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biologie et sciences de la santé
/ 16-11-2012
BEAUDEAU PASCAL
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Depuis plus d’un siècle, la prévention du risque infectieux d’origine fécale attribuable à l’ingestion d’eau du robinet repose sur le monitorage de la qualité bactériologique de l’eau. Celle-ci fournit cependant des informations limitées dans le cas d’eaux chlorées. Ni le contrôle bactériologique de l’eau, ni le signalement par les acteurs de terrains n’assurent par ailleurs une bonne couverture du risque épidémique.
La surveillance syndromique s’est développée avec l’apparition, dans les années 2000, de bases de données médico-tarifaires. Cette thèse démontre la pertinence de la surveillance des gastroentérites aiguës (GEA) basée sur l’exploitation des données de remboursement des médicaments prescrits pour l’étude et la prévention du risque infectieux d’origine fécale porté par l’eau du robinet. Elle détaille la méthode de construction de l’indicateur d’incidence des GEA et son application à la détection rétrospective des épidémies d’origine hydrique et à l’étude des risques attribuables aux grandes unités de distribution (études de séries temporelles).
Le potentiel d’une plate-forme de surveillance constituée par les données syndromiques et diverses sources de données sur l’exposition dépasse cependant le cadre de ces deux applications. Il existe en effet un risque intermédiaire, dit hyper-endémique, présent parmi les unités de distribution de petite ou moyenne taille (< 10 000 usagers) et qui pourrait constituer la majeure partie de l’impact sanitaire de l’eau du robinet. La plateforme de surveillance devrait aider de façon extensive à répondre au besoin d’identification, de caractérisation et de suivi des facteurs de risque, c’est-à-dire aider à la mise en place des Water Safety Plans dans le contexte du changement global. Le risque d’érosion de l’indicateur d’incidence des GEA, dû à l’évolution possible du niveau de prise en charge des soins de santé, limite par contre son usage pour un suivi précis à long terme de l’impact des GEA d’origine hydrique.
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Biologie
/ 08-11-2013
Soubere Mahamoud Yonis
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Des études in vitro ont été menées pour évaluer les effets biologiques potentiels de deux types d'ondes radiofréquences. Dans une première partie, nous avons étudié les ondes radiofréquences (300 et 500 MHz) utilisées en imagerie médicale à haute résolution (IRM). Ces ondes sont en régime impulsionnel (de l'ordre de la milliseconde) et avec des puissances crêtes élevées (E= 1.8 kV/m). Toutefois, il n'existe actuellement aucune donnée dans la littérature sur l'impact biologique éventuel de ce type de signaux. Dans ce travail de thèse des cellules gliales humaines (U251 MG) en culture ont été exposées pendant 45 minutes, ou 2 heures, en condition athermique, et plusieurs analyses biologiques ont été réalisés : expression génique d'une batterie de gènes biomarqueurs du stress cellulaire et analyse par microscopie de l'intégrité cellulaire. Quel que soit le test utilisé, les résultats ont toujours été négatifs. Ceci montre qu'aucun stress cellulaire n'a eu lieu lors de l'exposition des cellules à une onde électromagnétique de 300 ou 500 MHz, de forte puissance crête. La seconde partie de ce travail de thèse porte sur l'évaluation des effets des ondes millimétriques (OMM) à 60,4 GHz, en cas de stress énergétique. Nous avons étudié l'impact de l'exposition aux OMM, en présence ou en absence de 2-déoxy-glucose, sur la production d'ATP, le potentiel redox (NADPH) et l'expression génique. Par une approche transcriptomique, nous avons observé qu' un traitement au 2-déoxy-glucose, induit une forte réponse cellulaire. La co-exposition aux OMM modifie faiblement cette réponse génique (4 gènes sur 523 semblent être différentiellement exprimés). Par contre, l'exposition est sans effet sur le potentiel redox ou sur la production d'ATP.
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Biologie
/ 16-12-2013
Pérez María Rita
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Les effets négatifs des produits pharmaceutiques (PPs) sur les écosystèmes aquatiques est une préoccupation de plus en plus sensible. Nous avons analysé les effets du 17α-éthinylestradiol (EE2), composant des pilules contraceptives, et de la fluoxétine (FLX), l'antidépresseur le plus vendu au monde, sur deux poissons. Le pejerrey (Odontesthes bonariensis) vit dans des lagunes qui sont des réservoirs d'eaux usées, où la présence d'EE2 est détectée. En utilisant l'expression des gènes cyp19a1b (aromatase cérébrale) et cyp19a1a (aromatase gonadique) comment marqueurs biologiques nous avons constaté que l'exposition à EE2 n'affectait pas l'expression du gène cyp19a1b. Cependant, augmente significativement l'expression du cyp19a1a, liée à la différenciation ovarienne, et diminue l'expression de hsd11b2, liée a la différenciation testiculaire, chez les larves et mâles juvéniles. Aussi, produit une déviation des ratios male/femelles en faveur des femelles chez les larves et l'apparition de caractéristiques typique du développement ovarien dans les testicules de mâles juvéniles. Chez le poisson zèbre (Danio rerio) nous avons évalué le rôle de la sérotonine (5-HT) comme modulateur de la prolifération; et l'effet de la FLX, inhibiteur sélectif de sa recapture. Tout d'abord, nous avons montré que les neurones sérotoninergiques de l'hypothalamus sont générés à partir de cellules gliales radiaires présente dans cette région. Ensuite, nous avons constaté une réduction significative du nombre de cellules en prolifération dans le noyau du recessus lateral (NRL) et posterior (NRP) de l'hypothalamus, après de l'inhibition de la synthèse de 5-HT ; et dans le NRL, après d'exposition a FLX.
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Biologie
/ 30-09-2014
Chocu Sophie
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La spermatogenèse chez les mammifères est une fonction biologique complexe incluant des processus de prolifération cellulaire, de méiose et de différenciation uniques visant à la production des gamètes mâles au sein du testicule. Si l'épithélium séminifère, théâtre de ce processus est bien décrit sur le plan de son organisation et de la morphologie des cellules qui le composent, les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la spermatogenèse ne sont pas encore complètement décryptés. Ces processus par lesquels les cellules germinales diploïdes indifférenciées, les spermatogonies, entrent en méiose pour donner ensuite des cellules haploïdes qui subissent de nombreuses transformations morphologiques incluant la compaction du génome, la formation de l'acrosome et du flagelle sont largement supportés par les cellules de Sertoli, cellules nourricières, qui sont en étroite interaction mécanique et fonctionnelle avec les cellules germinales. Dans ce contexte, les cellules germinales et les cellules de Sertoli entretiennent le dialogue nécessaire au bon déroulement de la spermatogenèse et de la spermiogénèse, et duquel dépend la production de 100 millions de spermatozoïdes par jour chez le rat. La spermatogenèse repose sur l'expression coordonnée et séquentielle des gènes, dont les produits spécifiques de chaque stade de développement des cellules germinales sont essentiels à chaque étape clé et à son bon déroulement. La transcriptomique depuis les années 1990, et la protéomique depuis les années 2000 ont contribué à l'amélioration de la connaissance de ces mécanismes. Deux études importantes ont été menées dans notre unité, et qui ont été à la base de mes travaux de thèse. D'une part une étude de protéomique sur le long terme visant à caractériser par des approches systématiques et différentielles le protéome testiculaire avec un focus sur celui de la lignée germinale. D'autre part, une étude très récente qui a permis de caractériser et quantifier le transcriptome des cellules testiculaires isolées de rat, avec une haute résolution, en utilisant une approche de séquençage de novo des transcrits (RNA-seq). Cette dernière étude a mis en évidence l'accumulation de longs ARNs non codants (lncRNAs), et de transcrits testiculaires non annotés (TUTs) aux stades méiotique et post-méiotique de la spermatogenèse, chez le rat. Dans ce contexte, mon travail de thèse a consisté à valider le potentiel codant de nombreux gènes exprimés dans les cellules germinales, par une approche dite PIT (Proteomics Informed by Transcriptomics) couplant protéomique Shotgun et RNA-seq. Dans ce type d'approche, les séquences protéiques déduites des transcrits des différents types cellulaires du testicule assemblés par RNA-seq sont intégrées dans une base personnalisée de séquences protéiques utilisée pour interroger les données de spectrométrie de masse obtenues à partir d'extraits de protéines totales de cellules méiotiques et post-méiotiques. Mon travail a consisté d'autre part à identifier des protéines membranaires des cellules germinales et des corps résiduels susceptibles d'intervenir dans le dialogue entre les cellules de Sertoli et les cellules germinales, par une approche de quantification relative ICPL. Par ailleurs, j'ai pu établir par protéomique Shotgun un premier protéome des cellules de Sertoli, des cellules germinales et des corps résiduels de rat. Les peptides identifiés par MS/MS sur l'ensemble de ces types cellulaires sont visuellement accessibles sur le ReproGenomicsViewer (http://rgv.genouest.org/). L'approche PIT a permis de montrer que 69 TUTs ou lncRNA (correspondant à 44 loci) codent pour des protéines dans les cellules méiotiques et post méiotiques chez le rat, et de confirmer expérimentalement l'expression post-méiotique de deux nouveaux transcrits, codant pour la protéine VAMP9, une protéine de la famille SNARE, et pour une nouvelle énolase T-ENOL. L'expression post-méiotique de la nouvelle protéine T-ENOL a été confirmée par immunohistochimie à l'aide d'un anticorps polyclonal produit contre la protéine recombinante. Cette approche nous a également permis d'identifier de nouvelles isoformes de protéines connues, spécifiques de chaque stade de la spermatogenèse. L'analyse différentielle par ICPL des protéines membranaires des cellules germinales et des corps résiduels nous a permis d'établir une liste de 166 protéines dont l'expression est différentielle entre les spermatocytes pachytène, les spermatides rondes et les corps résiduels. Du fait de cette expression différentielle, ces protéines sont susceptibles de jouer un rôle dans la spermiogénèse. Grâce aux annotations de le Gene Ontology, j'ai pu établir une liste de 8 protéines ayant un rôle supposé dans la transduction du signal, la reconnaissance cellulaire ou bien la différenciation, donc potentiellement impliquées dans le dialogue entre les cellules de Sertoli et les cellules germinales. Cette étude a montré par ailleurs la surexpression dans les cellules germinales, de quelques protéines de la famille des Rab et de la famille des TMED récemment reconnues comme ayant un rôle de régulation dans l'immunité innée.
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Biologie
/ 15-12-2014
Bomo Jérémy
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La fibrose hépatique est un problème de santé publique. Cette pathologie est caractérisée par une accumulation excessive de matrice extracellulaire, composée principalement de collagène, augmentant la rigidité du foie. Environ 90% des hépatocarcinomes se développent sur un foie fibrotique / cirrhotique, laissant présager une relation entre la rigidité tissulaire et le développement tumoral. Pour étudier le rôle des forces exercées par la matrice extracellulaire sur le phénotype des cellules hépatiques, nous avons développé un modèle de culture 3D de cellules hépatiques dans des gels de collagène de rigidités variables. Dans ces conditions, les cellules hépatiques présentent une forte prolifération et un maintien de la différenciation dans les matrices les plus rigides. En parallèle, les cellules hépatiques transformées peuvent modifier la matrice de collagène pour former des signatures de collagène TACS (Tumor Associated Collagen Signatures). Une analyse des voies de signalisation impliquées dans la formation des TACS 3 nous a permis de déterminer 2 voies indispensables pour ces mécanismes: MEK/ERK et MLCK. Le bon maintien des fonctions différenciées et de biotransformation des cellules hépatiques font des cultures 3D en gel de collagène un excellent modèle pour des applications en biotechnologie. Nous avons également développé une technique de quantification standardisée et automatisée du collagène, dans un modèle murin de fibrose hépatique, par utilisation de la microscopie SHG, qui permet de détecter de faibles variations de quantité de collagène. Cette technique permet également de caractériser qualitativement, après analyse d'images, le collagène et de renforcer la discrimination entre les différents stades fibrotiques. La caractérisation des cross-links de collagène, par cette approche, est actuellement en cours d'étude et permettrait d'appréhender les capacités de réversion.
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Biologie
/ 18-12-2014
Blanchard Olivier
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Les composés organiques semi-volatils (COSVs) regroupent un grand nombre de composés chimiques utilisés notamment comme substances actives ou additifs dans les matériaux de construction, de décoration et dans de nombreux produits de consommation. Les COSVs sont omniprésents dans les environnements intérieurs et fréquemment détectés dans les poussières sédimentées et dans le compartiment aérien. Cette thèse a permis de documenter les concentrations de 57 composés dans 30 logements français et d'utiliser ces mesures pour tester un modèle d'équilibre visant à prédire leur répartition dans les différents compartiments de l'environnement intérieur. De ce travail, il ressort une forte ubiquité des COSVs dans les logements étudiés. Les concentrations les plus élevées ont été observées pour les phtalates et dans une moindre mesure pour le bisphénol A, les muscs synthétiques et certains pesticides et HAPs. Ces résultats confirment l'intérêt de mieux caractériser l'exposition de la population générale aux COSVs dans l'habitat français. Les travaux portant sur le modèle d'équilibre ont montré que le coefficient de partage entre l'air et l'octanol (Koa) peut être un bon prédicteur pour estimer la concentration d'un composé donné dans un ensemble de logements. Cependant, certaines limites ont été identifiées et une meilleure caractérisation des paramètres utilisés est recommandée.
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Biologie
/ 19-12-2014
Camus Céline
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Le sperme est le vecteur principal de dissémination du VIH. Des travaux récents indiquent la présence de facteurs dans le liquide séminal (LS) des hommes non infectés qui modulent l'infectivité par le VIH de cellules in vitro. Nous avons préalablement montré que les principaux organes génitaux mâles qui contribuent à l'élaboration du sperme sont infectés par le VIH, ce qui modifie probablement la composition du LS des hommes VIH+. Pour preuve, des différences significatives dans les profils cytokiniques ont été mises en évidence dans le LS d'hommes VIH+ par rapport à celui d'hommes sains. Dans ce contexte, mes travaux de thèse se sont articulés autour de 3 axes : Effet du sperme d'hommes infectés par le VIH-1 sur l'infection des lymphocytes T CD4+ : nous avons comparé, pour la première fois à notre connaissance, l'effet du LS d'hommes infectés versus celui d'hommes sains sur l'infectivité par le VIH dans des modèles cellulaires. Nous avons mis en évidence un effet différentiel du LS d'hommes séropositifs par rapport au LS d'hommes séronégatifs. L'effet stimulateur observé du LS d'hommes VIH-non-infectés sur l'infection par le VIH-1 des cellules T CD4+ est significativement diminué pour les LS d'hommes VIH+. Cet effet différentiel serait au moins en partie lié à la surexpression de certaines cytokines dont RANTES et à la sous expression à la membrane du corécepteur CCR5. Effet du LS sur l'infection d'explants cervicaux et colo-rectaux : les muqueuses cervivo-vaginale et colorectale représentent des portes d'entrée majeures du virus dans l'organisme et sont donc des modèles particulièrement physiologiques. Nous avons montré que le LS induit une diminution de l'infection ex vivo des tissus exocervicaux alors qu'aucun effet n'est observé sur l'infection des tissus colorectaux. Fractionnement du liquide séminal et identification des facteurs à activité biologique sur l'infection par le VIH-1 : nous avons débuté une approche protéomique qui nous a permis de décomplexifier le LS par fractionnement grâce à des HPLC successives, de sélectionner des fractions biologiques actives et d'identifier des protéines candidates, par spectrométrie de masse, potentiellement responsables d'un effet inhibiteur sur l'infection par le VIH-1. Sur la base de la littérature et de nos résultats, il apparaît clairement que le LS est un fluide biologique complexe dont l'effet global sur l'infection résulte de la somme des activités biologiques de facteurs stimulateurs et inhibiteurs. En outre, l'effet du sperme sur l'infection est dépendant du modèle d'étude cellulaire ou tissulaire, et du statut sérologique du donneur. En effet, les différences de composition (cytokines, peptides antimicrobiens…) entre les spermes d'hommes infectés ou non aboutissent à des modifications dans la modulation de l'infection VIH-1 par le sperme via des mécanismes directs ou indirects qui ouvrent de nombreuses perspectives d'études.
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Biologie
/ 08-04-2015
Jaguin Marie
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Les macrophages (MΦ), des cellules clefs de la réponse immunitaire peuvent répondre à des contaminants environnementaux comme les particules diesel (DEP), des polluants atmosphériques récemment classés cancérigènes pour l'Homme. Les MΦ sont des cellules hétérogènes et plastiques qui s'activent en fonction de leur microenvironnement soit en MΦ M1 (dits classiquement activés ou pro-inflammatoires) sous l'effet de l'INFγ et du LPS soit en MΦ M2 (dits alternativement activés ou réparateurs) sous l'effet de l'IL-4 et/ou de l'IL-13. Les effets des DEP sur la polarisation M1/M2 des MΦ restent peu documentés. Nous avons dans un premier temps caractérisé l'expression des marqueurs des MΦ différenciés in vitro en présence de M-CSF à partir de monocytes humains et polarisés en sous-type M1 ou M2. Nos principaux résultats montrent que les MΦ différenciés au M-CSF considérés comme des MΦ anti-inflammatoires, sont en réalité capables de s'activer vers un phénotype M1 après une stimulation au LPS/IFNγ. De plus, les marqueurs mis en évidence au cours de ce travail ont permis d'évaluer l'impact d'extraits organiques de DEP (DEPe) sur la polarisation des MΦ et plus généralement sur leur physiologie. Les DEPe altèrent l'expression de certains marqueurs M1 et M2 des MΦ, sans toutefois provoquer d'inhibition globale des processus de polarisation M1 et M2 ou de transition d'un phénotype vers un autre. Cette altération du phénotype est associée à une diminution de la réponse inflammatoire LPS-dépendante dans les MΦ M1 et des capacités chimiotactiques des MΦ M2. Les DEPe diminuent la sécrétion de certaines cytokines et chimiokines comme l'IL-6, l'IL-12p40 et le CCL18 via l'activation d'AhR et/ou de Nrf2. Parallèlement, nous montrons que les MΦ M1 et M2 exposés aux DEPe sécrètent le platelet deried growth factor B (PDGF-B), un facteur de croissance profibrosant, via l'activation d'AhR en quantité suffisante pour stimuler la prolifération de fibroblastes pulmonaires. Au total, ces travaux démontrent que les DEP possèdent des propriétés immunotoxiques vis-à-vis de la physiologie des macrophages humains polarisés in vitro. Cette immunotoxicité pourrait participer aux effets délétères de ces contaminants environnementaux urbains sur la santé humaine.
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Biologie et sciences de la santé
/ 09-10-2015
Fournier Kevin
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Les composés organiques semi volatils (COSV) sont largement présents dans les environnements intérieurs et sont suspectés d’être repro- ou neurotoxiques, mais peu de données sont disponibles quant à leur toxicité en mélanges. L’objectif de cette thèse est de proposer des indicateurs de toxicité cumulés pour les COSV détectés dans les logements français, dans un cadre d’évaluation des risques sanitaires cumulés. Les COSV ont été regroupés en fonction de leurs modes d’action communs, en lien avec les effets reprotoxiques (diminution de la concentration de testostérone sérique) et neurotoxiques (diminution de la viabilité neuronale). Des benchmark doses (BMD) ont ensuite été estimées par modélisation (modèle de Hill, PROAST, RIVM) des relations dose-réponse de la littérature décrivant la réponse d’intérêt. Des BMD comparables ont pu être estimées seulement pour 6 des 19 COSV reprotoxiques induisant une diminution de testostérone de 10 ou 50 % chez le rat adulte exposé par voie orale. Les facteurs de toxicité relatifs (RPF) estimés à partir des BMD sont sensiblement les mêmes en fonction du niveau de réponse (de 1600 pour le B(a)P à 0,1 pour le BBP), excepté pour le biphénol A qui passe de 7E+6 à 180. Considérant la mort neuronale in vitro, des BMD ont pu être estimées pour 13 COSV neurotoxiques, à partir de données provenant de différentes lignées et espèces. Les BMD équivalent à un niveau de réponse de 10 % s’échelonnent de 0,07 (PCB-153) à 95 µM (diazinon). L’originalité de ce travail repose sur le regroupement de composés de familles chimiques différentes qui constituent des contaminations réelles de notre environnement. Si l’estimation des quelques BMD a été possible à partir des données de la littérature, de nombreuses limites méthodologiques conduisent à émettre des recommandations en particulier sur la standardisation des protocoles expérimentaux et la disponibilité des résultats sous une forme adaptée à la modélisation de la relation dose-réponse.
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Biologie
/ 27-10-2015
Ruff Michaël
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Les échanges entre les cellules tumorales et le microenvironnement jouent un rôle essentiel dans le développement des tumeurs. Dans ce contexte, la nouvelle famille de métalloprotéases, les protéines ADAM, constituent aujourd’hui des régulateurs majeurs de la progression tumorale en agissant sur la biodisponibilité des médiateurs de la communication cellulaire que sont les cytokines, chimiokines et facteurs de croissance. Au sein de cette famille, ADAM12 est la plus associée au cancer. Elle possède la particularité de jouer un rôle dans la signalisation cellulaire, de façon indépendante de son activité métalloprotéase, notamment dans les voies de signalisation du TGFβ. Notre étude montre pour la première fois un rôle pour la forme membranaire d'ADAM12 dans l'induction de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT), un processus essentiel à l'invasion tumorale dont le TGFβ est un inducteur majeur. Cet effet est médié par l'activation des voies de signalisation du TGFβ, impliquant les protéines SMAD3, AKT et ERK et requiert le domaine cytoplasmique d'ADAM12L mais pas son domaine catalytique. L'activation de ces voies de signalisation pourrait impliquer une relocalisation d'ADAM12L au sein de plates-formes de signalisation dans les radeaux lipidiques. Par ailleurs, nous avons montré qu'ADAM12L interagit avec les protéines ZO-1 et ZO-2, des protéines des jonctions serrées, et pourrait favoriser leur désassemblage au cours de l'EMT. Nos travaux ont permis de mettre en évidence une nouvelle fonction pour ADAM12L dans l'EMT, par un mécanisme impliquant une modulation des signaux régulant ce processus. Une meilleure compréhension de la dynamique de ces mécanismes moléculaires pourrait permettre de développer de nouvelles thérapies ciblées pour lutter contre la progression tumorale.
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