D (VD) réduit le développement de la fibrose pulmonaire dans des modèles murins et que la carence en VD peut être associée au déclin des fonctions respiratoires des patients atteints de FPI. Au cours de cette thèse, nous avons démontré pour la première fois qu'in vitro, la VD bloque des fonctions fibrosantes fondamentales des fibroblastes pulmonaires humains primaires dérivés de patients atteints de FPI. À des concentrations physiologiquement atteignables, la VD diminue la prolifération basale comme induite par le PDGF-BB. Bien que la VD n’ait impacté que partiellement la différenciation induite par le TGF-β1, elle a fortement inhibé l’altération glycolytique induite par le TGF-β1. Des études récentes suggèrent que la reprogrammation glycolytique des fibroblastes peut participer à la progression de la FPI et que cibler ce cette voie pourrait être efficace dans le traitement des maladies fibrotiques. Enfin, nous avons démontré que les effets protecteurs de la VD sont probablement médiés par l’activation de son récepteur nucléaire. Dans l'ensemble, nos résultats démontrent que de faibles concentrations de VD réduisent, in vitro, les fonctions pro-fibrotiques des fibroblastes pulmonaires humains, et suggèrent qu’une supplémentation des patients atteints de FPI en VD pourrait être étudiée à l'avenir pour confirmer ses avantages thérapeutiques dans la gestion de la fibrose pulmonaire chez l'homme.
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Génétique, génomique, bioinformatique
/ 24-10-2023
Kugathas Indusha
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La préoccupation croissante concernant les perturbateurs endocriniens (PEs) et leurs effets sur la santé humaine et environnementale a stimulé de manière significative la recherche dans ce domaine. Ce projet se concentre sur l'analyse et l'intégration de donné "omiques" pour évaluer les risques toxiques des perturbateurs endocriniens (PEs) sur les fonctions de reproduction. J’ai examiné l'impact des PEs sur le développement de l'ovaire et sur la stéroïdogenèse, en utilisant des méthodes alternatives à la toxicologie classique. L'hypothèse sous-jacente de ce travail est que les données de toxicogénomique peuvent contribuer à la compréhension des mécanismes de toxicité des PEs et à l'identification de biomarqueurs potentiels de perturbation endocrine. L'analyse des changements transcriptionnels dans l'ovaire en développement après une exposition intra-utérine aux perturbateurs endocriniens, diéthylstilbestrol et kétoconazole a permis de mettre en évidence des gènes différentiellement exprimés significatifs dont de potentiels biomarqueurs soulignant les effets de ces composés sur la santé reproductive féminine. Une approche multiomique a été utilisée pour explorer les effets anti-androgéniques de composés organiques semi-volatils étudiés à équipotence. En plus des approches classiques et individuelles de transcriptomique et métabolomique, l’analyse intégrée de ces données a permis de tenir compte des spécificités de chacune des approches et rend les résultats plus robustes. Toutes les données générées seront accessibles pour la communauté scientifique dans le cadre du principe FAIR, et viennent contribuer à l’amélioration des outils présents dans la base de données TOXsIgN.
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Biologie cellulaire, biologie du développement
/ 24-10-2023
Duot Matthieu
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Le cristallin permet à la lumière de se focaliser sur la rétine. Son opacification due à l'âge, à des facteurs environnementaux ou à certaines variations génétiques provoque une cataracte pouvant conduire à une cécité. Le contrôle post-transcriptionnel exercé par la protéine de liaison à l'ARN CELF1 est critique pendant le développement du cristallin. Au cours de ma thèse, j'ai identifié les cibles ARN de CELF1 dans le cristallin afin de comprendre les régulations post-transcriptionnelles qu'elle exerce et les causes de la cataracte observée en absence de cette protéine. J'ai d'abord mené une analyse transcriptomique par RNA-seq sur des cristallins de souris nouveau-nées pour décrire à l'échelle globale les perturbations transcriptomiques qui se produisent dans le cristallin déficient en CELF1. J'ai ensuite recherché les ARN dont l'épissage alternatif est régulé par CELF1 dans le cristallin. Dans ce but, j'ai intégré différentes approches omiques: profilage d'expression par RNA-seq, et identification des sites de liaison de CELF1 sur ses ARN ligands par iCLIP-seq. J'ai ainsi notamment démontré que CELF1 contrôle l'épissage alternatif de sept ARNm codant des protéines associées au cytosquelette: Ablim1, Ctnna2, Clta, Ywhae, Septin8, Sptbn1 et Ank2. Enfin, j'ai caractérisé un nouveau modèle d'organoïde de cristallin qui peut reproduire certains processus du développement du cristallin. Ce modèle pourrait être un outil précieux pour la communauté de recherche sur le cristallin.
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Epidémiologie, analyse de risque, recherche clinique
/ 20-09-2023
Enderle Isabelle
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Un défaut de placentation peut induire différentes pathologies telles que la pré-éclampsie et le retard de croissance intra-utérin. La pré-éclampsie est responsable de plus de 70 000 morts maternelles par an dans le monde et 500 000 décès fœtaux et néonataux. Sur le plan fœtal, le retard de croissance intra-utérin est responsable d’une augmentation de la morbi-mortalité néonatale et de complications à long terme (pathologies endocrines, cardiovasculaires, troubles du neurodéveloppement…). Les expositions chimiques pendant les grossesses sont nombreuses. Deux classes s’illustrent particulièrement de par leur fréquence et leur potentiel toxique : les pesticides et les solvants. Au moins une partie d’entre eux traversent la barrière placentaire. L’objectif de cette thèse était d’explorer les conséquences des expositions prénatales domestiques aux pesticides et professionnelles aux solvants sur le risque de développer une pré-éclampsie et sur la croissance fœtale. Nous avons ainsi mis en évidence un risque plus important de développer une pré-éclampsie lorsque les femmes habitaient à proximité des cultures associées à l’utilisation de prochloraz. Nous avons également observé une augmentation du risque d’être petit pour l’âge gestationnel chez les nouveau-nés dont les mères étaient professionnellement exposées aux solvants oxygénés et pétroliers. Enfin, le risque de pré-éclampsie était plus élevé chez les femmes exposées professionnellement aux solvants oxygénés et pétroliers.
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Analyse et traitement de l'information et des images médicales
/ 30-08-2023
Taconné Marion
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L'évaluation de la fonction cardiaque est un enjeu majeur en cardiologie, en particulier dans la prise en charge des patients atteints d'insuffisance cardiaque. Malgré les avancées technologiques, telles que les courbes de strain extraites de l'échocardiographie, cette évaluation reste difficile et incomplète en raison de sa nature multifactorielle. L'objectif est de proposer de nouvelles méthodes permettant une compréhension plus précise et personnalisée de la fonction ventriculaire gauche chez les patients insuffisance cardiaque. Des approches hybrides combinant la modélisation in silico, traitement du signal et apprentissage automatique ont été proposées. Quatre problématiques associées à différents phénotypes d'insuffisance cardiaque sont abordées dans cette thèse : i) Les courbes de strain de 10 sujets sains et 20 patients atteints de bloc de branche gauche ont été analysées à l'aide d'un modèle computationnel. ii) Une caractérisation des profils de réponse à la thérapie de resynchronisation cardiaque a été proposée sur 250 patients éligibles grâce à des approches hybrides. iii) Une estimation non invasive de la pression ventriculaire gauche a été proposée et évaluée sur 67 patients atteints de sténose aortique afin d'obtenir des indices de travail myocardique. iv) Une classification du risque de mort subite chez les patients atteints de cardiomyopathie hypertrophique a été développée à partir de paramètres cliniques, d'imagerie et extrait du strain de 434 patients. Ces approches originales utilisent principalement des mesures non invasives issues de l'échocardiographie et introduisent de nouveaux outils d'intelligence artificielle dans la pratique clinique. Elles visent à être spécifiques à chaque patient afin d'être intégrées dans un processus de médecine personnalisée.
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Toxicologie
/ 13-07-2023
Touma Charbel
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Ces dernières années, l’implication des perturbateurs endocriniens (PE) dans l’augmentation des maladies métaboliques a été démontrée. Il est important de disposer de tests robustes et fiables pour les identifier et comprendre les mécanismes responsables des désordres métaboliques, tels que la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD), la stéatohépatite, le diabète et l'obésité. Dans cette thèse, en utilisant le modèle cellulaire d’hépatocytes humains en 3D hautement différencié Hepoid® nous avons étudié la capacité de 10 PE reconnus issus des familles des bisphénols, phthalates, parabènes, PFAS, organochlorés ainsi que celle du cadmium à perturber le métabolisme lipidique dans le foie. Après estimation de leur cytotoxicité après un traitement aigu ou chronique, nous avons observé une augmentation de la formation de gouttelettes lipidiques après un traitement par le BPA, DDE, DEHP et PFOA et une augmentation de la sécrétion de triglycérides après traitement par le BPA et le DDE, en présence ou non d’acides gras. De plus, nos travaux montrent qu’un traitement avec le BPA, le DEHP et le PFOA diminue la β-oxydation des acides gras, un mécanisme important dans le métabolisme lipidique permettant la dégradation des acides gras. Des analyses transcriptomiques et métabolomiques ont permis d’identifier des variations dans le métabolisme cellulaire, des glycérophospholipides et des sphingolipides après un traitement des Hepoid® par la plupart des PE d’intérêt. Ces données ont été confirmées par l’expression des ARNm codant les gènes CD36, APOA4 et CPT1a surtout après traitement des Hepoid® avec Cd, DDE et BPF. Ces résultats montrent que notre modèle Hepoid® d’hépatocytes humains en 3D est un modèle cellulaire pertinent pour étudier les effets de la dysrégulation lipidique liés à l'exposition de différents PE et décrypter les mécanismes impliqués dans les désordres métaboliques sous-jacents.
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Biologie cellulaire, biologie du développement
/ 06-07-2023
Duclos Maela
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Le trafic intracellulaire contrôle la polarité cellulaire intestinale, dont la mise en place et le maintien sont essentiels à la fonction de cet organe. De façon surprenante, la déplétion de la sous-unité μ1B de l’adaptateur de clathrine AP-1B (Ap1m2), impliquée dans le tri polarisé, entraîne des défauts de polarité et une hyperplasie des cryptes dans l’intestin de souris, révélant un nouveau rôle du trafic polarisé dans le contrôle de la prolifération intestinale. Nous avons confirmé les défauts de polarité et l’hyper-prolifération dans un modèle murin d’organoïde intestinal muté pour Ap1m2. L’hyper-prolifération observée est dépendante des voies de signalisation EGFR et mTOR. L’analyse phénotypique révèle également des défauts de différenciation du lignage sécrétoire et une expansion de la zone des cellules souches/progénitrices.De plus, nous avons montré que la localisation du déterminant de polarité apicale, CDC42, est altérée dans les organoïdes mutés pour Ap1m2. La déplétion intestinale de CDC42 induisant des phénotypes similaires à ceux que nous observons, nous émettons l’hypothèse qu’AP-1B régule la prolifération à travers le contrôle de la localisation de CDC42. Nous avons donc montré qu’AP-1B joue un rôle essentiel dans le maintien de l’intégrité de la couche épithéliale en contrôlant la polarité cellulaire, mais aussi la prolifération et la différenciation intestinale. Des travaux complémentaires permettront de caractériser les mécanismes par lesquels AP-1B contrôle la localisation de CDC42 et l’activation des voies de signalisation EGFR et mTOR.
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Génétique, génomique, bioinformatique
/ 16-06-2023
Leclerc Delphine
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Ces dernières années, de considérables progrès ont été obtenus en médecine génomique. L’apport de la technologie de séquençage haut-débit dans les laboratoires de génétique médicale a notamment permis de mieux diagnostiquer les pathologies génétiques rares. Malgré cette avancée, un nombre important de patients diagnostiqués se retrouvent en errance thérapeutique. Environ 250 millions de personnes souffrent de pathologies génétiques rares et moins de 5% de ces pathologies disposent aujourd’hui de traitements efficaces. La découverte et l’amélioration constante des outils CRISPR/Cas9 ont ouvert la porte à une nouvelle médecine, la chirurgie du génome. Dans ce contexte, une partie importante des altérations génétiques responsables de maladies rares peuvent être en théorie directement corrigées par cette approche, ouvrant une perspective thérapeutique inespérée pour des patients étant parfois les seuls porteurs de ces altérations génétiques. Au cours de ma thèse, j’ai l’opportunité de développer et d’évaluer les outils d’édition du génome CRISPR/Cas9, d’une part pour concevoir et mesurer l’efficacité de nouveaux traitement in vitro, et d’autre part pour installer et décrypter le rôle biologique de variants génétiques de signification inconnue. Désormais, il est possible de corriger ou créer ces variants en recherche fondamentale afin d’aider les cliniciens à conclure sur leur rôle biologique ouvrant la porte à des thérapies personnalisées dans un futur proche.
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Génétique, génomique, bioinformatique
/ 13-06-2023
Andrieu Charlotte
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L’hétérogénéité tumorale est une conséquence directe de la dynamique évolutive non observable de la croissance des tumeurs. Elle fait partie des challenges actuels en oncologie car elle est à l’origine de la résistance aux thérapies anti-cancer actuelles, soit par l’expansion d’une population clonale présente résistante, soit par une résistance acquise à la suite de l’exposition aux traitements. Pouvoir caractériser ces clones permettrait de mieux comprendre l’évolution des cancers, et ainsi identifier de nouveaux marqueurs pour les futures thérapies ciblées. C’est dans cet esprit que SomaSnake a été développé : permettre des analyses reproductibles et capables d’apporter une aide pour la compréhension des réponses des cancers aux traitements actuels. SomaSnake est un outil bioinformatique qui a pour but d’harmoniser et de faciliter les analyses de données de caractérisation des génomes tumoraux, particulièrement dans le cas où ces analyses sont étagées dans le temps. En effet, cette tâche peut s’avérer complexe lorsqu’il s’agit d’être en mesure de retrouver avec exactitude les mêmes résultats à partir d’une réanalyse à distance des mêmes données brutes, mais également lorsqu’il s’agit d’en intégrer de nouvelles. SomaSnake est un package conda facile d’installation et d’utilisation permettant de réaliser des analyses classiques telles que le traitement des reads, l’appel des variants somatiques et leur annotation, mais aussi des analyses plus complexes visant à reconstruire les populations clonales et sous clonales des tumeurs.
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