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La thérapie antirétrovirale (TAR) n'éradique pas le VIH de l'organisme. Le VIH persiste grâce à la prolifération de lymphocytes T CD4+ infectés de manière latente. De plus, bien que la plupart des provirus persistent sous une forme latente, un petit nombre de cellules infectées produisent des protéines virales et des virions. Les immunosuppresseurs administrés aux personnes subissant une greffe de rein, pour prévenir le rejet d’organe, inhibent la prolifération des lymphocytes T et l'activation immunitaire. Nous avons émis l'hypothèse que les immunosuppresseurs pourraient réduire à la fois la taille du réservoir viral latent ainsi que les marqueurs associés à la production résiduelle de VIH. Sept participants vivant avec le VIH sous TAR efficace et ayant subi une transplantation rénale suivie de la prise d’un traitement immunosuppresseur ont été recrutés. Des échantillons sanguins longitudinaux ont été prélevés avant et après la greffe (6-7 échantillons/participant, sur 2 ans). Les effets des immunosuppresseurs sur l'activation des lymphocytes T ainsi que les taux d’anticorps plasmatiques dirigés contre l'enveloppe du VIH (un reflet de la production virale résiduelle) ont été évalués par cytométrie en flux et ELISA, respectivement. L'ADN total du VIH et les transcrits d'ARN-gag-LTR associés aux cellules ont été quantifiés par qPCR et la fréquence des cellules p24+ par HIV-Flow. Pour confirmer les résultats obtenus in vivo, nous avons optimisé un protocole de culture cellulaire pour évaluer l'impact des immunosuppresseurs les plus fréquemment utilisés (MMF, tacrolimus, dasatinib) sur les cellules infectées dans un environnement contrôlé. Suite à la transplantation et à l’initiation du traitement immunosuppresseur, nous avons observé une diminution significative des niveaux d'expression des marqueurs d’activation et de prolifération HLA-DR et Ki67 dans les lymphocytes T CD4+, accompagnée d'une augmentation de la fréquence des cellules mémoires centrales et d'une forte diminution de la fréquence des lymphocytes T régulateurs. Les niveaux d'anticorps ciblant l'enveloppe du VIH ont également diminué pendant le traitement immunosuppresseur. Il y avait une diminution modeste et transitoire des niveaux d'ADN et d'ARN du VIH un mois après la transplantation rénale. Les résultats de HIV-Flow n'ont montré aucun impact significatif des immunosuppresseurs sur le réservoir inductible, avec de grandes variations entre les participants. Le modèle de culture cellulaire in vitro a révélé que de faibles doses d'immunosuppresseurs induisent généralement une diminution des marqueurs du VIH, alors que des doses plus élevées conduisent à des variations dépendantes des donneurs. Ainsi, nos résultats montrent que les traitements immunosuppresseurs diminuent la prolifération et l'activation des lymphocytes T CD4+, ce qui est concomitant avec une diminution modeste et transitoire des taux d'ADN et d'ARN du VIH. Nos résultats indiquent que la combinaison des traitements immunosuppresseurs actuels sont toutefois insuffisants pour affecter profondément et durablement le réservoir du VIH et suggèrent que la taille du réservoir est étroitement régulée par des forces homéostatiques difficiles à contrer., Antiretroviral therapy (ART) does not eradicate HIV from the body. HIV persists through proliferation of latently infected CD4+T-cells. Moreover, although most proviruses persist in a latent form, a small number of infected cells produce viral protein and virions. Immunosuppressants given to people undergoing kidney transplants to prevent rejection inhibit T-cell proliferation and immune activation. We hypothesized that immunosuppressants could reduce both the size of the latent viral reservoir as well as markers associated with residual production of HIV. Seven participants living with HIV on suppressive ART who underwent kidney transplantation and initiated immunosuppressive therapy were enrolled. Longitudinal blood samples were collected before and after the transplant (6-7 samples/participant, over 2years). The effects of immunosuppressants on T-cell activation as well as plasma HIV-envelope antibody responses (a surrogate of residual viral production) were assessed by flow cytometry and ELISA, respectively. Total HIV-DNA and cell-associated LTR-gag-RNA transcripts were quantified by qPCR and the frequency of p24+ cells by HIV-Flow in isolated CD4+T-cells. To confirm the results saw in vivo, we optimized a cell culture protocol to assess the impact of frequently given immunosuppressants (tacrolimus, MMF and dasatinib) on infected cells in a controlled environment. Following organ transplant and initiation of immunosuppressive treatment, we observed a significant decrease in the expression levels of HLA-DR and Ki67 in CD4+T-cells, which was accompanied by an increase in the frequency of central memory cells and a sharp decrease in the frequency of regulatory T-cells. Antibody levels targeting HIV envelope also decreased during immunosuppressive therapy. There was a modest and transient decrease in HIV DNA and RNA levels one month following kidney transplantation. HIV-Flow results showed no significant impact of immunosuppressants on the inducible reservoir, with large variations between participants. The in vitro cell culture model showed that low doses of immunosuppressants generally induces a reduction in HIV markers, but higher doses lead to variations between donors. Immunosuppressive therapy decreases the proliferation and activation of CD4+ T-cells which is concomitant with a modest and transient decrease in HIV DNA and RNA levels. Our results indicate that current immunosuppressive drugs are insufficient to profoundly and durably affect the HIV reservoir and suggest that the size of the reservoir is tightly regulated by homeostatic forces that are difficult to counteract.

Le microbiote intestinal désigne l’ensemble des micro-organismes qui tapisse les 400 m² de la paroi intestinale, partageant ainsi une relation symbiotique avec l’hôte. De plus, en exerçant un grand nombre de fonctions : protection vis-à-vis des pathogènes, métaboliques et immunitaires, il s’avère être un acteur clé du bien-être intestinal. Ainsi, en s’initiant dans la communication bidirectionnelle que le cerveau et les intestins partagent, le microbiote peut impacter les fonctions cérébrales. Notamment, lorsqu’il y a une perte de l’homéostasie des bactéries commensales de l’hôte, conduisant à une dysbiose intestinale pouvant aboutir à un Leaky Gut Syndrome. Cette hyper perméabilité intestinale est souvent incriminée dans un grand nombre de pathologies neuropsychiatriques, notamment dans l’anxiété, la dépression, l’autisme et les maladies de Parkinson et d’Alzheimer. Ainsi, un accompagnement phyto- et micro- nutritionnel rigoureusement choisi pourrait être une proposition afin d’aider à maintenir l’intégrité intestinale et diminuer les processus inflammatoires sous-jacents exacerbés qui sont retrouvés dans ces pathologies.

Projet Prolific; International audience; Introduction et but de l’étudeL'allaitement maternel est recommandé par l'Organisation Mondiale de la Santé pendant les six premiers mois de vie du nourrisson. Il renforce notamment les défenses immunitaires de l’enfant et diminue les risques de maladies métaboliques et immunitaires à l'âge adulte. De nombreux composés bioactifs spécifiquement apportés par le lait humain (LH) participent à ces bénéfices santé en favorisant le développement du système immunitaire et de la barrière intestinale du nourrisson et l’implantation d’un microbiote bénéfique. Notre hypothèse est que le microbiotenaturel du LH contribue à la mise en place de l’homéostasie intestinale du nourrisson. L’objectif de cette étude est de caractériser in vitro le rôleimmunomodulateur des bactéries du LH en utilisant 2 modèles cellulaires : des cellules immunitaires et un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal.Matériel et MéthodesVingt-huit échantillons de LH ont été collectés chez des femmes en bonne santé, à environ 1 mois de lactation. 1264 isolats bactériens appartenant à 29 genres et 56 espèces différentes ont été identifiés. Un premier modèle de cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC) a été stimulé par 88 isolats sélectionnés sur la base de leur prévalence et de la représentativité des genres bactériens du microbiote du LH (en absence de toute infection). La réponse en IL-10 et TNF-α a permis de sélectionner 28 candidats d'intérêts dont les propriétés immunomodulatrices, la capacité de translocation et l‘impact sur la barrière ont été évalués avec un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal sur insert comportant un compartiment apical (dans lequel les bactéries sont déposées) constitué d’entérocytes (Caco2), de cellules caliciformes (HT 29-MTX) et de cellules M, et un compartiment basolatéral contenant des macrophages (THP-1 différenciés).Résultats et Analyses statistiquesLes profils cytokiniques obtenus avec les PBMC ont permis de classer les 88 isolats en 4 groupes en fonction de leur capacité à stimuler la sécrétion d'IL-10 (de 0 à 5532 pg/μL, médiane = 352 pg/μL) et/ou de TNF-α (de 12 à 24000 pg/μL, médiane = 3090 pg/μL) : anti-inflammatoire (20 isolats), pro-inflammatoire (10 isolats), immunostimulateur (49 isolats), et faiblement stimulateur (9 isolats). Parmi ceux-ci, 28 isolats avec des profils anti-flammatoires ou immunostimulateurs, susceptibles de stimuler le système immunitaire du nourrisson, ont été sélectionnés. Ces 28isolats montrent une faible capacité de translocation et aucun effet délétère sur la résistance transépithéliale évaluée avec le modèle quadricellulaire. La sécrétion d’IL10 dans le compartiment apical (de 0 à 234 pg/μL, médiane = 3 pg/μL) et basal (de 0 à 49 pg/μL, médiane = 18 pg/μL) et de TNF-α, essentiellement dans le compartiment basal (de 5 à 983 pg/μL ; médiane = 84 pg/μL) a permis de classer les 28 isolats en 3 groupes : anti-inflammatoire (5 isolats correspondants notamment aux genres Bifidobacterium, Cutibacterium, Streptococcus), immunostimulateur (4 isolats appartenant notamment aux genres Lactobacillus, Cutibacterium, Micrococcus), et faiblement stimulateur (19 isolats). L'étude del'expression de différents gènes d'intérêts (fonction barrière, système immunitaire) par les cellules du modèle quadricellulaire est en cours, afin d'affiner les propriétés des bactéries. ConclusionCette étude souligne le potentiel immunomodulateur des bactéries du LH, celui-ci dépend de l'espèce et de la souche. Certains isolats ont un profil anti-inflammatoire, tandis que d’autres combinent à la fois un profil anti et pro-inflammatoire, ces 2 types de profil pouvant présenter un intérêt pour lamaturation du système immunitaire du nourrisson. Les bactéries sélectionnées au long de l'étude n'ont pas montré d'effets délétères sur les modèles. Les travaux se poursuivent sur les effets synergiques de ces bactéries en les associant de manière à obtenir des consortia bactériens présentant des profils distincts : anti-inflammatoire ou immunostimulateur.

Inducible T-cell co-stimulator (ICOS) is a member of the CD28 family of T cell costimulatory receptors that is induced upon activation in CD4+ and CD8+ T cells. It has been established that ICOS plays a critical role in humoral immunity by supporting the generation and function of T follicular helper cells. Thus, ICOS deficiency in humans and mice leads to immunodeficiency due to impaired germinal center reaction and antibody production. ICOS can also promote expansion, survival, and cytokine expression of inflammatory T cells. However, given that ICOS is also constitutively expressed in Foxp3+ regulatory T (Treg) cells, interruption of ICOS signaling may lead to different outcomes depending on the context of immune reactions. Due to the potential opposing roles of ICOS in overall T cell immune response, the T cell subsetspecific role of ICOS needs to be clarified. In order to address the intrinsic roles of ICOS in Treg homeostasis and function, we generated mice (termed ICOS FC) in which Icos gene is specifically deficient in Foxp3+ T regulatory cells. Using flow cytometry and single-cell transcriptome analysis, we show that ICOS FC mice do not have any severe alterations in the Tcon cell activation status and subset compositions of Treg cells under a steady state condition. Consistently, no spontaneous autoimmune symptoms developed in aged ICOS FC mice. In contrast, when the mice were challenged with chemically induced skin inflammation, ICOS FC mice mounted more severe inflammatory responses. In parallel, the number of Treg cells was reduced allowing increase of inflammatory CD4+ and CD8+ T cells in the draining lymph nodes and the skin. Although very small, our single-cell transcriptome analysis identified a cluster of Treg cells coexpressing T-bet and CXCR3 (termed Th1-Treg) in the draining lymph nodes in an ICOS-dependent manner. Therefore, Treg-intrinsic ICOS deficiency had minimal impact on the overall Treg homeostasis, but weakened Treg cells’ capacity to control Th1-driven skin inflammation likely due to the impaired differentiation of Th1-Treg cells. A dual role of ICOS in T cell-driven autoimmune disease has been modeled in NOD mice. In pure NOD mice in which polyclonal T cells control the disease, ICOS germline deficiency reduced disease progression by dampening activation of pathogenic autoreactive T cells. In contrast, when the TCR repertoire was highly restricted to autoantigens in BDC2.5 TCR transgenic III NOD line, ICOS-expressing Treg cells appear to play a dominant role by halting progression of insulitis to overt diabetes. However, previous studies could not exclude the possibility of altered TCR repertoire by ICOS deficiency in germline. In this study, we tested the impact of Icos gene deletion in adult NOD mice using an inducible ubiquitous Cre system once peripheral T cell repertoire had been established. We observed reduced incidence of diabetes in pure NOD mice but accelerated disease in BDC2.5-NOD mice, very similar to germline ICOS-deficiency. These results support the prevailing view that the main function of ICOS is to regulate effector and regulatory T cells in the periphery. In sum, we demonstrated that ICOS-deficient Treg cells retain the capacity to prevent spontaneous autoimmune disease but have a compromised ability to dampen Th1-driven skin inflammation. We further confirm the notion that ICOS mainly regulates mature T cells as opposed to thymic selection process., Le co-stimulateur inductible des lymphocytes T (ICOS) est un membre de la famille CD28 des récepteurs co-stimulateurs qui est induit suite à l'activation des lymphocytes T CD4+ et CD8+. Il a été établi que ICOS joue un rôle essentiel dans l'immunité humorale en soutenant la génération et la fonction des cellules T auxiliaires folliculaires. Le déficit en ICOS chez l'homme et la souris conduit à une immunodéficience due à une altération de la réaction du centre germinatif et de la production d'anticorps. ICOS peut également favoriser l'expansion, la survie et l'expression des cytokines des cellules T inflammatoires. Cependant, étant donné que ICOS est également exprimé de manière constitutive dans les cellules T régulatrices Foxp3+ (Treg), l'interruption de la signalisation ICOS peut conduire à des résultats différents selon le contexte des réactions immunitaires. En raison des rôles potentiellement opposés de ICOS dans la réponse immunitaire globale des lymphocytes T, le rôle spécifique de ICOS chez les sous-ensembles de lymphocytes T doit être clarifié. Afin d'étudier les rôles intrinsèques de ICOS dans l'homéostasie et la fonction des Tregs, nous avons généré des souris (appelées ICOS FC) dans lesquelles le gène Icos est spécifiquement aboli chez les cellules T régulatrices Foxp3+. À l'aide de la cytométrie en flux et de l'analyse du transcriptome unicellulaire, nous démontrons que les souris ICOS FC ne présentent aucune altération grave de l'état d'activation des cellules Tcon et des compositions de sous-ensembles de cellules Treg dans des conditions d'équilibre. De plus, aucun symptôme auto-immun spontané ne s'est développé chez les souris ICOS FC âgées. En revanche, lorsque les souris ont été confrontées à une inflammation cutanée induite chimiquement, les souris ICOS FC ont présenté des réponses inflammatoires plus sévères. En parallèle, le nombre de cellules Treg a été réduits permettant une augmentation des cellules T CD4+ et CD8+ inflammatoires dans les ganglions lymphatiques drainants et la peau. Notre analyse du transcriptome unicellulaire a identifié un petit groupe de cellules Treg coexprimant T-bet et CXCR3 (appelé Th1-Treg) dans les ganglions lymphatiques drainants d'une manière ICOS-dépendante. Par conséquent, le déficit en ICOS intrinsèque aux Tregs a eu un impact minimal sur l'homéostasie globale des Tregs, mais a affaibli la capacité des cellules Treg à contrôler l'inflammation cutanée induite par les cellules Th1, probablement en raison de la différenciation altérée des cellules Th1-Treg. V Un double rôle de ICOS dans les maladies auto-immunes induites par les cellules T a été modélisé chez les souris NOD. Dans les souris NOD pures chez lesquelles des cellules T polyclonales contrôlent l’apparition du diabète auto-immun, un déficit de ICOS réduit la progression de la maladie en atténuant l'activation des cellules T autoréactives pathogènes. En revanche, dans un contexte où le répertoire du TCR est fortement restreint aux auto-antigènes (lignée NOD transgénique BDC2.5 TCR), les cellules Treg exprimant ICOS semblent jouer un rôle dominant en arrêtant la progression vers le diabète manifeste. Cependant, des études antérieures n'ont pas pu exclure la possibilité d'un répertoire de TCR altéré par un déficit en ICOS dans la lignée germinale. Dans cette étude, nous avons testé l'impact de la délétion inductible du gène Icos chez des souris NOD adultes à l’aide d’un système Cre ubiquitaire une fois que le répertoire des cellules T périphériques a été établi. Nous avons observé une incidence réduite du diabète chez les souris NOD pures, mais une accélération de la maladie chez les souris NOD BDC2.5 très similaire au phénotype causé par une ablation de Icos de la lignée germinale. Ces résultats soutiennent l'opinion dominante selon laquelle la fonction principale de ICOS est de réguler les cellules T effectrices et régulatrices dans la périphérie. En résumé, nous avons démontré que les cellules Treg déficientes en ICOS conservent la capacité de prévenir les maladies auto-immunes spontanées, mais démontrent une capacité réduite à atténuer l'inflammation cutanée provoquée par les cellules Th1. Nous confirmons de plus l’hypothèse que ICOS régule principalement les cellules T matures au lieu du processus de sélection thymique.

Cet article est à la fois un témoignage concernant le parcours de vie du professeur Sergei Gorchkov (1932-2018), l’un des pionniers de la géoécologie russe, et l’essai de finalisation d’un article scientifique qu’il avait laissé inachevé. Les deux premières parties, biographiques, révèlent des anecdotes inédites sur la vie de Sergueï Gorchkov, qu’il a lui-même racontées aux auteurs, et elles mettent l’accent sur ses missions de terrain en Sibérie, qui furent le point de départ de ses réflexions sur l’unicité et la globalité de l’environnement géographique. A l’instar de la pédologie pour Dokoutchaev, la science du pergélisol est devenue pour Sergueï Gorchkov le creuset de toutes les composantes environnementales. Pour comprendre l’évolution de la cryolithozone sibérienne, ce géomorphologue intégra les recherches en climatologie, en biogéographie et en hydrologie. Sa collaboration scientifique avec ses collègues géologues le conduisit à étudier les échelles de temps les plus longues et à se passionner pour les paléo-environnements. La troisième partie, directement scientifique, s’attache aux conséquences de la tendance au remplacement de la croûte océanique par la croûte continentale. Ainsi, les sphères inorganiques et biogéniques évoluent en sens opposé. La première se débarrasse de l’excès d’énergie cristallochimique contenue dans la matière inerte du manteau terrestre. La seconde, tout en se complexifiant, augmente son potentiel énergétique lié aux associations minérales du socle métamorphique et à sa couverture sédimentaire riche en énergie solaire accumulée par les facteurs biogéniques. Si l’on considère que la géoécologie doit reposer sur une meilleure compréhension de l’homéostasie de la biosphère, il convient d’étudier ce qui peut-être considéré comme une sorte de résilience du plus haut niveau d’organisation, d’échelle mondiale, à ceci près que la résilience au sens strict conduit à un retour à l’équilibre initial, tandis que l’homéostasie mène à un nouvel équilibre. Par son échelle globale, la fonction homéostatique de biofiltration productive de l’océan domine toutes les autres. Grâce à elle, le rayonnement solaire pénètre dans l’océan. Cette réserve de chaleur est transférée par advection aux masses d’air, qui se déchargent de leur humidité au-dessus des continents et augmentent ainsi la biomasse des écosystèmes terrestres. Les grands fleuves reçoivent et transportent plus de matière organique vers les mers et le cycle continue. La combinaison de la densité du couvert végétal sur les continents, de la production primaire de phytoplancton et de la filtration du zooplancton océanique est au cœur de la fonction homéostatique de la biosphère. Géographiquement, c’est cette zone de contact qui représente l’interface planétaire majeure. Du point de vue de la géomorphologie continentale, il s’agit du milieu marin sous l’influence des embouchures fluviales ; du point de vue de l’océanographie, c’est le filtre marginal (tel que déterminé par l’océanologue russe Lisitsyn). S. Gorchkov écrivait que le « signal intégré » des écosystèmes terrestres et océaniques se trouvait dans ces mers épicontinentales. Cet article y ajoute une comparaison de l’importance des apports en éléments nutritifs par les upwellings et par les grands bassins fluviaux à dense couverture végétale. This paper is a testimony to the life of Professor Sergei Gorshkov (1932-2018), one of the pioneers of Russian geoecology, and it finalizes a scientific story he left unfinished. The two first biographical parts reveal unpublished anecdotes about the life of Sergei Gorshkov, which he himself told the authors, and emphasize the field missions in Siberia, which awakened in him the consideration of the entirety of the geographical environment. Like pedology for Dokuchaev, permafrost science became Sergei Gorshkov the melting pot of all environmental components. To understand the evolution of Siberian cryolithozone, this geomorphologist studied climate, vegetation, and waters. His works with geologists instilled in him the consideration of long-time scales and he became passionate about paleo-environments. The third scientific part first explains the consequences of the tendency to replace the oceanic crust by the continental crust. Therefore, inorganic and biogenic spheres evolve in the opposite direction. The first one casts away the excess crystallochemical energy inherent in the inert matter of the Earth mantle. The second one, while becoming more complex, increases its energy potential linked to the mineral associations of the metamorphic basement and to its sedimentary cover rich in solar energy accumulated by biogenic factors. If we consider that geoecology must be based on the understanding of the homeostasis of the biosphere, then we must study a kind of resilience of the highest level of organization on global world scale, with the difference that the resilience leads to a return to initial equilibrium, while homeostasis leads to a new equilibrium. The homeostatic function of productive biofiltration of the ocean dominates all others in its overall scale. Thanks to this biofiltration, solar radiation penetrates the ocean. This heat storage is transferred by advection to the air masses which discharge their wetness on the continents and increase biomass of terrestrial ecosystems. Large rivers receive and transport more organic matter to the seas and the cycle goes on. The combination of the density of the vegetative cover of the continents, the primary production of phytoplankton and the filtration of oceanic zooplankton is the heart of the homeostatic function of the biosphere. Geographically, this contact area represents the major interface. By continental geomorphology this is the marine environment under the influence of river mouths, by oceanography it is the Lisitsyn’s marginal filter. Here, in the epicontinental seas, is the Gorshkov’s integrated signal from both terrestrial and oceanic ecosystems. The respective share of the importance of nutrient inputs by large river basins with thick vegetation cover and by upwellings is finally discussed.

International audience; The developmentally programmed loss of a plant organ is called abscission. This process is characterized by the ultimate separation of adjacent cells in the abscission zone (AZ). The discovery of an American oil palm (Elaeis oleifera) variant that does not shed its has allowed for the study of the mechanisms of ripe fruit abscission in this species. A comparative transcriptome analysis was performed to compare the fruit AZs of the non-shedding E. oleifera variant to an individual of the same progeny that sheds its ripe fruit normally. The study provides evidence for widespread perturbation to gene expression in the AZ of the non-shedding variant, compared to the normal fruit-shedding control, and offers insight into abscission-related functions. Beyond the genes with known or suspected roles during organ abscission or indehiscence that were identified, a list of genes with hormone-related functions, including ethylene, jasmonic acid, abscisic acid, cytokinin and salicylic acid, in addition to reactive oxygen species (ROS) metabolism, transcriptional responses and signaling pathways, was compiled. The results also allowed a comparison between the ripe fruit abscission processes of the African and American oil palm species at the molecular level and revealed commonalities with environmental stress pathways.

Comprendre le câblage complexe de la régulation cellulaire reste un défi des plus redoutables.Les connaissances fondamentales sur le câblage et le fonctionnement du réseau d’homéostasiedes protéines aideront à mieux comprendre comment l’homéostasie des protéines échouedans les maladies et comment les modèles de régulation du réseau d’homéostasie desprotéines peuvent être ciblés pour une intervention thérapeutique. L’étude vise à développeret à appliquer une nouvelle méthodologie de calcul pour l’identification systématique etla caractérisation des systèmes de rétroaction en homéostasie des protéines. La rechercheproposée combine des idées et des approches issues de la science des protéines, de la biologiedes systèmes de levure, de la biologie computationnelle et de la biologie des réseaux.La difficulté dans la tâche d’incorporer des données multi-plateformes multi-omiques estamplifiée par le vaste réseau de gènes, protéines et métabolites interconnectés qui seréunissent pour remplir une fonction spécifique. Pour ma thèse de maîtrise, j’ai développéun algorithme PBPF (Path-Based Pattern Finding), qui recherche et énumère les motifsde réseau de la topologie requise. Il s’agit d’un algorithme basé sur la théorie des graphesqui utilise la combinaison d’une méthode transversale de profondeur et d’une méthodede recherche par largeur ensuite pour identifier les topologies de sous-graphes de réseaurequises. En outre, le fonctionnement de l’algorithme a été démontré dans les domainesde l’homéostasie des protéines chezSaccharomyces cerevisiae. Une approche systématiqued’intégration des données de la biologie des systèmes a été orchestrée, qui montre l’iden-tification systématique de motifs de rétroaction régulatrice connus dans l’homéostasie desprotéines. Il revendique fortement la capacité d’identifier de nouveaux motifs de rétroactionréglementaire envahissants. L’application de l’algorithme peut être étendue à d’autressystèmes biologiques, par exemple, pour identifier des motifs de rétroaction spécifiques àl’état cellulaire dans le cas de cellules souches., Understanding the intricate wiring of cellular regulation remains a most formidable chal-lenge. The fundamental insights into the wiring and functioning of the protein homeostasisnetwork will help to better understand how protein homeostasis fails in diseases and howthe regulatory patterns of protein homeostasis network can be targeted for therapeuticintervention. The study aims at developing and applying novel computational methodologyfor the systematic identification and characterization of feedback systems in proteinhomeostasis. The proposed research combines ideas and approaches from protein science,yeast systems biology, computational biology, as well as network biology. The difficultyin the task of incorporating multi-platform multi-omics data is amplified by the largenetwork of inter-connected genes, proteins and metabolites that come together to perform aspecific function. For my master’s thesis, I developed a path-based pattern finding (PBPF)algorithm, which searches and enumerates network motifs of required topology. It is a graphtheory based algorithm which utilizes the combination of depth-first transverse method andbreadth-first search method to identify the required network sub-graph topologies. Further,the functioning of the algorithm has been demonstrated in the realms of protein homeostasisinSaccharomyces cerevisiae. A systematic approach of integration of systems biologydata has been orchestrated, which shows the systematic identification of known regulatoryfeedback motifs in protein homeostasis. It claims the unique ability to identify novelpervasive regulatory feedback motifs. The application of the algorithm can be extended toother biological systems, for example, to identify cell-state specific feedback motifs in caseof stem-cells.

International audience; La production de vésicules extracellulaires (EVs) est désormais reconnue comme un phénomène omniprésent dans les trois branches du vivant et constituant une voie de sécrétion impliquée dans la communication intercellulaire Les EVs sont des particules biologiques sphériques de taille nanométrique et composées d'une bicouche lipidique. Elles sont produites par la plupart des cellules (procaryotes, eucaryotes), principalement à partir du bourgeonnement de la membrane, et sécrétées dans le milieu environnant. Elles jouent un rôle essentiel dans la communication entre les cellules (intra- et inter-espèce) et dans la vectorisation des propriétés biologiques des cellules, de par leur capacité à transporter des molécules bioactives (protéines, acides nucléiques, lipides, enzymes, toxines, métabolites) d’une cellule productrice à une cellule receveuse. Ces médiateurs de la communication agissent par transfert de leur contenu dans les cellules cibles ou par une interaction spécifique entre des ligands présents à leur surface et des récepteurs exprimés par les cellules cibles. La production de ces vecteurs d’information a été démontrée chez de nombreuses bactéries, y compris des bactéries pathogènes, probiotiques et commensales et peuvent avoir des rôles dans la pathogenèse, l'homéostasie du microbiote, la survie bactérienne, le transfert de gènes et la modulation de la cellule hôte. Les recherches sur les EVs sont en plein essor depuis quelques années, en raison notamment de leur rôle crucial dans de nombreux processus biologiques et de leur fort potentiel d'innovation dans le secteur médical et biotechnologique (biomarqueurs pour du diagnostic/pronostic, vecteur de livraison…). Un aperçu des caractéristiques, des fonctionnalités et des applications potentielles des vésicules extracellulaires, en mettant l'accent sur les EVs produite par des bactéries à Gram positif, sera présenté lors de cette présentation.

International audience; Plant immunity is activated upon pathogen perception and often affects growth and yield when it is constitutively active. How plants fine-tune immune homeostasis in their natural habitats remains elusive. Here, we discover a conserved immune suppression network in cereals that orchestrates immune homeostasis, centering on a Ca2+-sensor, RESISTANCE OF RICE TO DISEASES1 (ROD1). ROD1 promotes reactive oxygen species (ROS) scavenging by stimulating catalase activity, and its protein stability is regulated by ubiquitination. ROD1 disruption confers resistance to multiple pathogens, whereas a natural ROD1 allele prevalent in indica rice with agroecology-specific distribution enhances resistance without yield penalty. The fungal effector AvrPiz-t structurally mimics ROD1 and activates the same ROS-scavenging cascade to suppress host immunity and promote virulence. We thus reveal a molecular framework adopted by both host and pathogen that integrates Ca2+ sensing and ROS homeostasis to suppress plant immunity, suggesting a principle for breeding disease-resistant, high-yield crops.

International audience; Background: Plants perform in a specific Eh–pH spectrum and they rely on various processes to ensure their homeostasis, which plays a central role in their defense. The effects of multiple stresses, all translated into oxidative stress into the plant, and the capacity of the latter to respond to these stresses results in specific Eh–pH states in plants.Scope: We reviewed plant-invertebrate pests and plant-pathogens interactions under a Eh–pH homeostasis perspective by extensively analyzing the literature, which converges and supports a set of hypotheses. We report examples showing how the development and attacks of pests are correlated to spatio-temporal variations of Eh–pH in plants. We provide evidence-based discussionon how Eh–pH homeostasis can open a new perspective on plant health, and help unravel and disentangle the many Genotype x Environment x Management x Pest and Pathogen interactions. We propose an original perspective on energy allocation and growth-defense tradeoff by plants based on the Eh–pH homeostasis model. Finally, we show how Eh–pH conditions in the rhizosphere are the results of multiple interactions between the root system and microorganisms. Based on this, we hypothesize that soil suppressiveness is derived from soil structure leading to diverse Eh–pH niches that harbor a diversity of microorganisms.Conclusions: The Eh–pH homeostasis model proposed herein is central to soil and plant health. An Eh–pH perspective could become a very powerful tool to develop a “one health approach” unifying a large range of biophysical processes in a very coherent and consistent manner.

La trithérapie antirétrovirale a considérablement augmenté l’espérance de vie des personnes vivant avec le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), mais ne permet pas de guérir l’infection. En effet, le virus latent persiste dans des réservoirs, comme les lymphocytes T CD4+, ce qui empêche son élimination complète. Bien que plusieurs études aient montré un lien entre l’âge et la progression de la maladie, la relation entre le vieillissement et la persistance virale demeure peu explorée. Puisqu’il est connu que la diminution de la production thymique avec l’âge a un impact sur l’homéostasie lymphocytaire, nous avons étudié l’association entre le vieillissement, l’activité thymique et les réservoirs du VIH. Chez les personnes infectées traitées, nos résultats montrent que le réservoir viral inductible est significativement corrélé à l’âge. Cette association est partiellement expliquée par la diminution de la production thymique, causant notamment une réduction de la fréquence des lymphocytes T CD8+. De plus, nous avons observé que les individus ayant des plaques athérosclérotiques, un indicateur sous clinique fortement associée au vieillissement, ont un réservoir viral plus élevé. Finalement, nos résultats montrent que la restauration du thymus par l’administration d’hormone de croissance semble avoir un impact bénéfique sur la taille du réservoir total. Nos résultats suggèrent que le réservoir évolue différemment en fonction de l’âge et que l’involution du thymus contribue à la persistance du VIH, ce qui ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques. Également, ils indiquent que certaines mesures du réservoir viral pourraient contribuer à l’évaluation du risque de développement de plaques d’athérosclérose., Antiretroviral therapy has prolonged the life expectancy of people living with the human immunodeficiency virus (HIV), but does not cure the infection. Indeed, latent virus persists in reservoirs, like CD4+ T cells, which is a major barrier to it’s complete elimination. It is well established that age has an impact on the clinical progression of the disease. However, the relationship between aging and viral persistence is still unknown. As age-associated reduction of thymic production has important consequences on lymphocyte homeostasis, we studied the association between aging, thymic activity avec HIV reservoirs. In infected individuals under antiretroviral therapy, we show that the inducible reservoir is significantly correlated with age. This association can be partially linked to the reduction of thymic production with age, causing a decrease in the frequency of CD8+ T cells. Furthermore, we highlight that individuals with atherosclerotic plaques, a sub-clinical factor highly associated with aging, have a bigger HIV reservoir. Finally, we show that restauration of thymic activity induced by the administration of recombinant growth hormone has a modest but significant beneficial effect on the size of total HIV reservoir. Overall, our results indicate that HIV reservoir evolves differently with age and that thymic involution contributes to viral persistence, which open the way to novel therapeutic approaches. In addition, they suggest that some viral reservoir measures could contribute to the evaluation of the risk of atherosclerotic plaques development.

His thesis, in a critical and qualitative approach, focuses on the propagation of digital machines in the social sector from a three-year participant observation under a CIFRE contract in an organization managing about thirty establishments and 800 professionals. The main elements of the reflection emerged from the observation and participation in the redesign of the information system within this organisation. From the elaboration of the specifications to the actual implementation of digital tools, analyses of the internal properties of the artefacts, of the laws in force concerning their use and of the mechanisms of domination exploited by GAFAM and their representatives emerged. These phenomena revealed contradictions with the organisational cultures of the institutions encountered, which were faced with a transversal managerial reorganisation coordinated and made possible by the redesign of the information system and its infrastructure. The thesis therefore re-interrogates certain types of artefacts that proliferate as they are developed to create a split and distance between the designers and the end users. This situation, has led to forms of heteronomy, acceleration and accumulation that have resulted in an explosion of IS infrastructure costs, whereas the initial approach was to rationalise and reduce them.; Cette thèse, dans une approche critique et qualitative, se concentre sur la propagation de machines numériques dans le secteur social à partir d’une observation participante de trois années sous contrat CIFRE dans un organisme gestionnaire d’une trentaine d’établissements et de 800 professionnels. Les principaux éléments de la réflexion ont émergé à partir de l’observation et la participation à la refonte du système d’information au sein de cette organisation. De l’élaboration des cahiers des charges jusqu’à l’implantation proprement dite d’outils numériques, ont pu se dégager des analyses autour des propriétés internes des artefacts, des lois en vigueur sur leur utilisation ainsi qu’autour des mécanismes de domination exploités par les GAFAM et leurs représentants. Ces phénomènes ont pu révéler des contradictions avec les cultures organisationnelles des établissements rencontrés qui se retrouvaient confrontés à une réorganisation managériale transversale coordonnée et rendue possible par la refonte du système d’information et de son infrastructure. La thèse réinterroge donc certains types d’artefacts qui prolifèrent alors qu’ils sont élaborés pour créer une scission et de la distance entre les concepteurs et les utilisateurs finaux. Cette situation, semblant provenir d’un verrouillage socio-technique, a provoqué des formes d’hétéronomie, une accélération et une accumulation ayant entraîné une explosion des coûts liés à l’infrastructure du SI alors que la démarche initiale consistait à les rationaliser et les réduire.

20 páginas.- 9 figuras.- 1 tablas.- referencias.- Supplemental Data - Supplemental Figures 1-9 y Supplemental Table 1-5.- Freely accesible article at https://doi.org/10.1104/pp.19.00324 .- Freely accesible article at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30992336, Rice (Oryza sativa) stands among the world's most important crop species. Rice is salt-sensitive and the undue accumulation of sodium ions (Na+) in shoots has the strongest negative correlation with rice productivity under long-term salinity. The plasma membrane Na+/H+ exchanger protein SOS1 is the sole Na+ efflux transporter that has been genetically characterized to date. Here, the importance of SOS1-facilitated Na+ flux in the salt tolerance of rice was analyzed in a reverse-genetics approach. A sos1 loss-of-function mutant displayed exceptional salt sensitivity that was correlated with excessive Na+ intake and impaired Na+ loading into the xylem, thus indicating that SOS1 controls net root Na+ uptake and long-distance Na+ transport to shoots. The acute Na+ sensitivity of sos1 plants at low NaCl concentrations allowed analysis of the transcriptional response to sodicity stress without effects of the osmotic stress intrinsic to high-salinity treatments. In contrast to that in the wild type, sos1 mutant roots displayed preferential down-regulation of stress-related genes in response to salt treatment, despite the greater intensity of stress experienced by the mutant. These results suggest there is impaired stress detection or an inability to mount a comprehensive response to salinity in sos1. In summary, the plasma membrane Na+/H+ exchanger SOS1 plays a major role in the salt tolerance of rice by controlling Na+ homeostasis and possibly contributing to the sensing of sodicity stress., This work was supported by grants BIO2015-70946-R to FJQ, and grants BFU2015 64671-R and BIO2016-81957-REDT to JMP from MINECO (co-financed by the European Regional Development Fund), and by the Rural Development Administration, Republic of Korea (SSAC grants PJ01108101 to D-JY and PJ01318205 to JMP). Part of this work was conducted at the Rice Functional Genomics Platform (REFUGE), Montpellier France, supported by an Agropolis Fondation grant to DM and EG. FGA was supported by a 'Juan de la Cierva' aid from MINECO.

National audience; Les produits terminaux de glycations s’accumulent avec l’âge mais peuvent aussi provoquer un vieillissement accéléré, sous l’effet de facteurs externes (ex. « malbouffe », pollution, alcool, tabac, UV). Dans ce contexte, nous émettons l’hypothèse qu’un des liens moléculaires, entre exposition aux pesticides et risque de développer la maladie de Parkinson, implique la régulation de la glycation via son système de défense porté par la protéine Park 7. Le projet ToxPARK a pour but de caractériser la régulation de l’activité de Park 7 par les pesticides, dont ceux de la famille des carbamates et du paraquat, dans une démarche moléculaire et cellulaire.

Hydrogen sulfide (H2S) is the third gasotransmitter described in mammals. Colourless and water-soluble, H2S is a highly effective inhibitor of mitochondrial cytochrome c oxidase when present at high concentrations. However, when present at low concentrations, H2S can act as an inorganic energetic substrate for mammalian mitochondria. To oxidize H2S, mitochondria need the sulfide oxidizing unit (SOU), a set of three specific enzymes: sulfide quinone reductase (SQR), dioxygenase (ETHE1) and thiosulfate sulfurtransferase (TST). Liver metabolism, finely regulated by hormones and nutrients, is central to energy homeostasis, and liver metabolic inflexibility is known to be associated with several metabolic diseases, such as Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). The unique position of this organ makes it likely to be exposed to high levels of H2S coming from both exogenous (gastrointestinal tract) and endogenous (metabolism of sulfur-containing amino acids) sources. Recently, impaired liver H2S biosynthesis has been reported in animal models of NAFLD, and in vivo supplementation of H2S donors prevented the further escalation of the illness into steatohepatitis (NASH). Almost all studies exploring the hepatic pathological relevance of H2S are usually focused on H2S biosynthesis pathway and/or using exogenous donors. As intrahepatic H2S levels can also be controlled by its mitochondrial oxidation, the objectives of my PhD were to investigate the pathophysiological importance of this pathway in liver metabolism and in the development of NAFLD. First, we showed that, physiologically, the liver nutritional status regulates hepatic mitochondrial H2S oxidation capacity and SQR protein expression, both being downregulated by fasting while overnight refeeding abolished the fasting inhibitory effect. Adenovirus-mediated overexpression of human SQR in mouse liver clearly demonstrated that SQR is the key regulatory enzyme of mitochondrial H2S oxidation. Enhancing this pathway i) increased in vivo glucose tolerance and liver insulin signalling, ii) stimulated glucose metabolism in primary cultures of mouse hepatocytes (13C-glucose fluoxomics), and iii) decreased liver fatty acid oxidation capacity. Second, when exploring the context of NAFLD, we observed that liver mitochondrial H2S oxidation capacity was downregulated in mice fed high fat/high sucrose (HF/HS) diet (NAFL model) and surprisingly was upregulated in mice fed methionine-choline deficient (MCD) diet (NASH model). In vivo supplementation with sodium thiosulfate (STS), an H2S donor, abrogated the inhibitory effect of HF/HS diet while it had no impact in the NASH model. Additionally, STS supplementation had no effect on body weight, glucose tolerance and insulin sensitivity in the NAFL model, and on liver steatosis in both NAFL and NASH models. However, STS supplementation did have an impact in the composition of gut microbiota. Similarly to the NAFLD mouse models, in morbid obese patients with simple steatosis (NAFL), liver SQR protein expression was found decreased, while in individuals with NASH SQR expression was found increased. Altogether, these studies, which confirmed that SQR is the key rate-limiting enzyme for liver mitochondrial H2S oxidation, clearly demonstrated for the first time that this pathway is finely regulated by the nutritional status of the liver and is altered in animal models of NAFLD and obese NAFLD patients. The novel observation that increasing hepatic mitochondrial H2S oxidation capacity increases hepatic glucose metabolism opens a new door in the field of liver pathophysiology, with this pathway being a potential protective target against the development of liver insulin resistance., Le sulfure d'hydrogène (H2S) est le troisième gasotransmetteur décrit chez les mammifères. Le H2S est un inhibiteur de la cytochrome c oxydase mitochondriale lorsqu'il est présent à des concentrations élevées. Cependant, lorsqu'il est présent à de faibles concentrations, le H2S peut agir comme un substrat énergétique inorganique pour les mitochondries de mammifères. Pour oxyder le H2S, les mitochondries ont besoin de l'unité d'oxydation de sulfure (SOU), comprenant trois enzymes spécifiques: la sulfure quinone réductase (SQR), la dioxygénase (ETHE1) et la thiosulfate sulfurtransférase (TST). Le métabolisme hépatique, finement régulé par les hormones et les nutriments, est au cœur de l'homéostasie énergétique, et l'inflexibilité métabolique du foie est connue pour être associée à plusieurs maladies métaboliques, telles que la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). La position unique de cet organe le rend susceptible d'être exposé à des niveaux élevés de H2S provenant à la fois de sources exogène (tractus gastro-intestinal) et endogène (métabolisme des acides aminés soufrés). Récemment, une altération de la biosynthèse hépatique de H2S a été rapportée dans des modèles animaux de NAFLD, et la supplémentation in vivo de donneurs de H2S prévient l'évolution de la maladie en stéatohépatite (NASH). Presque toutes les études explorant la pertinence pathologique du H2S dans le foie sont généralement axées sur la voie de biosynthèse du H2S et/ou utilisent des donneurs exogènes. Comme le contenu intrahépatique en H2S peut également être contrôlé par son oxydation mitochondriale, les objectifs de ma thèse étaient d'étudier l'importance physiopathologique de cette voie dans le métabolisme hépatique et dans le développement de la NAFLD. Premièrement, nous avons montré que, physiologiquement, l'état nutritionnel du foie régule la capacité mitochondriale du foie à oxyder le H2S et l'expression de la protéine SQR, tous deux étant diminuées par le jeûne tandis que la réalimentation abolit l'effet inhibiteur du jeûne. La surexpression, par approche adénovirale, de la SQR humaine dans le foie de souris démontre clairement que la SQR est l'enzyme régulatrice clé de l'oxydation mitochondriale du H2S. La surexpression de SQR i) augmente in vivo la tolérance au glucose et la signalisation hépatique de l'insuline, ii) stimule le métabolisme du glucose dans des cultures primaires d'hépatocytes de souris (13C-glucose fluoxomique), et iii) diminue l'oxydation hépatique des acides gras. Deuxièmement, dans un contexte de NAFLD, nous avons observé que la capacité mitochondriale du foie à oxyder le H2S était diminuée chez les souris nourries avec un régime riche en lipides et en sucrose (HF/HS) (modèle NAFL) et était étonnamment augmentée chez les souris nourries avec régime déficient en méthionine-choline (MCD) (modèle NASH). La supplémentation in vivo avec du thiosulfate de sodium (STS), un donneur de H2S, abolit cet effet inhibiteur du régime HF/HS alors qu'il n'a aucun impact dans le modèle NASH. De plus, la supplémentation en STS induit une modification de la composition du microbiote intestinal. De même que pour les modèles animaux de NAFLD, l'expression hépatique de la protéine SQR est diminuée chez les patients obèses morbides ayant une stéatose simple (NAFL) et augmentée chez les individus ayant une NASH. L'ensemble de ces résultats, qui confirme que la SQR est l'enzyme clé limitante de l'oxydation hépatique mitochondriale du H2S, démontre clairement pour la première fois que cette voie est finement régulée par l'état nutritionnel du foie et est altérée dans des modèles animaux de NAFLD et chez des patients obèses NAFLD. L'observation nouvelle qu'une augmentation de la capacité mitochondriale du foie à oxyder le H2S augmente le métabolisme hépatique du glucose ouvre de nouvelles perspectives en physiopathologie hépatique, cette voie étant une cible potentielle pour lutter contre le développement de la résistance hépatique à l'insuline.

National audience; L’objectif de ce projet de recherche est d’évaluer l’impact d’une exposition alimentaire à un mélange de faibles doses de pesticides, lors de périodes de vulnérabilité périnatale, sur l’équilibre métabolique, la composition du microbiote intestinal et le système nerveux central. À partir d’un modèle animal (souris) mimant l’exposition des consommateurs, un cocktail de six pesticides (Captan, boscalide, chlorpyrifos, thiaclopride, thiophanate et ziram) utilisés dans le traitement des pommeraies en Occitanie sera testé par voie alimentaire.

La peau est un organe doté de multiples fonctions. Organe protecteur essentiel, elle nous protège face aux invasions pathogènes et est capable de maintenir l’homéostasie générale. C’est également un organe sensoriel complexe qui possède un réseau neuroendocrinien très élaboré. Il est admis que le stress psychologique peut accroître notre vulnérabilité face au développement de dermatoses. La régulation du stress psychologique est orchestrée par le système nerveux central. Localement, la peau possède son propre système de réponse au stress psychologique et est considérée comme un axe neuroendocrinien périphérique majeur. De nombreuses études ont démontré l’impact négatif du stress psychologique sur la peau, même saine. Il altère notamment la barrière cutanée, dérègle le système immunitaire cutané et retarde la cicatrisation cutanée. Dans le cas de désordres cutanés inflammatoires comme le psoriasis et la dermatite atopique, le stress psychologique peut potentiellement aggraver la dermatose et cela impacte la qualité de vie des patients. Malgré l’existence de traitements médicamenteux efficaces dans la prise en charge de ces pathologies, tenir compte des facteurs psychologiques qui en découlent apparaît nécessaire. L’une des pistes intéressantes permettant de contrebalancer les effets délétères du stress psychologique sur la peau est l’utilisation de substances odorantes par inhalation. Plusieurs mélanges odorants ayant des propriétés relaxantes, anxiolytiques et sédatives, ont montré une réduction du stress psychologique, et secondairement une amélioration des fonctions cutanées impactées par celui-ci. De futures recherches axées sur le développement de nouveaux modèles d’études du stress psychologiques chez l’homme ainsi qu’une meilleure compréhension de l’axe neuro-cutané pourraient donc améliorer la prise en charge des dermatoses chroniques.

The intestinal epithelium renews entirely every 3 to 5 days. This renewal is dependent on the intestinal stem cells present in the proliferative compartment called "crypt". These cells proliferate to maintain the stem cell pool and give rise to progenitors that differentiate, during their migration along the villi, into specialized intestinal cells (enterocytes, Goblet cells...). The balance between proliferation and differentiation must be maintained and finely regulated to ensure intestinal epithelial homeostasis. This balance is controlled by gradients of the major signaling pathways (WNT, NOTCH, BMP...) as well as binding patterns of transcription factors (CDX2, HNF1...). We have demonstrated that the histone variant H2A.Z is essential to maintain this homeostasis. This histone variant, unlike canonical histones, is incorporated in the chromatin independently of the cell cycle. This incorporation, by modifying the physico-chemical properties of the nucleosome, regulates many biological processes such as DNA transcription or repair. In this context, we have shown that one of the isoforms of H2A.Z (H2A.Z1) is important for the proliferation of intestinal epithelial cells in cellulo and in vivo. At the same time, H2A.Z1 inhibits differentiation by decreasing CDX2 binding to the promoters of its target genes (SI, MUC2...). Finally, we have demonstrated that the WNT pathway, which allows the expression of H2A.Z1 in crypts and its incorporation into differentiation gene promoters to facilitate proliferation and to inhibit differentiation, regulates the dynamics of H2A.Z1. During differentiation, the loss of WNT activity results in a decrease in the expression and incorporation of H2A.Z1, thus allowing cells to stop proliferating and begin their differentiation. We have therefore demonstrated the essential role of H2A.Z1 dynamics in controlling the identity of intestinal epithelial cells. Isoform 2 (H2A.Z2) is also important for the proliferation of intestinal epithelial cells, and appears to have a redundant effect, at least in part, with H2A.Z1 since the deletion of both isoforms in mice affects epithelial proliferation and renewal stronger than deletions of one or the other alone. Their deletion also leads to a strong increase in the differentiation of the secretory lineage (Goblet cells, Paneth cells...), higher than the single depletion of each isoform. This suggests a redundant role of the 2 isoforms in inhibiting the differentiation of this lineage. However, we also observed that the 2 isoforms seem to have opposite roles on the enterocyte terminal differentiation. Our results seem to show the essential role of the dynamics of H2A.Z isoforms in the control of intestinal epithelial homeostasis and the establishment of lineages., L'épithélium intestinal se renouvelle dans son intégralité tous les 3 à 5 jours. Ce renouvellement est dépendant des cellules souches intestinales présentes dans le compartiment prolifératif appelé "crypte". Ces cellules prolifèrent pour maintenir le "pool" de cellules souches et donnent naissance à des progéniteurs qui se différencient, lors de leur migration le long des villosités, en cellules intestinales spécialisées (entérocytes, cellules à mucus, ...). La balance entre la prolifération et la différenciation doit être maintenue et finement régulée pour assurer l'homéostasie de l'épithélium intestinal. Cet équilibre est contrôlé par des gradients d'activations spécifiques des grandes voies de signalisation (WNT, NOTCH, BMP...) ainsi que des patrons de liaisons spécifiques des facteurs de transcription (CDX2, HNF1...) importants pour le contrôle de l'identité cellulaire. Nous avons démontré que le variant d'histone H2A.Z est essentiel au maintien de cette homéostasie. Ce variant d'histone, contrairement aux histones canoniques, est incorporé indépendamment du cycle cellulaire au sein du nucléosome. Cette incorporation, en modifiant les propriétés physico-chimiques du nucléosome, régule de nombreux processus biologiques comme la transcription ou la réparation de l'ADN. Dans ce contexte nous avons montré qu'une des isoformes de H2A.Z (H2A.Z1) est importante pour la prolifération des cellules épithéliales intestinales in cellulo et in vivo. Parallèlement, H2A.Z1 inhibe la différenciation en réprimant la fixation de CDX2 sur les promoteurs de ses gènes cibles (SI, MUC2...). Enfin nous avons démontré que la dynamique de H2A.Z1 est régulée par la voie de signalisation WNT qui permet l'expression de H2A.Z1 dans les cryptes et son incorporation aux promoteurs des gènes de différenciation pour faciliter la prolifération et inhiber la différenciation. Lors de la différenciation, la perte de l'activité de WNT entraîne la diminution de l'expression et de l'incorporation de H2A.Z1, ce qui permet donc aux cellules d'arrêter de proliférer et d'entamer leur différenciation. Nous avons donc démontré le rôle essentiel de la dynamique de H2A.Z1 dans le contrôle de l'identité des cellules de l'épithélium intestinal. L'isoforme 2 (H2A.Z2) est également importante pour la prolifération des cellules épithéliales intestinales, et semble avoir un effet redondant, au moins partiellement, avec H2A.Z1 puisque la délétion des 2 isoformes chez la souris affecte plus fortement la prolifération et le renouvellement de l'épithélium que les délétions de l'une ou l'autre seules. Leur délétion entraîne également une forte augmentation de la différenciation du lignage sécrétoire (cellules à mucus, de Paneth...), supérieure à la déplétion isolée de chaque isoforme. Ceci suggère donc un rôle redondant des 2 isoformes dans l'inhibition de la différenciation de ce lignage. Cependant, nous avons également observé que les 2 isoformes semblent avoir des rôles opposés sur la différenciation terminale des entérocytes. Nos résultats semblent montrer le rôle essentiel de la dynamique des isoformes du variant d'histone H2A.Z dans le contrôle de l'homéostasie de l'épithélium intestinal et l'établissement des lignages.

The intestinal epithelium renews entirely every 3 to 5 days. This renewal is dependent on the intestinal stem cells present in the proliferative compartment called "crypt". These cells proliferate to maintain the stem cell pool and give rise to progenitors that differentiate, during their migration along the villi, into specialized intestinal cells (enterocytes, Goblet cells...). The balance between proliferation and differentiation must be maintained and finely regulated to ensure intestinal epithelial homeostasis. This balance is controlled by gradients of the major signaling pathways (WNT, NOTCH, BMP...) as well as binding patterns of transcription factors (CDX2, HNF1...). We have demonstrated that the histone variant H2A.Z is essential to maintain this homeostasis. This histone variant, unlike canonical histones, is incorporated in the chromatin independently of the cell cycle. This incorporation, by modifying the physico-chemical properties of the nucleosome, regulates many biological processes such as DNA transcription or repair. In this context, we have shown that one of the isoforms of H2A.Z (H2A.Z1) is important for the proliferation of intestinal epithelial cells in cellulo and in vivo. At the same time, H2A.Z1 inhibits differentiation by decreasing CDX2 binding to the promoters of its target genes (SI, MUC2...). Finally, we have demonstrated that the WNT pathway, which allows the expression of H2A.Z1 in crypts and its incorporation into differentiation gene promoters to facilitate proliferation and to inhibit differentiation, regulates the dynamics of H2A.Z1. During differentiation, the loss of WNT activity results in a decrease in the expression and incorporation of H2A.Z1, thus allowing cells to stop proliferating and begin their differentiation. We have therefore demonstrated the essential role of H2A.Z1 dynamics in controlling the identity of intestinal epithelial cells. Isoform 2 (H2A.Z2) is also important for the proliferation of intestinal epithelial cells, and appears to have a redundant effect, at least in part, with H2A.Z1 since the deletion of both isoforms in mice affects epithelial proliferation and renewal stronger than deletions of one or the other alone. Their deletion also leads to a strong increase in the differentiation of the secretory lineage (Goblet cells, Paneth cells...), higher than the single depletion of each isoform. This suggests a redundant role of the 2 isoforms in inhibiting the differentiation of this lineage. However, we also observed that the 2 isoforms seem to have opposite roles on the enterocyte terminal differentiation. Our results seem to show the essential role of the dynamics of H2A.Z isoforms in the control of intestinal epithelial homeostasis and the establishment of lineages.; L'épithélium intestinal se renouvelle dans son intégralité tous les 3 à 5 jours. Ce renouvellement est dépendant des cellules souches intestinales présentes dans le compartiment prolifératif appelé "crypte". Ces cellules prolifèrent pour maintenir le "pool" de cellules souches et donnent naissance à des progéniteurs qui se différencient, lors de leur migration le long des villosités, en cellules intestinales spécialisées (entérocytes, cellules à mucus, ...). La balance entre la prolifération et la différenciation doit être maintenue et finement régulée pour assurer l'homéostasie de l'épithélium intestinal. Cet équilibre est contrôlé par des gradients d'activations spécifiques des grandes voies de signalisation (WNT, NOTCH, BMP...) ainsi que des patrons de liaisons spécifiques des facteurs de transcription (CDX2, HNF1...) importants pour le contrôle de l'identité cellulaire. Nous avons démontré que le variant d'histone H2A.Z est essentiel au maintien de cette homéostasie. Ce variant d'histone, contrairement aux histones canoniques, est incorporé indépendamment du cycle cellulaire au sein du nucléosome. Cette incorporation, en modifiant les propriétés physico-chimiques du nucléosome, régule de nombreux processus biologiques comme la transcription ou la réparation de l'ADN. Dans ce contexte nous avons montré qu'une des isoformes de H2A.Z (H2A.Z1) est importante pour la prolifération des cellules épithéliales intestinales in cellulo et in vivo. Parallèlement, H2A.Z1 inhibe la différenciation en réprimant la fixation de CDX2 sur les promoteurs de ses gènes cibles (SI, MUC2...). Enfin nous avons démontré que la dynamique de H2A.Z1 est régulée par la voie de signalisation WNT qui permet l'expression de H2A.Z1 dans les cryptes et son incorporation aux promoteurs des gènes de différenciation pour faciliter la prolifération et inhiber la différenciation. Lors de la différenciation, la perte de l'activité de WNT entraîne la diminution de l'expression et de l'incorporation de H2A.Z1, ce qui permet donc aux cellules d'arrêter de proliférer et d'entamer leur différenciation. Nous avons donc démontré le rôle essentiel de la dynamique de H2A.Z1 dans le contrôle de l'identité des cellules de l'épithélium intestinal. L'isoforme 2 (H2A.Z2) est également importante pour la prolifération des cellules épithéliales intestinales, et semble avoir un effet redondant, au moins partiellement, avec H2A.Z1 puisque la délétion des 2 isoformes chez la souris affecte plus fortement la prolifération et le renouvellement de l'épithélium que les délétions de l'une ou l'autre seules. Leur délétion entraîne également une forte augmentation de la différenciation du lignage sécrétoire (cellules à mucus, de Paneth...), supérieure à la déplétion isolée de chaque isoforme. Ceci suggère donc un rôle redondant des 2 isoformes dans l'inhibition de la différenciation de ce lignage. Cependant, nous avons également observé que les 2 isoformes semblent avoir des rôles opposés sur la différenciation terminale des entérocytes. Nos résultats semblent montrer le rôle essentiel de la dynamique des isoformes du variant d'histone H2A.Z dans le contrôle de l'homéostasie de l'épithélium intestinal et l'établissement des lignages.

À l’inverse des autres sous types de cellules dendritiques conventionnelles (cDC), la présentation de peptides dérivés de corps apoptotiques par les DC mérocytiques (mcDC) cause un bris de la tolérance. Ces cellules induisent le diabète lorsqu’elles présentent des peptides dérivés de cellules bêta du pancréas. De plus, chargées avec des peptides dérivés de cellules tumorales, elles permettent la réactivation des lymphocytes T et l’élimination de la tumeur. Ces propriétés spécifiques aux mcDCs mettent en évidence de nouveaux aspects dans le contrôle des bris de tolérance. Comprendre leur relation avec les autres DCs et leur régulation sont nécessaires pour comprendre les mécanismes associés à la tolérance immune. Nous avons déterminé que les mcDCs étaient des cDCs. Les mcDCs sont des cellules avec une courte durée de vie et qui induisent une réponse allogénique. Elles expriment le facteur de transcription spécifique aux cDCs, Zbtb46. Les mcDCs se différencient à partir des précurseurs communs aux cDCs. Elles expriment le facteur de transcription IRF-4, important pour les cDC2, et son absence affecte leur homéostasie. Cependant, la proximité des mcDCs avec les cDC2 diffère en matière de métabolisme où elles ont des signatures différentes. Les mcDCs sont retrouvées en plus grand nombre dans un modèle murin de diabète auto-immun spontané (NOD) que dans une lignée de souris résistante (C57BL/6). Notre laboratoire a validé que le locus Idd13 du chromosome 2 était lié au nombre de mcDCs, suggérant donc qu’un ou plusieurs gènes de ce locus ont un rôle dans la régulation du nombre de mcDCs. En ciblant des gènes polymorphiques entre la souris NOD et la souris C57BL/6, nous avons déterminé que le gène Bim, qui code pour une molécule proapoptotique, régule de manière moelle osseuse intrinsèque spécifiquement les mcDCs. Les mcDCs sont donc un sous-type de cDCs spécifiquement régulé par Bim. Ce sous- type de cDCs est une population clé dans les bris de tolérance et comprendre leur homéostasie est primordial pour déterminer leur rôle dans le contrôle de la tolérance immune., Unlike other conventional dendritic cells (cDCs) subtypes, presentation of peptides derived from apoptotic bodies by merocytic dendritic cells (mcDCs) is associated with a break of tolerance. Presentation of peptides derived from pancreatic beta cells by mcDC is linked to diabetes induction. However, when loaded with peptides derived from tumor cells, they allow the reactivation of T cells and the elimination of the tumor. These properties specific to mcDC highlight new aspects in the control of break of tolerance. Understanding their relationships with other DCs and their regulation is important for understanding the mechanisms associated with immune tolerance. We have determined that mcDCs are cDCs. mcDCs are short-lived cells able to induce an allogeneic response. They express the specific cDC transcription factor, Zbtb46. mcDCs are differentiated from the cDC common precursors. They express and require IRF-4 for their homeostasis, a transcription factor associated with cDC2 differentiation. However, the proximity of mcDC to cDC2 differs in terms of metabolism where they have different signatures. mcDCs are found in greater numbers in the mouse model of spontaneous autoimmune diabetes (NOD) than in a resistant line (C57BL/6). Our laboratory validated that the Idd13 locus of chromosome 2 was linked to mcDC number, thus suggesting that one or more genes of this locus have a role in regulating the number of mcDC. By targeting polymorphic genes between the NOD and C57BL/6 mice, we determined that Bim gene, encoding a pro-apoptotic molecule, regulate specifically mcDC in a bone marrow intrinsic manner. Therefore, mcDCs are a subset of cDCs specifically regulated by Bim. This subtype of cDCs is a key player in break of tolerance and understanding their homeostasis is important in determining their role in immune tolerance.

The choroid plexus is a richly vascularized structure located in brain ventricles and is responsible for the production of cerebrospinal fluid (CSF) containing a large panel of molecules essential for various brain functions. My thesis focused on the discovery of two proteins expressed by the choroid plexus that modulate adult neurogenesis in mice: the OTX2 homeoprotein transcription factor and the amyloid precursor protein (APP). OTX2 is highly expressed in the choroid plexus and is secreted into the CSF. We found that it can regulate neurogenesis in the adult mouse by transferring into supporting astrocytes of the subventricular zone (SVZ) and rostral migratory stream (RMS). We revealed a potential mechanism whereby OTX2 alters the expression of astrocyte-specific extracellular matrix proteins, resulting in slowed neuroblast migration in RMS and decreased newborn neurons in the olfactory bulb. Moreover, by transcriptomic analysis of the choroid plexus from conditional and constitutive Otx2 knockdown adult mouse models, we shown that OTX2 regulates the expression of genes implicated in numerous homeostatic functions. Coupled with a viral Otx2 knockdown approach, we confirmed its involvement in immune response, oxidative stress response, splicing and metal homeostasis. These findings provide evidence that OTX2 is a major regulator of essential choroid plexus functions for the maintenance of brain homeostasis. Finally, APP is also highly expressed in the choroid plexus and its soluble domain is released into the CSF. When we reduced APP levels in the adult mouse choroid plexus, we observed decreased proliferation in both neurogenic niches: SVZ and hippocampus dentate gyrus (DG). Increasing APP levels resulted in increased proliferation in both niches. To gage the impact on brain function of extracellular APP coming from choroid plexus, we expressed, specifically in choroid plexus of adult wild type mice, the human APP bearing SwInd mutations of familial Alzheimer disease. After 6 months, proliferation in SVZ and DG were significantly reduced. After 12 months, mice showed reversal learning deficits in open field behavior experiments and showed impaired plasticity in long term potentiation (LTP) measured by high frequency stimulation of hippocampus slices., Le plexus choroïde est une structure fortement vascularisée. Situé dans les ventricules cérébraux, il est responsable de la production du liquide céphalorachidien (LCR) contenant un large panel de molécules essentielles aux diverses fonctions cérébrales. Ma thèse a porté sur la découverte de deux protéines exprimées par le plexus choroïde qui modulent la neurogenèse adulte chez la souris : homéoprotéine OTX2 et la protéine précurseur de l'amyloide (PPA). OTX2 est fortement exprimé dans le plexus choroïde et est sécrété dans le LCR. Nous avons découvert qu'il peut réguler la neurogenèse chez la souris adulte en transférant depuis les cellules du plexus choroïde dans les astrocytes de soutien de la zone sous-ventriculaire (ZSV) et de la chaine migratoire rostral (CMR). Nous avons mis en évidence un mécanisme potentiel par lequel OTX2 modifie l'expression des protéines de la matrice extracellulaire spécifiques des astrocytes, ce qui ralentit la migration des neuroblastes dans la CMR et diminue le nombre de nouveaux neurones dans le bulbe olfactif. De plus, grâce à une analyse transcriptomique du plexus choroïde à partir de modèles de souris knockout conditionnels et constitutifs pour Otx2 chez l'adulte, nous avons montré qu'OTX2 régule l'expression des gènes impliqués dans de nombreuses fonctions homéostatiques. Associé à une approche d’élimination virale d'OTX2, nous avons confirmé son implication dans la réponse immunitaire, la réponse au stress oxydatif, l’épissage et homéostasie des métaux. Ces résultats démontrent qu'OTX2 est un régulateur majeur des fonctions essentielles du plexus choroïde pour le maintien de homéostasie cérébrale. Enfin, la PPA est également fortement exprimée dans le plexus choroïde et son domaine soluble est libéré dans le LCR. Lorsque nous avons réduit les concentrations de PPA dans le plexus choroïde chez la souris adulte, nous avons observé une diminution de la prolifération dans les deux niches neurogéniques : la ZSV et le gyrus denté de l'hippocampe (GD). L'augmentation des concentrations de PPA a entraîné une prolifération accrue dans ces deux niches. Pour mesurer l'impact sur les fonctions cérébrales de la PPA extracellulaire provenant du plexus choroïde, nous avons exprimé spécifiquement dans le plexus choroïde de souris sauvage adultes, la PPA humaine porteuse de mutations SwInd de la maladie d'Alzheimer familiale. Après 6 mois, la prolifération dans la ZSV et le GD a été considérablement réduite. Après 12 mois, des souris ont montré des déficits d'apprentissage inverse dans des expériences de comportement en champ ouvert et ont montré une plasticité altérée dans la potentialisation à long terme (PLT) mesurée par stimulation à haute fréquence de tranches d'hippocampe.

Enseignement Cours et séminaires – Des concepts émergents pour des maladies émergentes Introduction Zika, chikungunya, dengue, grippe : quatre maladies infectieuses émergentes dont la fréquence de survenue, la diversité et le poids sur la santé des populations à l’échelle de la planète en font l’un des sujets dominants de la médecine contemporaine. Cette série de leçons et les séminaires qui les ont accompagnées ont visé à déchiffrer les mécanismes sous-tendant ces émergences et à mieux en dé...

Engineering osmotolerant plants is a challenge for modern agriculture. An interaction between osmotic stress response and phosphate homeostasis has been reported in plants, but the identity of molecules involved in this interaction remains unknown. In this study we assessed the role of phytic acid (PA) in response to osmotic stress and/or phosphate deficiency in Arabidopsis thaliana. For this purpose, we used Arabidopsis lines (L7 and L9) expressing a bacterial beta-propeller phytase PHY-US417, and a mutant in inositol polyphosphate kinase 1 gene (ipk1-1), which were characterized by low PA content, 40% (L7 and L9) and 83% (ipk1-1) of the wild-type (WT) plants level. We show that the PHY-overexpressor lines have higher osmotolerance and lower sensitivity to abscisic acid than ipk1-1 and WT. Furthermore, PHY-overexpressors showed an increase by more than 50% in foliar ascorbic acid levels and antioxidant enzyme activities compared to ipk1-1 and WT plants. Finally, PHY-overexpressors are more tolerant to combined mannitol stresses and phosphate deficiency than WT plants. Overall, our results demonstrate that the modulation of PA improves plant growth under osmotic stress, likely via stimulation of enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems, and that beside its regulatory role in phosphate homeostasis, PA may be also involved in fine tuning osmotic stress response in plants.

International audience; The aim of this systematic review was to assess the effect of fructo-oligosaccharide supplementation on glucose homeostasis. The search process was based on the selection of publications listed in the Pubmed-Medline database until April 2016 to identify studies evaluating the impact of short-chain fructo-oligosaccharides or oligofructose on glucose homeostasis. Twenty-nine trials were included in the systematic review and the meta-analysis was performed on twelve of these papers according to the inclusion criteria. Fasting blood concentrations of glucose and insulin were selected as pertinent criteria of glucose homeostasis for the meta-analysis. The consumption of fructo-oligosaccharides decreased fasting blood glycaemia levels, whatever the metabolic status (healthy, obese or diabetic) and diet (low-fat or high-fat) throughout the experiment. This reduction was linear with prebiotic dose (from 0 to 13% of the feed). Fasting insulinaemia also decreased linearly with fructo-oligosaccharide supplementation but the reduction was only significant in rodents fed a low-fat diet. Potential underlying mechanisms include gut bacterial fermentation of fructo-oligosaccharides to short-chain fatty acids (SCFA) and bacterial modulation of bile acids, both interacting with host metabolism. This systemic review, followed by the meta-analysis, provides evidence that fructo-oligosaccharide supplementation has a significant effect on glucose homeostasis whatever the health status and diet consumed by animals.