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Dissertationen zum Thema „Maladies mitochondriale“
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Legros, Frédéric. „Étude de la dynamique du compartiment mitochondrial et des mutations hétéroplasmiques de l'ADN mitochondrial“. Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077109.
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Berg, Alonso Laetitia. „Déficits de la chaîne respiratoire mitochondriale avec instabilité de l’ADN mitochondrial : identification de nouveaux gènes et mécanismes“. Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4101/document.
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Les maladies mitochondriales regroupent un ensemble de pathologies liées à un déficit de la chaînerespiratoire mitochondriale. Au laboratoire, nous focalisons notre intérêt sur les mitochondriopathies liées à undéfaut de stabilité de l’ADN mitochondrial (ADNmt), qui se traduit par des délétions multiples et/ou unedéplétion (diminution du nombre de copies). Ces pathologies sont caractérisées par une importantehétérogénéité clinique et génétique et sont secondaires à des mutations dans des gènes nucléaires codantpour des protéines impliquées dans le maintien de l’ADNmt. De nos jours, la recherche des gènesresponsables d’instabilité de l’ADNmt s’avère négative chez plus de 70% des malades, d’où un grand intérêtpour améliorer les techniques d’identification des mutations et la recherche de nouveaux gènes impliquésdans ces pathologiesNon communiqué
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Berg, Alonso Laetitia. „Déficits de la chaîne respiratoire mitochondriale avec instabilité de l’ADN mitochondrial : identification de nouveaux gènes et mécanismes“. Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4101.
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Les maladies mitochondriales regroupent un ensemble de pathologies liées à un déficit de la chaînerespiratoire mitochondriale. Au laboratoire, nous focalisons notre intérêt sur les mitochondriopathies liées à undéfaut de stabilité de l’ADN mitochondrial (ADNmt), qui se traduit par des délétions multiples et/ou unedéplétion (diminution du nombre de copies). Ces pathologies sont caractérisées par une importantehétérogénéité clinique et génétique et sont secondaires à des mutations dans des gènes nucléaires codantpour des protéines impliquées dans le maintien de l’ADNmt. De nos jours, la recherche des gènesresponsables d’instabilité de l’ADNmt s’avère négative chez plus de 70% des malades, d’où un grand intérêtpour améliorer les techniques d’identification des mutations et la recherche de nouveaux gènes impliquésdans ces pathologiesNon communiqué
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Aure, Karine. „Physiopathologie moléculaire et cellulaire des maladies mitochondriales à présentation neurologique“. Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066281.
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Les maladies mitochondriales sont liées à un déficit de la chaîne respiratoire mitochondriale. Ces maladies posent des problèmes de diagnostic, dans leurs relations phénotype/génotype et dans leurs mécanismes physiopathologiques. L'étude longitudinale d'un cas de déficit en ubiquinone a démontré les limites de la supplémentation thérapeutique. L'analyse de l’histoire naturelle et des caractéristiques moléculaires de 69 patients porteurs de délétion de l’ADN mitochondrial a permis d'établir une nouvelle classification clinique et des facteurs pronostiques. L’efficacité de l’immortalisation par le gène de la télomérase a été démontrée dans les fibroblastes déficitaires. Nous avons montré la présence d’apoptose dans le muscle de patients avec mutations de l'ADN mitochondrial. Les difficultés de la démonstration du pouvoir délétère des mutations homoplasmiques de l’ADN mitochondrial ont été abordées à travers l'étude de familles portant la même mutation de l'ARN de transfert de la proline.
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Beinat, Marine. „Caractérisation génétique des atteintes hépatiques mitochondriales“. Thesis, Paris 5, 2013. http://www.theses.fr/2013PA05T007/document.
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Les maladies mitochondriales sont les anomalies congénitales du métabolisme les plus fréquentes. Elles sont caractérisées par une très grande hétérogénéité clinique et génétique, et le gène responsable de la maladie n’a pu être identifié que pour seulement 30% d’entre elles. Malgré l’hétérogénéité de ces maladies, il est possible d’identifier des groupes de patients cliniquement homogènes. C’est notamment le cas des atteintes hépatiques mitochondriales, qui peuvent se présenter sous une forme syndromique ou isolée. Les patients ayant une forme isolée ont soit une déplétion de l’ADNmt, soit une quantité d’ADNmt normale. Les patients avec déplétion de l’ADNmt sont très bien caractérisés génétiquement et sont mutés dans les gènes DGUOK, POLG, PEO1 ou MPV17, alors que les atteintes hépatiques sans déplétion de l’ADNmt n’ont commencé à l’être que plus récemment et montrent une très grande hétérogénéité génétique.Nous avons dans ce travail de recherche constitué une cohorte cliniquement homogène de 70 patients provenant des hôpitaux Necker-Enfants Malades et du Kremlin-Bicêtre présentant une atteinte hépatique mitochondriale isolée ou syndromique, sans déplétion de l’ADNmt, dont nous disposions de matériel (fibroblastes, ADN) nécessaire à leur étude. Nous avons tout d’abord identifié des mutations dans le gène TRMU, codant pour une enzyme de modification des ARNt mitochondriaux, responsables d’une anomalie de la traduction mitochondriale. Nous avons par ailleurs établi l’hétérogénéité génétique de ce groupe de patients, puisque nous avons pu exclure la présence de mutations dans les gènes TRMU, TSFM, GFM1 et LARS chez 40 patients, démontrant qu’il n’y a pas de gènes majeurs associé aux atteintes hépatiques sans déplétion de l’ADNmt. Pour deux familles multiplex pour lesquels l’ADN de plusieurs membres de la famille était disponible, nous avons réalisé une cartographie génétique combinée avec un séquençage exome et une étude du transcriptome, qui n’a pas permis de mettre en évidence de gène causal. Pour 38 autres patients, essentiellement des cas sporadiques, nous avons utilisé les stratégies du transcriptome et du séquençage exome, ce qui nous a permis d’identifier des variations robustes dans de nouveaux gènes MRPS5, ALDH1B, NOX5, MTUS1, AARS2, PPA2, MTHFD1, ALDH6A1, NME4 et GLDC pour 17 patients. Enfin, nous avons étudié particulièrement les mutations identifiées dans le gène NOX5, retrouvées chez 3 patients de la cohorte. Ce gène code pour une protéine NADPH de fonction inconnue, que pensons être impliquée dans la traduction mitochondrialeGenetic characterization of mitochondrial liver damage
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Damiano, Maria. „Rôle de la dysfonction mitochondriale dans deux maladies neurodégénératives, la Maladie de Huntington et la Maladie de Parkinson“. Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066584/document.
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Un dysfonctionnement mitochondrial est impliqué dans plusieurs maladies neurodégénératives, corrélé avec une augmentation des niveaux de stress oxydant. Les anomalies mitochondriales observées dans les tissus des patients, les modèles animaux et cellulaires des maladies de Huntington et de Parkinson, suggèrent l'implication de la mitochondrie dans leur pathogénie.Les deux projets discutés dans ce manuscrit se focalisent sur le rôle des aspects particuliers de la physiologie mitochondriale au cours des deux maladiesMitochondrial dysfunction has been implicated in several neurodegenerative diseases and is correlated with augmented levels of intracellular oxydant stress. The mitochondrial defects observed in tissues from patients, as well as in animal and cellular models of Huntington’s and Parkinson’s diseases, suggest the implication of mitochondria in the pathogenesis of these diseases. The two projects discussed in this manuscript focus on the role of particular aspects of mitochondrial physiology in these diseases. By the first project we show the role of defective mitochondrial respiratory chain compex II in several rodent models of Huntington’s disease. By using a lentivirus-based gene transfert strategy we highlight the neuroprotective potential of the striatal overexpression of the subunits of complex II. The second project focus on Parkin and PINK1, two proteins implicated in the autosomal recessive, hereditary forms of Parkinson’s disease and in mitochondrial quality control mechanisms, such as mitophagy. In a cellular model we show that the two proteins facilitate Drp1-dependent mitochondrial fission. We show that Parkin may facilitate the signaling pathways controlling the activity of the pro-fission protein Drp1. This effect is probably indirect and mostly PINK1-independent. On the contrary, in mitochondrial depolarization conditions, by FRET (Förster Resonance Energy Transfer) a direct spatial coordination of Parkin, PINK1 and Drp1 is observed, which seems to be determinant for the efficiency of mitophagy. My projects shed new light on pathogenic mechanisms and open new perspectives in the research on these diseases
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Rouzier, Cécile. „Déficits de la chaîne respiratoire mitochondriale avec instabilité de l'ADN mitochondrial : identification de nouveaux gènes et mécanismes“. Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4066.
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Les mitochondriopathies liées à un défaut de stabilité de l’ADN mitochondrial (ADNmt) représentent un nouveau volet dans les affections liées à un déficit de la chaîne respiratoire. Cette instabilité se traduit par des délétions multiples et/ou une déplétion (diminution du nombre de copies) de l’ADNmt. Ces pathologies sont caractérisées par une importante hétérogénéité clinique et génétique et sont secondaires à des mutations dans des gènes nucléaires codant pour des protéines impliquées dans le maintien du génome mitochondrial. Le gène POLG1, qui code pour la sous-unité catalytique de la polymérase gamma, est le gène le plus fréquemment impliqué. A ce jour, la recherche de mutations dans ce gène ou d’autres gènes connus, responsables de délétions multiples et/ou déplétion de l’ADNmt, s’avère négative dans plus de 70% des cas, d’où un grand intérêt pour améliorer les techniques d’identification des mutations et la recherche de nouveaux gènes impliqués dans ces pathologies. Mon travail de thèse a consisté d’une part, à identifier de nouveaux gènes responsables d’une instabilité de l’ADNmt et à caractériser certains mécanismes à l’origine de cette instabilité et d’autre part, à mettre en place une nouvelle technique d’analyse du gène POLG1 afin d’identifier des mutations à type de grands réarrangements, délétion et/ou duplication. Dans une première partie, nous avons analysé deux patients non apparentés porteurs de déplétion de l’ANmt associée à un déficit généralisé de la chaîne respiratoire mitochondrial présentant un tableau clinique et biologique évocateur d’un déficit en succinate CoA ligase. Chez ces patients, nous avons pu identifier des mutations du gène SUCLG1 confirmant l’implication de ce gène dans les encéphalomyopathies avec déplétion de l’ADNmt. Nous avons également mis en évidence une corrélation entre la sévérité du phénotype et la quantité résiduelle de protéine SUCLG1. Nous avons également analysé une famille dont plusieurs membres étaient atteints d’atrophie optique associée à une myopathie mitochondriale, avec délétions multiples de l’ADNmt, dont la ségrégation était évocatrice d’une transmission autosomique dominante. Nous avons identifié une nouvelle mutation du gène MFN2, impliqué dans la fusion mitochondriale, et responsable de la majorité des maladies de Charcot-marie-Tooth de type 2A. Nous avons ainsi décrit MFN2 comme nouveau gène d’instabilité de l’ADNmt et confirmé l’implication de la fusion mitochondriale dans la stabilité de l’ADNmt. De plus, nous avons montré qu’un défaut de réparation de l’ADNmt participe aux instabilités de l’ADNmt par défaut de fusion mitochondriale. Enfin, nous avons mis au point une nouvelle technique d’analyse du gène POLG1 par QMPSF (Quantitative Multiplex PCR of Short fluorescent Fragments), permettant de mettre en évidence des anomalies quantitatives. Cette technique nous a permis d’identifier une délétion à l’état hétérozygote chez une enfant présentant une encéphalopathie épileptique chez qui nous avions identifié au préalable, par séquençage, une seule mutation pathogène à l’état hétérozygote du gène POLG1. Nous avons ainsi montré l’intérêt de compléter l’analyse du gène POLG1 par la recherche de grands remaniements chez les patients porteurs d’une seule mutation à l’état hétérozygote avec une clinique très évocatrice.
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Lefevre, Sophie. „Modèle levure de l'ataxie de Friedreich : stress oxydant, apoptose et dynamique mitochondriale“. Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066204.
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Gilleron, Mylène. „Complexité des maladies mitochondriales : à partir de deux exemples“. Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066136/document.
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Les maladies mitochondriales représentent un ensemble très divers de pathologies. Au cours de ce travail, j’ai abordé leur complexité dans deux situations différentes : les déficits humains en complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale et l’analyse des relations génotype/phénotype dans une cohorte de patients suspects de mutations sur un même gène nucléaire (POLG). Le complexe III joue un rôle central au sein de la chaîne respiratoire mitochondriale. Contrairement à sa caractérisation biochimique très complète, son rôle physiologique a été relativement mal établi. D'une cohorte de 2000 patients dont les activités de la chaîne respiratoire mitochondriale avaient été mesurées sur tissu hépatique ou musculaire, nous avons sélectionné 15 patients avec un déficit en complexe III pour lesquels nous disposions de fibroblastes exprimant un déficit respiratoire. L’origine génétique était initialement connue pour quatre des déficits (UQCRB, BCS1L x2, MT-CYB) et, au cours de ce projet, nous avons pu en identifier trois autres (CYC1, MT-CYB, LYRM7). Nous avons cherché à évaluer l'existence d'un lien entre le phénotype et les caractéristiques du déficit : gène impliqué, distribution tissulaire et profil des réponses cellulaires au déficit. Notre population de fibroblastes, hétérogène sur le plan génétique, s’est également révélée très variée quant aux conséquences biochimiques et cellulaires du déficit. Il ne semble donc pas exister de « profil type » des déficits en complexe III. Les atteintes liées à une mutation du gène POLG sont souvent considérées comme les maladies mitochondriales les plus fréquentes chez l’adulte. Elles sont associées à des présentations cliniques très diverses. Nous avons étudié la spécificité et la sensibilité des différents signes cliniques et biologiques considérés comme évocateurs et conduisant donc au séquençage de POLG. A cette fin, nous avons analysé rétrospectivement le phénotype clinique et les investigations mitochondriales chez 154 patients dont le séquençage du gène POLG avait été effectué révélant des mutations touchant les deux allèles du gène chez 34 patients, une seule mutation chez 10 patients et une séquence normale chez 110 patients. L’étude clinique a inclus les signes/symptômes cliniques, les données électrophysiologiques et l'imagerie cérébrale. Les investigations mitochondriales englobaient l’histologie musculaire, le dosage du lactate sanguin, la mesure des activités de la chaîne respiratoire et la recherche de délétions multiples de l’ADN mitochondrial musculaire. Cette étude a montré que les mutations du gène POLG étaient responsables de signes cliniques et paracliniques récurrents présentant donc une sensibilité et une spécificité, notamment en association, permettant de proposer un arbre décisionnel pour l’indication du séquençage du gène POLG. Cette étude a également permis d’établir l’histoire naturelle des maladies de l’adulte dues à des mutations délétères de POLG. En conclusion, la classification des maladies mitochondriales par une anomalie biochimique commune, un déficit en complexe III dans le cas présent, conduit à regrouper des atteintes très différentes, aussi bien sur le plan clinique que biochimique et cellulaire. Au contraire, même dans des affections réputées comme extrêmement diverses comme celles dues aux mutations du gène POLG, la classification par le gène atteint permet d’identifier des présentations récurrentes dans la classe d’âge étudiée, patients adultes dans le cas présent…Mitochondrial diseases represent a very diverse set of pathologies. With this work, I approached their complexity in two different situations: phenotypic analysis of fibroblasts derived from patients with defects of the respiratory complex III and phenotypic analysis of a cohort of patients, the POLG gene of whom had been sequenced. The complex III plays a central role in the mitochondrial respiratory chain. Contrary to its complete biochemical characterization, its physiological role has been relatively poorly established. We selected 15 patients with complex III defect in liver and/or muscle and with fibroblasts expressing a respiratory defect. The genetic origin was initially known for four of these defects (UQCRB, BCS1L x2, MT- CYB) and during this project, we were able to identify three additional cases (CYC1, MT- CYB, LYRM7). We sought to assess the existence of a link between the disease phenotype and the defect characteristics: gene involved, tissue expression and cellular responses. Our population of fibroblasts, genetically heterogeneous, turned also to be diverse with respect to the biochemical and cellular consequences of the defect. A "typical" profile of complex III defect therefore does not seem to exist. Pathologies related to POLG mutations are often considered the most common mitochondrial diseases in adults. Their clinical presentation is very diverse. We have investigated the specificity and sensitivity of different clinical and biological signs considered as suggestive for POLG mutations and therefore leading to POLG sequencing. To that purpose, we retrospectively analyzed the clinical phenotype and mitochondrial investigations in 154 patients for which POLG had been sequenced revealing mutations affecting two alleles of the gene in 34 patients, one allele for 10 patients and a normal sequence for 110 patients. This study has shown that POLG mutations were responsible of recurrent clinical and paraclinical signs, whose sensitivity and specificity when considered in association allowed to propose a diagnostic flowchart for POLG sequencing. This study has also permitted to establish the natural story of diseases associated with deleterious POLG mutations in adults. In conclusion, classification of mitochondrial diseases by a common biochemical abnormality, a complex III defect in the present case, leads to group very different diseases that differ from their clinical, biochemical and cellular patterns. On the contrary, even in diseases considered highly diverse as those due to POLG mutations, classification by the affected gene allows to identify recurrent presentations in a population of adult patients with neurological presentation
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Kelly-Aubert, Mairead. „Anomalies de la balance redox mitochondriale dans la mucoviscidose“. Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066027.
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La mucoviscidose (MV) est une maladie génétique létale causée par les mutations du gène Cftr (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Elle est caractérisée par une inflammation chronique des voies aériennes et des infections à répétitions associées à un stress oxydant. La mitochondrie est une source importante d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) et le maintien de l’homéostasie du GSH à ce niveau est capital. L’objectif de ce travail a été d’étudier les mécanismes pouvant impliquer une dérégulation de l’homéostasie redox mitochondriale dans la MV. Notre étude confirme l’existence d’un défaut de GSH mitochondrial associé à un état pro-oxydant et montre une inhibition du complexe I de la chaîne respiratoire dans les cellules épithéliales MV. Cette inhibition pourrait être due à des modifications oxydatives réversibles de certaines sous-unités du complexe, notamment NDUFS1. Le déséquilibre redox mitochondrial pourrait participer au déséquilibre cellulaire observé dans les poumons de souris KO-CFTR avec activation des défenses antioxydantes enzymatiques ainsi qu’une augmentation de la production d’ERO cellulaires. Le défaut mitochondrial pourrait induire une susceptibilité accrue au stress oxydant dans la mesure où les défenses sont déjà amoindries. Le monoéthyl ester de GSH, GSH-EE, en restaurant la teneur en GSH mitochondrial, augmente l’activité du complexe I et prévient l’augmentation de production d’IL-8 à la fois basale et induite par le TNF. Ces résultats soulignent ainsi l’importance de la diminution du GSH mitochondrial dans la MV et notamment dans l’exacerbation de la réponse inflammatoire
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Sayadi, Kéfi. „Myopathie mitochondriale : discussion d'une observation avec déficit des groupes II et IV de la chaîne respiratoire mitochondriale“. Montpellier 1, 1991. http://www.theses.fr/1991MON11157.
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Khosrobakhsh, Farnoosh. „Caractérisation de Msp1, un acteur de la dynamique mitochondriale, chez la levure à fission“. Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1159/.
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Notre équipe s'intéresse à la dynamique mitochondriale, qui contrôle la forme des mitochondries et régule leurs principales fonctions, et dont l'altération provoque des pathologies neurodégénératives. Ce processus correspond à l'établissement d'un équilibre dynamique entre des forces de fusion et de fission des mitochondries. Quand la force de fission est prépondérante les mitochondries apparaissent sous formes de dots isolés les uns des autres. À l'inverse si la force de fusion prédomine les mitochondries apparaissent sous la forme d'un réseau de filaments plus ou moins longs et interconnectés. Récemment, de nombreuses protéines qui contrôlent la dynamique mitochondriale ont été identifiées. Dans notre équipe il a été isolé puis caractérisé l'une d'entre elle, Msp1 chez la levure à fission et OPA1 son homologue humain. Msp1/OPA1 contrôle la fusion des mitochondries et la mort des cellules. Les mutations de OPA1 provoquent une atrophie optique dominante de type 1, qui touche le nerf optique et peut conduire à la cécité. Le sujet de thèse qui m'a été confié concerne l'isolement et la caractérisation de partenaires génétiques de Msp1. Pour cela un préalable était requis : disposer d'un mutant thermosensible de la dynamine. Au cours de la première moitié de ma thèse, j'ai construit un mutant thermosensible de Msp1 porteur d'une mutation du domaine GTPase (P300S) par recombinaison homologue. J'ai ensuite caractérisé ce mutant et recherché des conditions de létalité induites par l’inactivation de Msp1. J'ai montré que cette souche est affectée dans la morphologie de ses mitochondries, sa respiration et présente une sensibilité accrue au stress oxydatif. J'ai également montré que cette souche est incapable de proliférer en milieu galactose ce qui m'a permis de mettre au point un crible génétique visant à isoler des suppresseurs multicopies de la létalité induite par l'inactivation de Msp1. En parallèle à ces travaux, j'ai contribué à l'étude des mécanismes de protéolyse de Msp1p. Msp1p existe chez la levure sous deux isoformes : une forme longue (l-msp1) issue du clivage par la peptidase mitochondriale lors de l'import de la dynamine et une forme courte (s-msp1p) dont la formation était inconnue. A l'aide de mutants de différents protéases mitochondriales que nous avons construits, nous avons montré que la protéase Rhomboïde 1 est impliquée dans la formation de s-msp1p, et que la m-AAA protéase, Paraplégine, contrôle la stabilité de la forme l-msp1p. Nous avons également utilisé ces mutants pour caractériser les mécanismes de protéolyse des huit variants d'épissage d'OPA1, que nous avons surexprimés chez ces levures. Pour la plupart des variants d'épissage, la m-AAA protéase, contrairement aux protéases Yme1p et Rhomboïde 1, est impliquée dans le clivage de la dynamine, permettant de revisiter certains résultats contradictoires parus dans la littérature. Mes travaux de thèse pourraient déboucher sur une meilleure compréhension du rôle de Msp1 et permettre d'identifier de nouveaux acteurs et régulateurs de la dynamique mitochondriale qui pourraient constituer de nouveaux gènes candidats pour des pathologies mitochondrialesMitochondrial dynamics is a regulated interplay between antagonistic fission and fusion forces acting on mitochondrial membranes. This process determines mitochondrial morphology; when fission or fusion predominates, mitochondria appear as isolated dots or as a filamentous and interconnected network, respectively. Proteins that control the morphology of mitochondria have been identified. Our team has isolated and characterized Msp1p in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, and its human orthologue OPA1, which control mitochondrial fusion. Furthermore we have found that mutations in the OPA1 gene are associated with the most frequent form of autosomal dominant optic atrophy that features a progressive loss of retinal ganglion cells, often leading to blindness. Understanding the function of the dynamin Msp1p requires identification of its partners, which was part of my thesis. To perform a genetic screen for msp1+ interactors, I generated a thermosensitive (ts) mutant of msp1+ (Msp1P300S) by homology to a ts substitution described at a position conserved in other dynamins. The mutation was integrated at the msp1+ locus by homologous recombination. I then characterized this mutant to search for conditions of lethality. At restrictive temperature, the mutant had fragmented mitochondria when grown on respiratory, glucose-containing medium, and further showed altered respiration and increased ROS production on non-fermentable ethanol/glycerol-containing medium. Perturbation of colony pigmentation in ade6 background, which relates to mitochondrial dysfunctions, and lethality on non-fermentable galactose-containing media, were also observed. As a perspective, we plan to take advantage of this latter property to screen a cDNA library for the presence of multicopy suppressors of thermolethality. In addition to this work, we have studied the mechanisms of maturation of Msp1p, which is processed into a long and a short isoform (l- and s-Msp1p) during its biogenesis. Using mutants of various mitochondrial proteases, we demonstrated that the two isoforms of Msp1p are independently formed from the same precursor and that generation of s-Msp1p implicates Rhomboid 1. Furthermore, we showed that the m-AAA protease Paraplegin might control the stability of l-Msp1p. These proteases mutants were also used to study the proteolysis of the eight OPA1 splicing variants heterologously expressed in S. Pombe. Most of these variants were only processed by Paraplegin, a finding that could allow to precise contradictory results obtained in mammals where Yme1p and Rhomboid 1 were implicated in the maturation of OPA1. Together, my thesis works will allow to better understand the mode of action of Msp1 in mitochondrial functions and to identify new actors and regulators of mitochondrial dynamics possibly implicated in orphan mitochondrial pathologies
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Sternberg, Damien. „Contribution à trois aspects de la génétique mitochondriale humaine : étude de transmission de l'ADN mitochondrial lors de fécondations in vitro - caractérisation de mutations de l'ADN mitochondrial dans les maladies mitochondriales et le vieillissement musculaire“. Paris 12, 2002. http://www.theses.fr/2002PA120010.
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L'ensemble de notre travail concerne trois aspects de la recherche en génétique mitochondriale humaine. Notre premier axe d'étude a été la transmission de l'ADN mitochondrial des parents aux enfants conçus par injection intracytoplasmique de spermatozoi͏̈de (ICSI). Si les risques de transmission de défauts de l'ADN nucléaire paternel sont reconnus depuis les débuts de cette technique de procréation médicalement assistée, aucune étude n'avait recherché à l'aide de techniques hautement sensibles chez les enfants conçus par ICSI la présence de molécules d'ADN mitochondrial d'origine paternelle. Nous avons montré qu'il n'existait pas, dans le sang circulant des enfants étudiés, d'ADN mitochondrial paternel détectable par les techniques utilisées. Notre deuxième axe d'étude avisé à préciser la responsabilité d'une classe de gènes de l'ADN mitochondrial, les gènes d'ARN de transfert, dans certaines maladies mitochondriales. Nous avons mis au point un outil d'analyse de l'ADN mitochondrial permettant d'analyser rapidement la séquence des 22 gènes d'ARN de transfert à la recherche de mutations de ces gènes. Appliqué à l'investigation d'une vaste cohorte de patients, cet outil a permis de détecter de très nombreuses variations de séquence, certaines déjà connues pour être pathogènes ou au contraire anodines, d'autres nouvelles et suspectes d'être pathogènes. Un travail complémentaire d'analyse des données et de validation des mutations a été nécessaire à l'interprétation des résultats. Il a également permis de mieux définir les indications d'une telle recherche. En troisième lieu, nous nous sommes intéressés à la part que pouvaient avoir les lésions de l'ADN mitochondrial dans la physiopathologie du vieillissement musculaire, et plus particulièrement dans la genèse des fibres négatives pour l'activité cytochrome oxidase. Nous avons recherché des mutations de l'ADN mitochondrial dans ces fibres, et avons pu montrer que, dans un certains nombre d'entre elles, une expansion clonale de molécules d'ADN mitochondrial porteuses de mutations ponctuelles des gènes d'ARN de transfert était responsable du déficit enzymatiqueMitochondrial genetics is important to consider when dealing with infertility, mitochondrial diseases or ageing. Our work contributes to the clarification of the role and behaviour of mitochondrial DNA (mtDNA) in those three circumstances. First, we studied mtDNA inheritance in children born after a particular in vitro fertilisation technique, i. E. Intracytoplasmic injection of spermatozoon (ICSI). Although the risk of transmission of a paternal infertility-linked nuclear defect by this technique is well known, the possible transmission of the patemal mtDNA had never been addressed by means of highly sensitive detection assays. By using different sensitive techniques, we showed that there was no detectable paternally inherited mtDNA in the peripheral blood of the 27 children who were studied. Second, we aimed at determining the contribution of mtDNA tranfer RNA (tRNA) gene defects to the pathogenesis ofmitochondrial disorders. We set up an exhaustive scanning method to screen ah tRNA genes for mutations, and applied it to a large number of selected patients with mitochondrial disorders. We found numerous sequence variations of those genes, some of them already known to be pathogenic or polymorphie, others being questionable from a functional point of view. We performed an evaluation of each questionable sequence variation by all possible means, and were able to assign a precise significance to most of them. In retrospect, we tried to delineate the best indications for the screening ofmtDNA tRNA genes. Third, we wanted to determine the contribution of mtDNA mutations to the ageing process of human muscle, at a single fibre level. We looked for large-scale rearrangements and tRNA gene point mutations in a large number of fibres defective in cytochrome c oxidase (COX- fibres) activity and an equal number of normal fibres (COX+ fibres) from normal biopsy samples taken from ageing subjects. We detected large scale rearrangements in several fibres. Most interestingly, we detected, characterised and quantified tRNA gene point mutations in several COX- fibres, such mutations being absent from COX+ fibres. We showed that clonally expanded point mutations contribute toageing process in muscle, by a segmental alteration of the respiratory chain activity
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Favory, Raphaël. „Syndrome de Détresse Microcirculatoire et Mitochondriale dans le sepsis“. Phd thesis, Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00476831.
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Le choc septique reste grévé d'une mortalité importante malgré les efforts de recherche expérimentale et clinique. Certains protocoles thérapeutiques cependant, ont permis ces dernières années de diminuer cette mortalité. Les mécanismes précis d'amélioration de ce pronostic sont inconnus. Il est possible que ce gain de survie soit du à une atténuation du Syndrome de Défaillance Microcirculatoire et Mitochondriale du Sepsis. Les travaux réunis dans une première partie de ce volume ont permis de mieux caractériser l'effet de différentes thérapeutiques sur la microcirculation, la vasoréactivité. Thérapeutique annexe comme la sédation qui est utilisée en pratique clinique dans nos services de réanimation ou dans nos laboratoires chez nos animaux, qui perturbe la microcirculation. Thérapeutique directe comme la protéine C activée qui est déjà connue pour être bénéfique sur la microcirculation. La protéine C activée dans notre modèle de choc au LPS chez le rat a notamment un effet bénéfique microcirculatoire possiblement par une dégradation moindre du glycocalyx, le manteau endothélial. Ce produit a également un effet bénéfique sur la réponse vasculaire à la noradrénaline, restaurant cette réponse par rapport à des rats septiques. Une amélioration de la fonction vasculaire et cardiaque est constatée avec ce traitement, sans que l'on puisse affirmer que cette amélioration soit le fait d'une action directe bénéfique sur la microcirculation, la cellule musculaire lisse etc ou une amélioration globale de la réponse de l'organisme au choc : baisse concommittante de médiateurs comme le TNF-α, les dérivés nitrés, ou baisse concommitante du stress oxydatif. Dans une deuxième partie du travail, l'implication de la mitochondrie par le biais de la modulation de facteurs proapoptotiques et de la dissipation du potentiel de membrane ouvre des perspectives pour mieux caractériser cette atteinte chez l'homme dans le futur. En effet moduler la dissipation du potentiel membranaire mitochondriale module chez l'animal la mortalité dans notre modèle. Nous proposons pour l'avenir d'essayer de mieux caractériser ces anomalies chez l'homme.
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Benard, Giovanni. „Etude de l'expression de défauts d'activité de la chaîne respiratoire mitochondriale : analyse des mécanismes de compensation au niveau de la mitochondrie et de la cellule“. Bordeaux 2, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR21365.
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Ce travail s'intéresse à l'étude des oxydations phosphorylantes et les répercussions d'un défaut de la chaîne respiratoire sur (i) les flux énergétiques mitochondriaux, (ii) l'organisation du réseau mitochondrial, (iii) la biogenèse mitochondriale. Nous avons montré qu'en réponse à un défaut enzymatique spécifique, comme c'est le cas dans les pathologies mitochondriales, le flux des oxydations phosphorylantes reste constant grâce à des compensations au niveau de l'ajustement de l'état redox du cytochrome c et du co-enzyme Q. Dans des cellules vivantes, l'inhibition de l'activité de la chaîne respiratoire induit un remodelage de l'architecture de la mitochondrie, nous proposons un modèle descriptif des signaux métaboliques impliqués. Enfin, nous observons une augmentation de la quantité de mitochondrie dans le muscle de patient atteint de déficits sévères. Ce phénomène de biogenèse mitochondriale est dépendant de la production intracellulaire d'oxyde nitrique. L'ensemble de ces résultats décrivent l'expression séquentielle du défaut d'activité de la chaîne respiratoire et mettent en évidence plusieurs mécanismes de compensation jouant un rôle dans la physiopathologie mitochondrialeThis work concerns the study of mitochondrial oxidative phosphorylation, and the repercussion of respiratory chain activity defects on (i) mitochondrial energy fluxes, (ii) mitochondrial network organization, and (iii) mitochondrial biogenesis. Firstly, we show that in response to a specific enzymatic defect, as occurs in mitochondrial diseases, the flux of oxidative phosphorylation is maintained constant by compensatory adjustments of the redox state of cytochrome c and coenzyme Q. In living cells, the inhibition of respiratory chain activity resulted in the remodelling of mitochondrial structure and we provided a descriptive model to analyze the underlying metabolic signals. Lastly, we observed the accumulation of mitochondria, in the muscle of patients carrying a severe defect. This phenomenon of mitochondrial biogenesis induction was dependent on intracellular nitric oxide production. Taken together, these results describe the sequential expression of a respiratory chain activity defect, and evidence a series of addtive mechanisms of compensation that could play a role in mitochondrial physiopathology
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Bertholet, Ambre. „Influence de la protéine de fusion mitochondriale OPA1 sur le métabolisme oxydatif neuronal et la transmission synaptique“. Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/2180/.
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Depuis quelques années, de nombreux travaux suggèrent que des perturbations des fonctions mitochondriales contribuent aux maladies neurodégénératives. Les mitochondries sont particulièrement importantes pour les neurones en raison à leur rôle dans la régulation calcique, la signalisation redox, la plasticité synaptique et, in fine, la survie cellulaire. La dynamique mitochondriale contrôle la morphologie de l'organelle via un équilibre délicat entre deux forces opposées : la fusion et la fission régulées par des dynamines de la grande famille des GTPases. Notre équipe a montré que la perte ou des mutations de la protéine de fusion OPA1 entraînent des dysfonctionnements de la membrane interne mitochondriale pouvant mener à l'apoptose, qui revêtent une importance particulière dans l'atrophie optique autosomale dominante (ADOA-1). Pour comprendre les mécanismes par lesquels des altérations de la dynamique mitochondriale pourraient contribuer à des dysfonctionnements mitochondriaux et éventuellement à l'origine de la neurodégénérescence, nous avons étudié les effets de la perte d'OPA1 dans des neurones corticaux ex vivo. La perte de fonction à l'interférence à l'ARN mène à la fragmentation mitochondriale sans perturbation de la distribution mitochondriale, ni mort neuronale. Si l'arborescence dendritique est inchangée, la quantité de plusieurs protéines synaptiques est réduite, suggérant une déficience synaptique. De plus, dans ces conditions, l'état redox est altéré et la quantité protéique de complexes respiratoires spécifiques est réduite. Enfin, l'enregistrement des propriétés électrophysiologiques montrent des changements dans la transmission synaptique, notamment par une diminution de la fréquence des courants excitateurs et une augmentation de la fréquence des courants inhibiteurs. De façon intéressante, un traitement à la forskoline permet de restaurer un fonctionnement électrophysiologique normal. Pour conclure, nos données offrent de nouvelles pistes non seulement dans la compréhension de maladies neurodégénératives liées directement à la dynamique mitochondriale comme l'ADOA1, mais aussi d'autres pathologies neurodégénératives liées à un défaut du métabolisme oxydatif comme les maladies d'Alzheimer, Parkinson ou HuntingtonIn the past few years, multiple findings have suggested that disruptions of mitochondrial functions and dynamics contribute to neurodegenerative diseases. Mitochondrial functions in neurons include regulation of calcium and redox signaling, developmental and synaptic plasticity as well as the arbitration of cell survival and death. Mitochondrial dynamics controls the organelle's morphology via a delicate balance of two opposing forces: mitochondrial fusion and fission that are regulated by large dynamin-related GTPases evolutionary conserved from yeast to human. We have previously demonstrated that the fusion protein OPA1 loss or mutations led to mitochondrial inner membrane dysfunctions and apoptosis of particular importance in optic nerve pathologies like ADOA1 (autosomal dominant optic atrophy). While links emerge between defects in mitochondrial fusion and neurodegeneration, the processes involved are still largely unknown. To understand the mechanisms by which alterations of mitochondrial dynamics could contribute to mitochondria dysfunction, eventually leading to neurodegeneration, we studied the effects of OPA1 loss of function in neurons ex vivo. In cortical neurons, RNA interference of the fusion protein OPA1 led to mitochondrial fragmentation without altering neither mitochondrial distribution nor neuronal death rate. While there was no incidence on dendrites and axon size and numbers, the quantity of several synaptic proteins was reduced, suggesting synaptic impairment. In these conditions, the redox state of OPA1 depleted-neurons was impaired and specific respiratory complex proteins quantities were decreased. Finally, electrophysiological recordings showed that OPA1 depletion induced changes in synaptic transmission, particularly in decreasing of EPSC frequency and by increasing IPSC frequency. Interestingly, forskolin treatment rescue these electrophysiological defaults. In conclusion, our data may offer new insights not only into mitochondrial dynamics-linked neurodegenerative diseases like ADOA1 but to other neurodegenerative pathologies correlated with oxidative metabolism such as Huntington's, Parkinson's and Alzheimer's diseases
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Bris, Céline. „Influence de la génétique mitochondriale en pathologie : apport des techniques de séquençage haut débit Deep sequencing shows that oocytes are not prone to accumulate mtDNA heteroplasmic mutations during ovarian ageing Novel NDUFS4 gene mutation in an atypical late-onset mitochondrial form of multifocal dystonia“. Thesis, Angers, 2017. http://www.theses.fr/2017ANGE0093.
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Les maladies mitochondriales sont des pathologies fréquentes du métabolisme caractérisées par une forte hétérogénéité clinique et génétique, notamment par la dépendance à 2 génomes, nucléaire (ADNn) et mitochondrial (ADNmt), et le concept d’hétéroplasmie (HT). L’objectif de ce travail de thèse a été de développer une stratégie d’analyse de l’ADNmt par séquençage haut-débit (NGS), puis de l’appliquer à l’étude des maladies mitochondriales et des pathologies liées au vieillissement : glaucome à angle ouvert (GPAO) et vieillissement ovarien précoce. Après validation des performances de notre stratégie NGS pour la détection et la quantification des variations de l’ADNmt, nous avons confirmé l’intérêt de l’analyse systématique de la totalité de l’ADNmt avec l’identification de nouveaux variants et l’utilisation de cellules uroépithéliales pour le diagnostic des maladies mitochondriales. Cependant, ces progrès génèrent de nouveaux défis dont l’interprétation des faibles HT et la priorisation des variants de signification inconnue. Pour les pathologies liées au vieillissement, nous avons mis en évidence le possible rôle protecteur des haplogroupes T et H chez les femmes, respectivement dans la survenue et la sévérité du GPAO, suggérant une modulation de l’influence de l’ADNmt par le genre et donc l’importance de la stratification par sexe dans les études d’association. En revanche, nous n’observons pas d’accumulation d’anomalies de l’ADNmt dans le vieillissement ovarien précoce. En perspective, nous rapportons l’identification d’une mutation de l’ADNn dans un phénotype atypique, rappelant la complexité de l’étude des pathologies mitochondriales, du fait de ce double génomeMitochondrial diseases are common metabolic disorders characterized by strong clinical and genetic heterogeneity, in particular due to the dependence on 2 genomes, nuclear (nDNA) and mitochondrial DNA (mtDNA), and the concept of mitochondrial heteroplasmy. The purpose of this work was to develop a strategy for the analysis of the mtDNA through next-generation sequencing (NGS), and then to apply it to the study of mitochondrial diseases and those related to aging: primary open-angle glaucoma (POAG) and ovarian aging. After validating the performances of our NGS strategy for the detection and quantification of mtDNA variations, we confirmed the power of systematic analysis of the whole mitochondrial genome with the use of uroepithelial cells for mitochondrial diseases diagnosis and the identification of novel mtDNA variants. However, these advances generate new challenges such as the interpretation of low percentages of mtDNA mutations or the prediction of the pathogenicity of new variants. For aging-related diseases, we have identified the possible protective role of the mitochondrial haplogroups T and H in women, respectively in the occurrence and severity of POAG, suggesting that mtDNA influence is drivenby gender, and thus the importance of gender stratification for association studies. By contrast, we did not observe any accumulation of mtDNA abnormalities in early ovarian aging. In perspective, we report the identification of a nDNA mutation in an atypical phenotype, highlighting the complexity of mitochondrial diseases diagnosis, due to this double genome
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Baris, Olivier. „Tumeurs oncocytaires thyroïdiennes : étude des mécanismes responsables de la prolifération mitochondriale par analyse transcriptomique“. Angers, 2004. http://www.theses.fr/2004ANGE0511.
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Les oncocytomes thyroïdiens sont des tumeurs constituées de cellules au cytoplasme abondant, granuleux et éosinophile. Ce phénotype est causé par une importante accumulation mitochondriale d'origine inconnue. Ces tumeurs présentent un problème diagnostique car les critères classiques de malignité ne permettent pas toujours la distinction entre tumeurs bénignes et malignes. Nous avons exploré les profils transcriptionnels de ces tumeurs de manière globale (microarrays, differential display) et ciblée (RT-PCR) afin d'identifier les mécanismes responsables de la prolifération mitochondriale et de découvrir des gènes susceptibles d'apporter une aide au diagnostic de malignité. Nos résultats montrent une augmentation globale de la biogenèse mitochondriale dans ces tumeurs. Les oncocytomes thyroïdiens semblent privilégier un métabolisme oxydatif qui est au cœur du développement tumoral. Enfin, nos travaux confortent l'hypothèse d'une évolution continue entre adénome et carcinome oncocytairesThyroid oncocytomas are tumours made up of cells with abundant, granulous and eosinophilic cytoplasm. This phenotype is caused by an important mitochondrial accumulation of unknown origin. These tumours represent a diagnostic dilemma because the traditional criteria of malignancy do not always allow the distinction between benign and malignant tumours. We explored the transcriptional profiles of these tumours in a global way (microarrays, differential display) and a targeted way (RT-PCR) in order to identify the mechanisms responsible for the mitochondrial proliferation and to discover genes likely to help in the diagnosis of malignancy. Our results show a global increase in mitochondrial biogenesis in these tumours. Oxidative metabolism seems to characterise thyroid oncocytomas and probably plays a central role in their development. Lastly, our work supports the assumption of a continuous evolution between oncocytic adenoma and carcinoma
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Sutton, Angela. „Dimorphisme génétique de la superoxyde dismutase à manganèse : rôle dans la toxicité mitochondriale de l'alcool“. Paris 5, 2003. http://www.theses.fr/2003PA05N088.
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L' abus d'alcool entraine seulement chez certains sujets des maladies du foie sévères, suggérant l'existence de facteurs de risque. La superoxyde dismutase à manganèse (MnSOD) détoxifie l'anion superoxyde en peroxyde d'hydrogène, est induite par l'alcool, et est importée dans la mitochondrie grâce à une séquence d'adressage. Un dimorphisme génétique en modifie la conformation (Ala/hélice α, Val/feuillet β). Le génotype Ala/Ala est associé à un risque accru de développer des hépatopathies alcooliques sévères. La préséquence Ala entraine sur des mitochondries isolées une translocation accrue de la MnSOD aux travers des membranes mitochondriales aboutissant à une activité. .Only some subjects develop severe alcoholic diseases after chronic alcohol abuse, suggesting risk factors existence. Manganese superoxide dismutase (MnSOD) detoxifies superoxide anion into hydrogen peroxide, is inducible by alcohol, and is imported post-translationaly into mitochondria with a targeting sequence. A genetic dimorphism modifies one amino acid and the presequence structure: α helix for Ala, β sheet for Val. Ala/Ala genotype is associated with an increased risk to develop severe alcoholic liver diseases. Ala-MnSOD presequence leads to more MnSOD efficient translocation towards mitochondriale membranes into isolated mitochondria, leading to a MnSOD activity 40% higher than the Val-one.
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Laudette, Marion. „Rôles et mécanismes d’action de la protéine Epac1 mitochondriale dans les pathologies cardiaques“. Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30066.
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Le cœur est un organe énergivore dont la majorité de l’ATP consommée provient du métabolisme oxydatif de la mitochondrie. Cet organite joue également un rôle central dans la régulation de l’homéostasie calcique, la production des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’apoptose. Ces fonctions sont dérégulées au cours de l’insuffisance cardiaque (IC). Il est donc important d’identifier les signalisations à l’origine de ces dysfonctions et de les valider en tant que cible thérapeutique pour le traitement de l’IC. Bien que le second messager AMP cyclique (AMPc) soit essentiel à la fonction cardiaque, il contribue à la progression de l’IC. Cependant, les bases moléculaires de ses effets délétères dans les pathologies cardiaques sont loin d'être élucidées. Le but de ce travail fût de déterminer les effets mitochondriaux d’une protéine effectrice de l’AMPc, Epac1. Nous avons étudié ses rôles mitochondriaux (mitEpac1) dans deux conditions de stress cardiaque connues pour perturber le fonctionnement de la mitochondrie : un stress aigu induit par une ischémie reperfusion (I/R) et un stress chronique provoqué par un régime riche en graisse (HFD) conduisant à une cardiomyopathie diabétique. Par ailleurs, nous avons caractérisé un nouvel inhibiteur pharmacologique de Epac1 appelé AM-001 et étudié ses propriétés cardioprotectrices chez la souris. D’une part, nous montrons que la délétion génique de Epac1 (Epac1-/-) chez la souris protège des lésions de l'I/R myocardique en réduisant la taille de l’infarctus. L'inhibition pharmacologique de Epac1 par le CE3F4 prévient de l'apoptose des cardiomyocytes (CM) induite par l'hypoxie/réoxygénation (HX+R). Sur le plan mécanistique, Epac1 est activé par l'AMPc produit par l’adénylate cyclase soluble (sAC). De plus, Epac1 est associé à un complexe macromoléculaire composé du canal calcique VDAC1, de la protéine chaperonne GRP75 et du récepteur type 1 à IP3. Epac1 favorise la formation de ce complexe dans des conditions HX+R pour induire une surcharge de Ca2+ mitochondriale et l’ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale. MitEpac1 inhibe aussi l’activité de l'isocitrate déshydrogénase 2 diminuant ainsi la synthèse de NADPH et les capacités antioxydantes du CM. Dans un modèle de CMD induit par un stress métabolique (HFD), les cœurs Epac1-/- sont protégées de la dysfonction diastolique, de la fibrose et de l’accumulation de lipides. L’inhibition de Epac1 prévient des dysfonctions mitochondriales (production de ROS, mort cellulaire, accumulation lipidique, diminution du métabolisme oxydatif) induites par le palmitate, un acide gras (AG) lipotoxique. Au niveau moléculaire, cet AG régule positivement l’activité de Epac1 par la palmitoylation de sAC et favorise la production d’AMPc. Epac1 influence également le métabolisme énergétique en modulant l’activité des enzymes clefs de la β-oxydation (impliquée dans la dégradation des AG) et de l’ATP synthase (impliquée dans la production d’ATP) favorisant la lipotoxicité du palmitate. Ayant obtenu la preuve de concept des effets bénéfiques de l’inhibition de Epac1 dans les stress cardiaques, nous avons caractérisé un nouvel inhibiteur pharmacologique. Cette petite molécule appelée AM-001 est cardioprotectrice dans un modèle murin d’I/R. AM-001 protège de l'hypertrophie cardiaque, l'inflammation, la fibrose et améliore la fonction cardiaque lors de l'activation chronique des récepteurs β-adrénergiques par l’isoprénaline. Au niveau moléculaire, AM-001 inhibe l'action non canonique de GRK5 sur l’export nucléaire de HDAC5 régulant négativement le facteur de transcription prohypertrophique MEF2. En conclusion, nos résultats révèlent l'existence au sein de la mitochondrie de différents microdomaines AMPc-Epac1 qui contrôlent les fonctions mitochondriales et suggèrent que Epac1 constitue une cible prometteuse pour le traitement des lésions myocardiques induites par l'I/R ou un stress cardio-métabolique prolongéLe cœur est un organe énergivore dont la majorité de l’ATP consommée provient du métabolisme oxydatif de la mitochondrie. Cet organite joue également un rôle central dans la régulation de l’homéostasie calcique, la production des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’apoptose. Ces fonctions sont dérégulées au cours de l’insuffisance cardiaque (IC). Il est donc important d’identifier les signalisations à l’origine de ces dysfonctions et de les valider en tant que cible thérapeutique pour le traitement de l’IC. Bien que le second messager AMP cyclique (AMPc) soit essentiel à la fonction cardiaque, il contribue à la progression de l’IC. Cependant, les bases moléculaires de ses effets délétères dans les pathologies cardiaques sont loin d'être élucidées. Le but de ce travail fût de déterminer les effets mitochondriaux d’une protéine effectrice de l’AMPc, Epac1. Nous avons étudié ses rôles mitochondriaux (mitEpac1) dans deux conditions de stress cardiaque connues pour perturber le fonctionnement de la mitochondrie : un stress aigu induit par une ischémie reperfusion (I/R) et un stress chronique provoqué par un régime riche en graisse (HFD) conduisant à une cardiomyopathie diabétique. Par ailleurs, nous avons caractérisé un nouvel inhibiteur pharmacologique de Epac1 appelé AM-001 et étudié ses propriétés cardioprotectrices chez la souris. D’une part, nous montrons que la délétion génique de Epac1 (Epac1-/-) chez la souris protège des lésions de l'I/R myocardique en réduisant la taille de l’infarctus. L'inhibition pharmacologique de Epac1 par le CE3F4 prévient de l'apoptose des cardiomyocytes (CM) induite par l'hypoxie/réoxygénation (HX+R). Sur le plan mécanistique, Epac1 est activé par l'AMPc produit par l’adénylate cyclase soluble (sAC). De plus, Epac1 est associé à un complexe macromoléculaire composé du canal calcique VDAC1, de la protéine chaperonne GRP75 et du récepteur type 1 à IP3. Epac1 favorise la formation de ce complexe dans des conditions HX+R pour induire une surcharge de Ca2+ mitochondriale et l’ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale. MitEpac1 inhibe aussi l’activité de l'isocitrate déshydrogénase 2 diminuant ainsi la synthèse de NADPH et les capacités antioxydantes du CM. Dans un modèle de CMD induit par un stress métabolique (HFD), les cœurs Epac1-/- sont protégées de la dysfonction diastolique, de la fibrose et de l’accumulation de lipides. L’inhibition de Epac1 prévient des dysfonctions mitochondriales (production de ROS, mort cellulaire, accumulation lipidique, diminution du métabolisme oxydatif) induites par le palmitate, un acide gras (AG) lipotoxique. Au niveau moléculaire, cet AG régule positivement l’activité de Epac1 par la palmitoylation de sAC et favorise la production d’AMPc. Epac1 influence également le métabolisme énergétique en modulant l’activité des enzymes clefs de la β-oxydation (impliquée dans la dégradation des AG) et de l’ATP synthase (impliquée dans la production d’ATP) favorisant la lipotoxicité du palmitate. Ayant obtenu la preuve de concept des effets bénéfiques de l’inhibition de Epac1 dans les stress cardiaques, nous avons caractérisé un nouvel inhibiteur pharmacologique. Cette petite molécule appelée AM-001 est cardioprotectrice dans un modèle murin d’I/R. AM-001 protège de l'hypertrophie cardiaque, l'inflammation, la fibrose et améliore la fonction cardiaque lors de l'activation chronique des récepteurs β-adrénergiques par l’isoprénaline. Au niveau moléculaire, AM-001 inhibe l'action non canonique de GRK5 sur l’export nucléaire de HDAC5 régulant négativement le facteur de transcription prohypertrophique MEF2. En conclusion, nos résultats révèlent l'existence au sein de la mitochondrie de différents microdomaines AMPc-Epac1 qui contrôlent les fonctions mitochondriales et suggèrent que Epac1 constitue une cible prometteuse pour le traitement des lésions myocardiques induites par l'I/R ou un stress cardio-métabolique prolongé
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Godard, Francois. „ATP synthase mitochondriale : fonction de la sous-unité ε et biogenèse du F0“. Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0092/document.
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Dans un premier temps, je me suis intéressé à la sous-unité ε de l’ATP synthase mitochondriale chez la levure, un organisme qui se prête bien à l’étude des fonctions mitochondriales. Cette protéine fait partie d’un élément de l’ATP synthase appelé la tige centrale. Celui-ci permet de coupler le domaine translocateur de protons de cette enzyme (FO) à son secteur catalytique (F1) où l’ATP est synthétisé. En utilisant un système d’expression régulable (répressible par la doxycycline), j’ai montré qu’en l’absence de la sous-unité ε les secteurs F1 et FO ne sont plus couplés, avec pour résultat des fuites massives de protons à travers la membrane interne des mitochondries. J’ai ensuite montré que l’absence de la sous-unité ε peut être compensée par des mutations ralentissant l’activité du FO. Ces données permettent de conclure que la sous-unité ε est nécessaire au maintien de l’intégrité physique de l’ATP synthase lors de son fonctionnement. Dans un second temps, j’ai cherché à identifier de nouveaux facteurs intervenant dans la biogenèse du FO. Pour cela, j’ai utilisé un crible génétique où la survie des cellules de levure est conditionnée à des mutations inactivation le FO. Un millier d’isolats a été analysé. Les mutations ont été localisées dans les génomes mitochondrial et nucléaire. Dix-huit clones, issus de mutations n’affectant pas des facteurs connus pour être nécessaires à l’expression de l’ATP synthase, ont été entièrement séquencés. Plusieurs nouveaux systèmes cellulaires potentiellement impliqués dans la biogenèse du FO ont été identifiésAt first, I am interested in the ε subunit of mitochondrial ATP synthase in yeast, an organism that is well suited for the study of mitochondrial functions. This protein is a part of the ATP synthase called central stalk. This allows the coupling of proton translocator domain of this enzyme (FO) to its catalytic domain (F1) where ATP is synthesized. Using a tetO expression system, I showed that in the absence of the ε subunit, F1 and FO domains are no longer coupled. It results in a massive proton leakage across the inner membrane of mitochondria. I then showed that the absence of the ε subunit can be compensated by mutations slowing the activity of FO. These data allow to conclude that the ε subunit is necessary to maintain the physical integrity of the ATP synthase for oxydative phosphorylation. Later, I tried to identify new factors involved in the biogenesis of the FO. For this, I used a genetic screen where the survival of yeast cells is conditioned by mutations inactivating the FO. About a thousand clones were analyzed. The mutations were localized in mitochondrial and nuclear genomes. Eighteen clones with mutations in genes encoding not yet known ATP synthase expression factors were completely sequenced. Several new cellular systems that are potentially involved in the biogenesis of FO were identified
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Turkieh, Annie Elia. „Contribution à l'étude du rôle physiologique de l'apolipoprotéine O“. Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1997/.
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Pour maintenir sa fonction de pompe, le cœur doit produire une quantité suffisante d'ATP. Dans un cœur adulte, 70% de l'ATP est produit par l'oxydation des acides gras et 30% provient de la glycolyse. En situation de diabète, d'obésité ou d'hypertension, le cœur consomme presque exclusivement les acides gras. Ce changement du profil métabolique entraine une accumulation de lipides dans le cœur et un dysfonctionnement mitochondrial conduisant à une lipotoxicité cardique et à l'installation d'une cardiomyopathie. L'Apolipoprotéine O ou ApoO est une nouvelle apolipoprotéine découverte en 2006 par notre équipe dans le cœur des chiens soumis à un régime gras hypercaloriques pendant 9 semaines. L'expression de cette proteine augmente également dans le cœur du patient diabétique. Durant ma thèse, j'ai participé à la recherche de la fonction de l'ApoO en étudiant les conséquences de la surexpression de l'Apo O cardiaque sur le métabolisme et la lipotoxicité. Durant cette étude nous avons réalisé des expériences " in vitro " et " in vivo " en utilisant respectivement une lignée de cardiomyoblastes (H9c2) et 3 lignées de souris transgéniques surexprimant l'Apo O au niveau cardiaque. Nous avons voulu valider les résultats obtenus dans des biopsies de cœurs humains obtenus au décours d'une circulation extracorporelle mise en place lors de chirurgies cardiaques à l'hôpital Rangueil de Toulouse. Nous avons montré que l'Apo O est localisée dans la membrane interne mitochondriale et interagit avec un des constituant/régulateur du pore de transition mitochondrial (MPTP), l'adénine nucléotide translocase (ANT). Cette interaction se traduit par une ouverture du pore, un découplage partiel et une augmentation de la consommation globale d'oxygène. L'activation de la respiration va faire appel à plus de substrats dans de la mitochondrie ce qui va se traduire par une consommation plus importante d'acides gras. Pour subvenir aux besoins de ce puits métabolique la cellule va augmenter l'expression des transporteurs des acides gras de la membrane plasmique ainsi que l'entrée de ces derniers. Lorsque les capacités oxydatives de la mitochondrie sont dépassées, des lipides toxiques tels que les diglycérides sont générés et leur accumulation potentialise l'apoptose induite par l'ouverture du pore mitochondrial. Cette cascade d'événements est inhibée lorsque l'Apo O est démunie de sa séquence d'adressage à la mitochondrie suite à la délétion de sa région N-terminale (ApoO Delta1-40) déviant ainsi sa localisation vers le cytoplasme. Les conséquences de la surexpression de l'ApoO sont également diminuées si les cardiomyoblastes sont traités avec de très faibles doses de cyclosporine, un inhibiteur du pore de transition mitochondriale (MPTP). Ces résultats proposent l'Apo O comme un nouveau régulateur du MPTP et montrent un modèle de dysfonctionnement mitochondrial conduisant à la lipotoxicité et la cardiomyopathie. L'Apo O pourrait être donc une nouvelle cible pharmacologique pour lutter contre la cardiomyopathie diabétiqueThe mitochondrial permeability transition pore (MPTP), first considered to play a key role in "life or death" decisions of the cell has been proposed to be a target for cardioprotection during heart disease. This pore enables free passage into the mitochondria for molecules and metabolites smaller than 1. 5 kDa6, including protons thus leading to mitochondrial uncoupling. The exact protein composition of the MPTP is still under debate but minimally includes cyclophilin D and adenine nucleotide translocase (ANT) which is proposed to be a regulatory component. Thus, MPTP regulators are of central importance to the control of mitochondrial (dys)function and the fate of cardiomyocytes. In this study, we demonstrate the importance of apolipoprotein O (ApoO) as a new signal regulator of the MPTP. Through a functional genomics study aimed at identifying genes differentially regulated in the heart by obesity13, we discovered a new apolipoprotein (ApoO) as overexpressed in the heart of diabetic patients. In the present study, we sought to uncover how changes in the expression of this protein relate to modifications of cardiac function. We used cardiac myoblasts, in vivo transfected mouse liver, human heart samples and cardiac specific transgenic mouse lines constitutively expressing ApoO at physiological levels. These mice, exhibited depressed ventricular function, characteristic patterns of systolic dysfunction, and dilated cardiomyopathy. We show that ApoO localizes within mitochondria and that its expression associates with mitochondrial dysfunction in mouse and human heart. ApoO interacts with ANT and causes the MPTP to adopt an open state, inducing mild uncoupling. Consequently, mitochondrial respiration and fatty acid metabolism are enhanced. This cascade of events generates a mitochondrial metabolic sink whereby cells accumulate lipids and lipotoxic byproducts leading to apoptosis, loss of cardiac myoblasts and cardiomyopathy mimicking the metabolic phenotype of the diabetic heart. We propose a model for the original molecular mechanisms that may account for the ApoO induced mitochondrial dysfunction through the MPTP opening regulation. The molecular mechanisms that initiate, mediate and trigger mitochondrial dysfunction in response to lipid overload remain unclear. Our results distinguish the interplay between mitochondrial dysfunction and lipotoxicity and demonstrate, for the first time, the implication of the permeability transition pore in lipid metabolism in mouse and human heart. ApoO-model could be an original link between impaired mitochondrial heart function and lipid accumulation. ApoO may open up novel strategies to control lipid overload in pathophysiological situation like obesity, diabetes and cardiomyopathy
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Bouaita, Aïcha. „Essais de thérapie génique contre la dégénérescence rétinienne chez la souris Harlequin déficiente pour la protéine mitochondriale AIF“. Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066566.
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La rétine est souvent affectée par des pathologies liées à la dysfonction mitochondriale. Ces pathologies peuvent être liées à une anomalie génétique dans l’ADN mitochondrial, par exemple la NOHL et la NARP. Elles peuvent être liées à une anomalie dans l’ADN nucléaire, par exemple l’AOD. La dysfonction mitochondriale serait également impliquée dans d’autres pathologies comme le glaucome et la DMLA. Le déséquilibre entre la production et l’élimination des ROS serait un des mécanismes moléculaires dans ces dégénérescences rétiniennes. L’œil, par sa petite taille et son confinement représente un organe de choix pour tester une thérapie, et suivre son effet in vivo par des méthodes non invasives. Les travaux du Dr. M. Corral-Debrinski ont permis de mettre en place une thérapie génique pour prévenir des effets délétères d’une mutation de l’ADN mitochondrial chez le rat. Cette approche fondée sur la localisation des ARN messagers sur la surface de l’organite a ouvert la voie pour tester la même stratégie chez la souris Harlequin afin d’entraver la dégénérescence rétinienne et l’atrophie optique dues à la mutation du gène AIF. Après avoir caractérisé la dystrophie rétinienne chez la souris Harlequin, une thérapie par le vecteur AAV2/2-AIFm1 a été réalisée. En fonction des cellules rétiniennes ciblées, la voie d’injection des particules virales était intravitréenne ou sous rétinienne. Le bénéfice de ce traitement sur la préservation de la viabilité des cellules ganglionnaires de la rétine et leurs axones a été vérifié. En conclusion, la stratégie thérapeutique dans le cadre de l’atrophie optique chez la souris Harlequin utilisant un vecteur de type AAV2/2 fut un succès.
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Jacoupy, Maxime. „Perte de fonction de la voie de signalisation <> dans la physiopathologie de la maladie de Parkinson - Mécanismes et conséquences“. Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066387/document.
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La maladie de Parkinson (MP) est caractérisée par une dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire. Elle est le plus souvent sporadique mais des formes familiales monogéniques existent, notamment dues à des mutations de PARK2 et de PINK1. Ces gènes codent pour l'ubiquitine-protéine ligase cytosolique Parkine et la sérine/thréonine kinase mitochondriale PINK1, deux acteurs majeurs du contrôle de qualité mitochondrial. Ce travail étudie le rôle de leur interaction au niveau de la membrane mitochondriale externe dans la régulation de l'homéostasie mitochondriale.Nous avons montré que l'association de PINK1 et Parkine au complexe d'import mitochondrial TOM lors d'un stress mitochondrial permet l'import de la grande majorité des protéines adressées à la mitochondrie ; que déstabiliser ce complexe suffit à initier la mitophagie ; et que l'activation de Parkine par PINK1 facilite l'import de son substrat HSD17?10. Nous avons développé un biosenseur moléculaire inductible, permettant d'étudier la voie d'import classique des protéines à pré-séquence. Nous avons également montré, dans un modèle neuronal, qu'un stress mitochondrial, en présence de Parkine, induit une forte augmentation de l'expression de gènes clés de la biogenèse mitochondriale ; et que ces gènes sont up-régulés de façon basale dans les neurones PARK2-/-, indiquant une possible altération de la réponse aigüe au stress.Ces résultats approfondissent notre connaissance de la physiopathologie des formes autosomiques récessives de MP en soulignant l'importance de la voie PINK1/Parkine dans l'import et la biogenèse mitochondriauxParkinson’s disease (PD) is linked to a specific loss of dopaminergic neurons of the substancia nigra. The disease is most often sporadic but familial monogenic forms exist, for example due to mutations in PARK2 or PINK1. Those genes encore the cytosolic ubiquitin-protein ligase Parkin and the mitochondrial serine/threonine kinase PINK1, both essential for mitochondrial quality control. This work studies the role of their interaction at the outer mitochondrial membrane in the regulation of mitochondrial homeostasis. We found that the association of PINK1 and Parkin to the mitochondrial import TOM complex during mitochondrial stress induces the import of most proteins targeted to mitochondria; that destabilizing this complex is sufficient to initiate mitophagy; and that Parkin activation by PINK1 facilitates the import of its substrate, HSD17β10. We developed an inducible BRET-based molecular biosensor to study the classical pre-sequence import pathway. We also found, in a neuronal model, that mitochondrial stress induced a strong increase in the expression of mitochondrial biogenesis key genes, in the presence of Parkin; and that these genes are basally up-regulated in PARK2-/- neurons, possibly reflecting an alteration of acute stress response. These results increase our understanding of the pathophysiology of autosomal recessive forms of PD, underlining the importance of the PINK1/Parkin pathway in mitochondrial import and biogenesis
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Mayeur, Anne. „La prévention des maladies mitochondriales par mutation de l'ADNmt : de la clinique au transfert de pronoyaux“. Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASL084.
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Les mitochondries ont la particularité de posséder leur propre génome, l'ADN mitochondrial (ADNmt), transmis exclusivement par la mère via le cytoplasme de l'ovocyte. Les mutations pathogènes au sein de l'ADNmt sont à l'origine des maladies mitochondriales. Le transfert de pronoyaux (TPN), non autorisé en France, est une technique proposée depuis 2016 par le Royaume Uni afin de substituer le génome mitochondrial muté d'un zygote par un autre non muté. Cette méthode reste largement débattue sur le plan international en termes d'efficacité et de sécurité. L'objectif de nos travaux était d'évaluer la faisabilité clinique et technique du TPN. Nos recherches ont confirmé que les femmes porteuses d'un variant pathogène de l'ADNmt présentaient des critères de réponse ovarienne à la stimulation comparable à un groupe contrôle. Grâce à une étude sociologique nous avons également montré que cette technique recevait une adhésion par la grande majorité des femmes interrogées principalement car elle permet de maintenir un lien génétique entre une femme et son enfant. Puis nous avons mis au point la technique de TPN en utilisant des zygotes triploïdes (3PN) donnés à la recherche et après autorisation de l'Agence de Biomédecine. Enfin, nous avons évalué la pertinence de l'utilisation des 3PN et démontré leurs limites en termes de développement et de statut chromosomique, même lorsque la diploïdie était rétablie. Ces travaux ouvrent des perspectives sur la faisabilité et l'acceptation du TPN. De futures recherches sont nécessaires pour explorer la sécurité de cette techniqueMitochondria have the unique characteristic of possessing their own genome, mitochondrial DNA (mtDNA), which is exclusively transmitted by the mother through the cytoplasm of the oocyte. Pathogenic mutations in mtDNA are responsible for mitochondrial diseases. Pronuclear transfer (PNT), not authorized in France, is a technique proposed by the United Kingdom since 2016 to replace the mutated mitochondrial genome of a zygote with a non-mutated one. This method remains widely debated internationally regarding its efficacy and safety. The aim of our work was to evaluate the clinical and and technical feasibility of PNT. Our research confirmed that women carrying a pathogenic variant of mtDNA exhibited ovarian response criteria to stimulation comparable to a control group. Through a sociological study, we also showed that this technique received support from the majority of women surveyed, primarily because it maintains a genetic link between a woman and her child. Subsequently, we developed the PNT technique using triploid zygotes (3PN) donated for research, following authorization from the Biomedicine Agency. Finally, we assessed the relevance of using 3PN and demonstrated their limitations in terms of development and chromosomal status, even when diploidy was restored. This work opens up perspectives on the feasibility and acceptance of PNT. Future research is necessary to explore the safety of this technique
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Belzacq, Anne-Sophie. „La voie mitochondriale de l'apoptose, identification d'une nouvelle cible thérapeutique potentielle : le translocateur de nucléotides à adénine (ANT)“. Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1408.
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La mitochondrie a longtemps été considérée comme un simple producteur d’énergie cellulaire. Cependant, son implication dans la régulation de l’apoptose en tant qu’intégrateur des voies de mort cellulaire et exécuteur de la sentence létale est désormais établie. En effet, de nombreuses molècules pro-apoptotiques agissent sur la mitochondrie et induisent la perméabilisation des membranes mitochondriales (PMM). L’altération de la perméabilité des membranes mitochondriales représentent le point de non-retour dans la cascade évènementielle du processus de mort cellulaire. Cette PMM impliquerait l’ouverture d’un complexe polyprotéique mitochondrial appelé pore de transition de perméabilité (PTPC). Le translocateur de nucléotides à adénine (ANT) est un des constituant dans la voie mitochondriale de l’apoptose. Nous avons développé des test de criblage basés sur la reconstitution en liposomes d’ANT purifié, afin d’étudier sa fonctionnalité et son implication dans la perméabilisation des membranes. Nous avons ainsi montré que l’ANT se comporte comme une protéine bi-fonctionnelle régulée par les oncogènes de la famille de Bax/Bcl-2 : celle-ci assure, d’une part, une étape cruciales du métabolisme oxydatif, la translocation d’ADP/ATP, et d’autre part, peut être convertie en pore non spécifique proapoptose. De plus, l’ANT est la cible de multiples inducteurs endogènes ou exogènes d’apoptose et semble donc constituer une cible thérapeutique potentielle dans le traitement des diverses pathologies consécutives à des dérèglements d’apoptose.
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Bertolin, Giulia. „Elucidating the functional interplay between Parkinson’s disease-related proteins and the mitochondrion“. Thesis, Paris 5, 2013. http://www.theses.fr/2013PA05T043/document.
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La maladie de Parkinson (MP) est une affection neurodégénérative fréquente d’étiologie inconnue, touchant environ 5% de la population mondiale après 80 ans. Environ 10% des cas correspondent à des formes familiales à transmission mendélienne. Pendant longtemps, un dysfonctionnement mitochondrial a été soupçonné jouer un rôle dans la physiopathologie de la MP. Cette possibilité a été récemment corroborée par des découvertes majeures réalisées dans le cadre des formes autosomiques récessives. Parkine et PINK1, les produits de deux gènes associés à ces formes familiales, participent au sein d’une même voie moléculaire au contrôle de la qualité mitochondriale, par la régulation du transport, de la dynamique, de la biogenèse et de la clairance de ces organites.L’objectif de ce travail a été d’élucider certains des mécanismes moléculaires sous-jacents à la régulation de l’homéostasie mitochondriale par Parkine et PINK1. Nous avons utilisé un ensemble d’approches de biologie moléculaire et cellulaire, de biochimie et de microscopie confocale, afin d’identifier et de caractériser des interacteurs moléculaires de Parkine et PINK1 à la membrane mitochondriale externe (MME).Dans la première partie de ce travail, nous avons découvert que la Parkine et PINK1 s’associent sur la MME de mitochondries dysfonctionnelles à proximité de la translocase de la MME (TOM), un complexe dédié à l’import de la grande majorité des protéines mitochondriales. Nous avons montré que ces interactions protéiques jouent un rôle clé dans l’activation du programme de dégradation mitochondriale régulé par la voie PINK1/Parkine. Nous avons également observé que la GTPase de type dynamine Drp1, impliquée dans la fission mitochondriale, est recrutée au niveau de mitochondries endommagées à proximité de Parkine et PINK1 ; ainsi, les processus de fission et de dégradation mitochondriales pourraient être spatialement coordonnés. Dans la deuxième partie de ce projet, nous avons caractérisé l’interaction fonctionnelle entre la Parkine et l’enzyme neuroprotectrice multifonctionnelle de la matrice mitochondriale, 17B-hydroxystéroïde déshydrogénase de type 10 (HSD17B10), dont les taux s’étaient révélés être diminués chez la souris déficiente en Parkine. Nous avons mis en évidence un effet protecteur d’HSD17B10 vis-à-vis de la mitochondrie qui était indépendant de son activité catalytique. Nous avons de plus montré que la Parkine interagit directement avec HSD17B10 à proximité de la machinerie TOM et qu’elle régule positivement l’abondance mitochondriale de cette protéine ; cela suggère qu’elle pourrait promouvoir son import.Dans l’ensemble, ces résultats approfondissent notre connaissance des mécanismes moléculaires mis en jeu par la Parkine et PINK1 dans le contrôle de la qualité mitochondriale, élargissant ainsi notre compréhension de leur rôle dans la physiopathologie des formes autosomiques récessive de MPParkinson’s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder of unknown etiology, affecting nearly 5% of the world population over the age of 80. Nearly 10% of PD cases are familial forms with Mendelian inheritance pattern. Mitochondrial dysfunction has long been suspected to play a role in the physiopathology of sporadic PD. This possibility has been recently corroborated by major discoveries in the field of autosomal recessive PD. Parkin and PINK1, the products of two genes associated with these forms, participate in a common molecular pathway focused on maintenance of mitochondrial quality, with roles in mitochondrial transport, dynamics, biogenesis and clearance.The aim of this work was to elucidate some of the molecular mechanisms underlying the regulation of mitochondrial homeostasis by Parkin and PINK1. We used a combination of approaches in molecular and cell biology, biochemistry and confocal microscopy to identify and characterize molecular interactors of Parkin and PINK1 on the outer mitochondrial membrane (OMM).In the first part of my project, we discovered that Parkin and PINK1 associate on dysfunctional mitochondria in proximity of the translocase of the OMM (TOM), a complex devoted to the mitochondrial import of the vast majority of the mitochondrial proteins. We provided evidence that these associations play a key role in activation of the mitochondrial degradation program mediated by the PINK1/Parkin pathway. We also observed that the dynamin-related GTPase Drp1, involved in mitochondrial fission is recruited to defective mitochondria in proximity of Parkin and PINK1, suggesting that mitochondrial fission occurs at sites where mitochondrial clearance is initiated.In the second part of my project, we characterized the functional interaction between Parkin and the multifunctional neuroprotective mitochondrial matrix enzyme 17B-hydroxysteroid dehydrogenase type 10 (HSD17B10), previously found by the team to be altered in abundance in Parkin-deficient mice. We demonstrated that HSD17B10 exerts a mitochondrion-protective function independent of its enzymatic activity. In addition, we provided evidence that Parkin directly interacts with HSD17B10 at the TOM machinery and that it positively regulates its mitochondrial levels, possibly through the regulation of its mitochondrial import.Altogether, these results provide novel insights into the molecular mechanisms by which Parkin and PINK1 control mitochondrial quality, and deepen our understanding of the role of these proteins in the physiopathology of autosomal recessive PD
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Wolff, Valérie. „Physiopathologie de l’infarctus cérébral du sujet jeune : rôle de la résine de cannabis dans l’atteinte vasculaire et l’altération mitochondriale cérébrales“. Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ122/document.
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Nous avons montré : a) qu’il existe un lien entre la consommation de cannabis et la présence de sténoses artérielles intracrâniennes multifocales chez le jeune adulte victime d’infarctus cérébral, b) que la prévalence des sténoses artérielles intracrâniennes atteint un tiers des cas dans une cohorte de 159 infarctus cérébraux du jeune adulte, c) que 13% des infarctus cérébraux dans cette série répondent aux critères angiographiques du syndrome de vasoconstriction cérébrale réversible déclenché majoritairement par la consommation de cannabis, d) que le tétrahydrocannabinol (THC, le principal produit actif du cannabis) inhibe in vitro la chaîne respiratoire mitochondriale de cerveau de rat, et induit une génération significative de peroxyde d’hydrogène. La génération de radicaux libres pourrait être un des mécanismes possibles de toxicité cérébrale du THC en jeu lors d’un infarctus cérébralWe showed that: a) there was a link between cannabis use and intracranial arterial multifocal stenosis in a series of ischemic stroke in the young, b) the prevalence of intracranial arterial stenosis was up to 31% in a series of 159 ischemic strokes in the young, c) 13% of the patients in this series sustained the angiographic criteria of reversible cerebral vasoconstriction syndrome, and that the precipitating factor was the use of cannabis in 67% of cases, d) tetrahydrocannabinol (THC, the main active component in cannabis) inhibits the respiratory mitochondrial chain of the brain in rats and induces a significant production of hydrogen peroxide. These results suggest that one of the mechanisms of brain toxicity induced by cannabis in ischemic stroke patients, may be the high rate of generation of free radicals induced by THC
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Gutierrez, Cortes Nicolas. „Expression métabolique des polymorphismes mitochondriaux : mutations pathogènes et haplogroupes“. Thesis, Bordeaux 2, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR21877/document.
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Les mitochondries, organelles intracellulaires des eucaryotes, fournissent par les oxydations phosphorylantes l'essentiel de l'énergie nécessaire aux différents travaux cellulaires sous la forme d'ATP grâce à un couplage entre la chaîne respiratoire et l’ATPsynthase. Ces réactions du métabolisme énergétique sont assurées par des complexes enzymatiques constitués de sous-unités codées à la fois par l'ADN nucléaire et par l'ADN mitochondrial. Il a été montré que des défauts dans l'activité de ces complexes pouvaient être responsables de l’apparition de pathologies regroupées sous le nom de cytopathies d’origine mitochondriale. Un des problèmes fondamentaux qui se pose lors de l’étude des mécanismes conduisant aux pathologies mitochondriales est de comprendre l’influence de l’ADN mitochondrial sur le métabolisme de la mitochondrie. En effet, la mitochondrie possède son propre ADN, et les mutations de cet ADN sont classées selon leur impact sur le métabolisme mitochondrial : des mutations pathogènes, qui ont des répercussions négatives sur ce métabolisme, et des polymorphismes, qui sont considérés comme étant neutres.Pour étudier l’influence de l’ADNmt sur le métabolisme énergétique, j’ai utilisé deux modèles d’étude : des cybrids portant des mutations de l’ADNmt retrouvées chez des patients atteints de surdité non-syndromique, et des cybrids portant des polymorphismes caractéristiques de l’haplogroupe J.Les résultats obtenus nous indiquent clairement que la différence entre des mutations pathogènes et des polymorphismes n’est pas aussi importante que ce qui était jusqu’à alors supposé. En effet, elle dépend d’un ensemble de facteurs tels que (i) le fonds génétique nucléaire et mitochondrial, (ii) de facteurs environnementaux. Car sous l’influence de ces différents facteurs une mutation considérée comme pathogène peut devenir neutre, et un polymorphisme considéré comme neutre peut devenir pathogèneMitochondria, intracellular organelles of eukaryotic organisms, provide most of the necessary energy for cellular activity through oxidative phosphorylation, synthesizing ATP (energy source for the cell) by a coupling between the respiratory chain and the ATPsynthase. These energy metabolism reactions are carried out by enzymatic complexes constituted by sub-units coded by both nuclear and mitochondrial DNA. It has been shown that activity defects in these complexes could be responsible for a group of pathologies under the name of mitochondrial cytopathies.One of the fundamental issues of the study of the mechanisms that lead to mitochondrial cytopathies is the understanding of the influence that mitochondrial DNA has over mitochondrial metabolism. Indeed, mitochondria have their own DNA, and mutations in this DNA are classified according to their impact on mitochondrial metabolism: pathological mutations, which have negative consequences on mitochondrial metabolism, and polymorphisms, which are considered to be neutral.In order to study the influence of mtDNA on energy metabolism, I used two different models: cybrid cells carrying mtDNA mutations found in non-syndromic hearing loss patients, and cybrid cells carrying polymorphisms defining haplogroup J.The results gathered in these studies show that the difference between pathological mutations and polymorphisms is not as big as previously believed. Indeed, it depends on several factors, such as the nuclear and mitochondrial genetic backgrounds, as well as the environmental factors, because under the influence of these factors a mutation considered as pathological may become neutral, and a polymorphism considered neutral may become pathological
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Mammeri, Hélène. „Déficit en complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale d'origine nucléaire“. Paris 5, 2010. http://www.theses.fr/2010PA05P631.
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Le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale (ou NADH-ubiquinone oxydoréductase) est composé de 38 sous-unités codées par l’ADN nucléaire et de 7 sous-unités codées par l’ADN mitochondrial. Le déficit enzymatique du complexe I est une cause fréquente de cytopathie mitochondriale. Le grand nombre des mutations décrites dans les gènes nucléaires du complexe I, leur caractère le plus souvent privé, et l’absence de corrélation génotype – phénotype en cas de récurrence, compliquent l’identification des mutations pathogènes. Un dépistage systématique des mutations des gènes nucléaires du complexe I a été réalisé dans ce travail chez 19 patients atteints d’un déficit isolé en complexe I. Au total, 12 gènes nucléaires, codant pour 10 protéines de structure et 2 protéines chaperonnes, ont été étudiés par digestion enzymatique d’hétéroduplexes d’ADN complémentaires utilisant l’endonucléase Surveyor TM. Des mutations pathogènes ont été détectées chez 3 patients. Deux autres gènes d’assemblage, caractérisés par un polymorphisme important ou par la présence physiologique de variants de transcription, ont été étudiés par séquençage direct. Des anomalies de l’expression du complexe I ont été mises en évidence par la technique d’électrophorèse Blue Native couplée à une technique de Western Blot chez les patients étudiés. La technique de digestion enzymatique par l’enzyme Surveyor TM a montré son efficacité en limitant le nombre des séquençages effectués. Cette méthode s’inscrit dans le développement de nouvelles techniques de biologie moléculaire permettant un dépistage simultané des mutations dans un grand nombre de gènesMitochondrial complex I (or NADH-ubiquinone oxidoreductase) includes 38 nuclear subunits and 7 mitochondrial subunits. Complex I deficiency frequently accounts for mitochondrial disorders. Pathogenic mutations of complex I nuclear genes are often private. Moreover, the genotype – phenotype correlation is inconstant in the rare recurrent mutations. Identification of all mutations responsible for complex I deficiency is challenging but essential for providing accurate and helpful genetic counselling. An isolated complex I deficiency was biochemically detected in 19 patients. We screened for complex I nuclear genes mutations using the mismatch-specific DNA endonuclease Surveyor TM. Fragments of the complementary DNA of 12 complex I nuclear genes, encoding 10 structural proteins and 2 assembly proteins, were amplified for heteroduplexe formation followed by digestion. Pathogenic mutations were identified in 3 patients. Direct sequencing was performed for 2 other assembly genes, characterized by frequent polymorphisms or presence of several alternative transcripts. An abnormal complex I expression was detected by Blue Native electrophoresis followed by Western Blot in the studied patients. The Surveyor TM digestion – based method was efficient for limiting the number of sequence reactions. This method is useful and time – less consuming for the rapid mutation screening of a large number of genes
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Conjard, Agnès. „Effets de l'insuffisance rénale et d'une myopathie mitochondriale sur les activités enzymatiques du métabolisme énergétique dans les fibres musculaires uniques humaines“. Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO1T126.
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Paradis, Stephanie. „Effet cardioprotecteur des ligands de la protéine translocatrice mitochondriale (TSPO) au cours de l'ischémie-reperfusion myocardique expérimentale : rôle du cholestérol“. Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST0071.
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Dans ce travail, nous avons montré qu'un nouveau ligand du TSPO, le TRO40303, possède des propriétés cardioprotectrices, confirmant que le TSPO joue un rôle important dans les effets délétères engendrés par l'ischémie-reperfusion myocardique. Des effets similaires ont déjà été observés avec d'autres ligands du TSPO, notamment le 4'-chlorodiazépam, mais le mécanisme d'action par lequel ces molécules exercent leur effet cardioprotecteur reste pour une large part encore mal connu. Nous avons montré chez le rat que la reperfusion d'un myocarde ischémié s'accompagne d'une augmentation du cholestérol mitochondrial, de la formation d'oxystérols et d'un stress oxydant majeur. Le 4'-chlorodiazépam inhibe ces effets et améliore les fonctions mitochondriales post-ischémiques, révélant que le TSPO est responsable du transport du cholestérol dans la mitochondrie cardiaque et que ce dernier, sous des formes oxydées ou non, pourrait participer aux effets délétères de la reperfusion. La limitation de l'entrée du cholestérol dans la mitochondrie lors de la reperfusion d'un myocarde ischémié est un mécanisme original qui pourrait donc contribuer à l'effet cardioprotecteur des ligands du TSPO. Enfin, nous avons montré que chez des rats génétiquement modifiés et associant hypercholestérolémie, obésité et diabète de type II, le cholestérol mitochondrial est d'une part très élevé, avec ou sans ischémie-reperfusion myocardique et d'autre part que le 4'-chlorodiazépam n'a pas d'effet sur le cholestérol mitochondrial après ischémie-reperfusion. Ces résultats suggèrent que les mécanismes d'action des ligands du TSPO sont probablement différents et que les traitements doivent être adaptés en présence de facteurs de co-morbiditéIn the present work we showed that a new TSPO ligand, TRO40303, has cardioprotective properties confirming that TSPO plays a key role in the deleterious effects of myocardial ischemia-reperfusion. Similar effects have been observed with other TSPO ligands, such as 4'-chlorodiazepam, but the mechanism of action of these molecules is not known. We showed that ischemia-reperfusion in rats increased mitochondrial concentration of cholesterol, oxysterol formation and oxidative stress. 4'-Chlorodiazepam inhibited these effects and improved post-ischemic mitochondrial functions, revealing that TSPO is responsible for cholesterol transport in cardiac mitochondria and that cholesterol, in oxidized or non-oxidized forms, could participate in the deleterious effects of reperfusion. The limitation of the increase in cholesterol in mitochondria during ischemia-reperfusion is an original mechanism which could contribute to the cardioprotective effect of TSPO ligands. We then showed, in genetically modified rats with hypercholesterolemia, obesity and type II diabetes, that the concentration of mitochondrial cholesterol is very high with or without ischemia-reperfusion. We further demonstrated that 4'-chlorodiazepam has no effect on mitochondrial cholesterol after ischemia-reperfusion. These results suggest that the mechanisms of action of TSPO ligands probably differ in these conditions and that treatment must be adapted in accordance with the presence of factors of co-morbidity
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Bizat, Nicolas. „Etude des mécanismes de mort neuronale, in vivo, induits par une atteinte mitochondriale : implication pour la maladie de Huntington“. Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112110.
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La mort cellulaire présente dans la maladie de Huntington (MH) pourrait impliquer des atteintes mitochondriales, une excitotoxicité où les récepteurs N-Methyl-D-Aspartate joueraient un rôle et une activation de protéases effectrices de mort, telles les caspases et la calpai͏̈ne. La réelle implication des déficits mitochondriaux, dans l'activation de ces protéases dans la MH est inconnue. Nous avons voulu répondre à cette problématique, en étudiant les mécanismes de la mort cellulaire striatale dans plusieurs modèles rats de la MH, et ce, par l'utilisation d'une neurotoxine mitochondriale, l'acide 3-nitropropionate (3NP), qui inhibe une enzyme du complexe II de la chaîne respiratoire. Dans tous les cas, une des protéases régulatrices de la voie de mort mitochondriale, la caspase-9, semblerait intervenir avant la dégénération cellulaire. En contre partie, seul le modèle aigu semble faire intervenir des acteurs moléculaires des voies apoptotiques comme la caspase-8 et -3. Nos observations suggèrent que la mort cellulaire striatale, qui a pour origine une atteinte mitochondriale chronique, serait indépendante de la cascade moléculaire impliquant les caspases. Nous avons mis en évidence, entre autre, le rôle majeur d'une autre protéase dépendante du calcium, la calpai͏̈ne, dans la neurodégénérescence du striatum dans les deux modèles. Nous avons montré, en particulier dans le modèle chronique qui reproduit l'atteinte du complexe II existant dans la MH, que le blocage sélectif, in vivo, de la calpai͏̈ne protège la neurodégénérescence striatale et le clivage de substrats comme l'huntingtine. Le rôle des caspases et de la calpai͏̈ne dans les phénomènes dégénératifs, particulièrement dans la MH, demeure mal compris. La caspase-3 ne semblerait pas être concernée dans la toxicité chronique induite par le 3NP malgré la délocalisation du cytochrome c et l'activation de la caspase-9, pourtant, il s'avérerait que la proforme et la forme active de la protéase exécutrice soient dégradées en comparaison avec les animaux contrôles. Ces études montrent que la diminution des niveaux de la caspase-3 active pourrait être due à une activation de la calpai͏̈ne. Plusieurs observations appuieraient cette conclusion : 1) le blocage pharmacologique de la calpai͏̈ne, chez les rats traités par le 3NP, augmente les niveaux des formes actives des caspases-9 et -3, 2) les extraits cytosoliques, issus des striatum des rats traités par le 3NP, dégradent in vitro respectivement les sous-unités p34 et p20 des caspases-9 et -3, 3) cette dégradation des sous-unités p34 et p20 peut être reproduite par de la [mu]-calpai͏̈ne purifiée et est inhibée par des inhibiteurs de calpai͏̈ne, z. LL in vitro et CI-1 in vivo, 4) la [mu]-calpai͏̈ne produit une diminution de l'activité DEVDasique de la caspase-3 active, 5) les analyses par Western-blot et les expériences avec de la caspase-3 marquée au 35S révèlent que la calpai͏̈ne clive la caspase-3 active proche du site catalytique. .Striatal cell death in Huntingtan's Disease (HD) may involve mitochondrial defects, N-Methyl-D-Aspartate receptor- mediated excitotoxicity and activation of death effector proteases such as caspases and calpain. However, the precise contribution of mitochondrial defects in the activation of these proteases in HD is unknown. Here, we addressed this question by studying the mechanism of striatal cell death in rat models of HD using the mitochondrial complex II inhibitor 3-nitrapropionic acid (3NP). Caspase-9 activation preceded neurodegeneration in both cases. However, caspase-8 and -3 were activated in the acute model, but not in the chronic model, showing that 3NP does not require activation of these caspases to produce striatal degeneration. In contrast, activation of calpain was specifically detected in the striatum in both models and this was associated with a calpain-dependent cleavage of huntingtin. Finally, in the chronic model which mimicks a steady blockade of complex II activity reminiscent of HD, selective calpain inhibition prevented the abnormal calpain-dependent processing of huntingtin, reduced the size of the striatal lesions. The present results demonstrate that calpain is a predominant effector of striatal cell death associated with mitochondrial defects in vivo. Morever, the role of caspases and calpains in neurodegeneration, particulary in HD, remains unclear. Results showed that 3NP-induced death of striatal neurons was preceded by cytochrome c redistribution, transient caspase-9 processing and activation of calpain whereas, levels of the active/processed form of caspase-3 remained low and were even decreased compared to control animals. Here we showed that this decrease in active caspase-3 levels could be due to calpain activation. Several observations supported this conclusion: 1) pharmacological blockade of calpain in 3NP-treated rats increased the levels of endogenous processed caspase-9 and -3, 2) cell free extracts prepared from striatum of 3NP-treated rats degraded in vitro the p34 and p20 subunits of active recombinant caspase-9 and -3 respectively. .
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El, Fissi Najla. „Caractérisation d'allèles de mitofusine associés à la maladie de Charcot-Marie-Tooth : mise en évidence de l'implication d'un déséquilibre entre fusion et fission mitochondriale dans le dysfonctionnement des neurones“. Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0250/document.
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Les mitochondries forment un réseau très dynamique remodelé par deux processus antagonistes appelés : fusion et fission mitochondriales. Chez l’homme, une altération de ces processus, sont à l’origine de nombreuses maladies qui affectent essentiellement le système nerveux. L'objectif principal des travaux de ma thèse était de caractériser l'impact d'un déséquilibre entre la fusion et la fission mitochondriale dans le contexte d'une neuropathie héréditaire : la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 2A (CMT2A), qui est causée par des mutations dominantes dans la mitofusine MFN2. Dans le but d’étudier les mécanismes à l’origine de cette maladie, j’ai développé le premier modèle drosophile de CMT2A en exprimant dans les neurones de mouches quatre allèles de mitofusine retrouvés fréquemment chez les patients. De manière surprenante, les différents allèles altèrent très différemment la morphologie mitochondriale. En effet, alors que les mutations associées au domaine GTPase inhibent la fusion et agrègent les mitochondries, les mutations du domaine dit HB1 induisent au contraire un excès de fusion. J’ai pu ensuite déterminer que l’agrégation des mitochondries et l’excès de fusion, conduisent de manière commune à un défaut de transport des mitochondries au niveau des synapses et à une altération du métabolisme oxydatif associée à une accumulation de mutation dans l’ADN mitochondrial. Chez les drosophiles exprimant des allèles dominants actifs de mitofusine, tous ces dysfonctionnements disparaissent lorsqu’on augmente la fission suggérant que la pathogénicité des allèles du domaine HB1 résulte d’un déséquilibre de la balance entre fusion et fission en faveur de la fusionMitochondria form a dynamic network remodeled by two antagonistic processes called mitochondrial fusion and fission. While mitochondrial fusion creates interconnections between mitochondria, mitochondrial fission result in fragmentation. These processes are mediated by Dynamin-related GTPases, the outer-membrane fusion protein mitofusin, and the fission factor DPR1.The main aim of my resaearch was to characterize the impact of an imbalance between mitochondrial fusion and fission in neurons in the context of a severe hereditary neuropathy called Charcot-Marie-Tooth type 2A (CMT2A). Indeed, this disease is caused by dominant mutations in the mitofusinMFN2.In order to dissect the mechanisms by which these mutations alter mitofusin properties and neuronal function, we developed four drosophila models of CMT2A expressing the two most frequent substitutions (R94Q, R364W) and two others localizing to similar domains (T105M, L76P). The four alleles resulted in mitochondrial depletion at neuromuscular junctions, decreased oxidative metabolism, increased mtDNA mutations, and impaired locomotion that were associated with aberrant mitochondrial morphology. Interestingly, while GTPase domain-associated mutations (R94Q, T105M) aggregate unfused mitochondria, mutations within helix bundle 1 (R364W, L76P) unexpectedly enhance mitochondrial fusion, as demonstrated by rescue of mitochondrial morphology and locomotion provided by the DRP1 fission factor. In conclusion, we show that both dominant negative and dominant active forms of mitofusin can cause CMT2A, and propose for the first time that excessive mitochondrial fusion drives CMT2A pathogenesis in a large number of patients
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Nguyen, Phuc Minh Chau. „Fusion Mitochondriale et Effets Vasculaires : rôle de OPA 1 dans l'hypertension artérielle et le vieillissement“. Thesis, Angers, 2015. http://www.theses.fr/2015ANGE0073.
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La morphologie mitochondriale résulte d’un équilibre dynamique entre les processus de fusion et de fission, impactant la physiologie cellulaire. Plusieurs données montrent une relation entre la fonction mitochondriale, des maladies cardiovasculaires et le vieillissement. OPA1 (optic atrophy 1) est une protéine qui contrôle la fusion de la membrane interne de la mitochondrie, et dont la mutation induit la maladie ADOA (autosomal dominant optic atrophy). Les travaux menés récemment indiquent que la mutation OPA1 est impliquée dans le dysfonctionnement cardiaque mais son impact sur la fonction vasculaire est encore inconnu. Notre étude a pour ambition d’examiner le rôle d’OPA1 sur la fonction vasculaire, notamment dans le développement de l’hypertension artérielle et le vieillissement vasculaire. Avec un modèle de souris hétérozygotes Opa1+/-, nous montrons dans cette étude que la protéine OPA1 joue un rôle protecteur dans le système vasculaire. En effet, les souris déficientes en OPA1 développent une hypertension-L-NAME dépendante plus grave qui est associée avec une dysfonction endothéliale plus importante et une altération de remodelage vasculaire. D’autre part, présentant une fonction vasculaire normale à 6 mois, les souris Opa1+/- commencent à développer un dysfonctionnement vasculaire à 12 mois qui pourrait induire le développement de pathologies vasculaires. En conclusion, ces résultats suggèrent pour la première fois que la dynamique mitochondriale peut jouer un rôle important sur la fonction et l’adaptation des vaisseaux dans les conditions pathologiques et dans le vieillissement vasculaire. Des études complémentaires seront nécessaires afin de clarifier le rôle de la protéine OPA1 dans l’hypertension. Ces données peuvent contribuer à la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir les complications de l’hypertension et les maladies vasculaires liées à l’âgeDefects in mitochondrial dynamics have been associated with various disorders, including cardiovascular diseases. OPA1 is essential for mitochondrial inner membrane fusion. Mutation in Opa1 is associated with the autosomal dominant optic atrophy (ADOA). Since then, OPA1 has been reported to be associated with cell apoptosis, cell proliferation, mitochondrial ATP synthesis, calcium homeostasis and ROS production. These data suggest that OPA1 has a potential role in vascular cells and subsequently affects vascular function. On the other hand,OPA1 is also associated with age-related changes of mitochondria and simultaneously contribute to the development of many dysfunctions in different organs. In this study, we investigated impacts of OPA1 mutation on vascular function in physiological and pathological condition like hypertension and vascular aging. By using an Opa1+/- heterozygote mouse model, we show that the OPA1 protein plays a protective role in the vascular system. Indeed, Opa1+/- mice developed a hypertension more severe than WT mice which was associated with more important endothelial dysfunction and altered vascular remodeling. In addition, although initial vascular function was normal, at 12 months, Opa1+/- mice displayed vascular dysfunction which might predict onset of vascular diseases at a later time. These results suggest for the first time that mitochondrial dynamics might play an important role in vascular function and adaptation in pathological conditions and in vascular aging. More studies are needed to clarify the role of the protein OPA1 in hypertension. These data may help to identify novel therapeutic targets to prevent complications of hypertension and vascular age-related diseases
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Castanier, Céline. „Étude de la régulation de la protéine mitochondriale MAVS au cours de l’immunité innée antivirale“. Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA11T046.
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L’immunité innée représente la première ligne de défense d’un organisme face à une infection virale, en engendrant une réponse rapide capable de restreindre la menace microbienne. Dans la cellule, les récepteurs Toll-likes (TLRs) et les hélicases cytosoliques RIG-I like (RLRs) représentent les deux systèmes majeurs de reconnaissance des virus. Les acides nucléiques viraux sont notamment reconnus les hélicases cytosoliques RIG-I et MDA5. Ces deux protéines possèdent deux domaines CARD impliqués dans le recrutement de la protéine adaptatrice MAVS, capable d’induire l’activation des promoteurs interférons (IFNs) de type I et de NF-B pour la mise en place d’une réponse antivirale. De façon surprenante, MAVS est localisée au niveau de la mitochondrie et a besoin de cette association au compartiment mitochondrial pour exercer sa fonction. Bien que de nombreuses études aient montré le rôle crucial de la protéine mitochondriale MAVS dans la signalisation antivirale des RLRs, sa régulation est encore mal connue à ce jour. Ce travail de doctorat a permis de mettre en évidence que la dégradation de MAVS suite à une infection virale est nécessaire à la transduction du signal antiviral. Nous avons ainsi déterminé que l’E3 ubiquitine ligase TRIM25 induit l’ubiquitination puis la dégradation de MAVS quelques heures après une infection virale. De plus, nous avons montré que l’activation du signalosome aboutissant à la production des IFNs de type I et dépendant de MAVS n’a lieu que suite à sa translocation de la mitochondrie vers le cytosol permise par la dégradation de MAVS. Enfin, nous avons mis en évidence le rôle essentiel de l’élongation du réseau mitochondrial suite à une infection virale pour la transduction du signal dépendant de MAVSInnate Immunity acts as the first line of the host defense against viral infection, providing a rapid response to restrict the microbial threats. Toll-like receptors (TLRs) and cytosolic RIG-I-like helicases (RLRs) are the two major receptor systems for detecting virus. Viral nucleic acids are recognised by the helicases RIG-I and MDA5. These receptors contain two CARD domains involve in the recruitment of the mitochondrial antiviral signaling adaptor MAVS whose activation triggers a rapid production of type 1 interferons (IFNs) and of pro-inflammatory cytokines. Interestingly, it has been reported that MAVS must be localized to mitochondria to exert its function. While MAVS is essential for this signaling, its function and regulation remain unclear. In this work, we report that RLR activation triggers MAVS ubiquitination by the E3 ubiquitin ligase TRIM25 and marks it for proteasomal degradation concomitantly with downstream signaling. MAVS appears to function as a recruitment platform to first assemble a signaling complex, then the proteasome-mediated MAVS degradation is required to unleash into the cytosol this signaling complex allowing the signalosome activation and ensuing type I IFNs production. Futhermore, we reported that mitochondrial dynamics regulate MAVS-mediated signaling after viral infection
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Procaccio, Vincent. „Caractérisation des gènes des sous-unités 23, 30, 49, et 51 kDa du complexe mitochondrial humain : application à l'étude des pathologies associées aux déficits du complexe I“. Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10053.
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La chaine respiratoire mitochondriale humaine est formee de 5 complexes enzymatiques dont le complexe i ou nadh ubiquinone oxydoreductase. Le complexe i est constitue de 43 sous unites dont 7 seulement sont codees par des genes mitochondriaux, le genome nucleaire codant les autres sous-unites. Des pathologies mitochondriales de transmission mendelienne ont ete mises en evidence, demontrant ainsi l'implication de genes nucleaires codant pour la chaine respiratoire mitochondriale. Dans la premiere partie de ce travail, nous nous sommes interesses a la caracterisation de 4 genes codant les sous-unites 23, 30, 49 et 51 kda qui jouent vraisemblablement un role fonctionnel important au sein du complexe i. La deuxieme partie concerne la caracterisation des deficits fonctionnels et genetiques de patients presentant une atteinte du complexe i. La connaissance de la structure de certains genes, et la production d'anticorps specifiques diriges contre certaines de ces sous-unites permettent d'envisager l'analyse des defauts moleculaires presents chez ces patients. La distinction de l'origine genetique mitochondriale ou nucleaire d'un deficit est une etape preliminaire a la recherche de mutations. Elle est realisee par des experiences de complementation entre des cellules depourvues d'adn mitochondrial (cellules rho) et des fibroblastes de malades. Cette strategie a permis de montrer la presence d'une atteinte nucleaire pour deux malades porteurs d'un deficit du complexe i. Les techniques d'immunorevelation ont permis de montrer une diminution de l'ensemble des sous-unites du complexe i pour l'un des malades, et une diminution selective tres importante de la sous-unite 24 kda pour le deuxieme malade. L'objectif est maintenant d'identifier les anomalies moleculaires responsables de ces atteintes fonctionnelles.
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Vergeade, Aurélia. „La dysfonction mitochondriale et la production d'espèces réactives de l'oxygène dans la dysfoncton cardiaque induite par la prise répétée de cocaïne“. Rouen, 2011. http://www.theses.fr/2010ROUENR09.
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Le stress oxydant est clairement impliqué dans les pathologies cardiovasculaires. Il est le résultat d'un déséquilibre entre les défenses anti oxydantes devenues insuffisantes et une production excessive d'espèces réactives de l'oxygène (ER0s). La chaîne respiratoire représente un des principaux sites de production d'ER0s, notamment au niveau cardiaque. Pour autant d'autres sources enzymatiques telles que la NADPH oxydase (N0x) ou la xanthine oxydase (X0) peuvent également être incriminées mais la part respective de chacun de ces différents systèmes pro-oxydants ainsi que leurs interrelations éventuelles restent encore méconnues. Ce travail cherche à démontrer le lien qui existe entre la production mitochondriale d'ER0s, la NOx, la X0 et la dysfonction cardiaque induite par la prise répétée de cocaïne. Nos résultats montrent que cette dysfonction cardiaque, caractérisée en particulier par une altération de la fonction diastolique, est associée à une augmentation de la production d'EROs par la chaîne respiratoire de mitochondries interfibrillaires. À ce stress oxydant est associé un dysfonctionnement mitochondrial caractérisé par une augmentation de la consommation d'oxygène mesurée dans des fibres cardiaques, en particulier au niveau des complexes' et III. Ces altérations s'accompagnent d'une diminution de la capacité de synthèse «ATP par les mitochondries interfibriliaires. Par une approche pharmacologique, nous montrons également qu'une inhibition de la NOx ou de la X0 permet de prévenir l'augmentation de la production mitochondriale d'EROs et le découplage de la phosphorylation oxydative. L'utilisation d'un antioxydant mitochondrial, le MitoQ, permet de prévenir totalement ces altérations mitochondriales et la dysfonction cardiaque. L'ensemble de ces résultats suggère que l'altération mitochondriale observée après intoxication à la cocaïne, survient secondairement à l'induction de la NOx et de la X0, majore le stress oxydant myocardique et conduit à la dysfonction cardiaque. Ce travail souligne les interrelations qui peuvent exister entre différents systèmes pro-oxydants et l'intérêt de développer des stratégies antioxydantes ciblées dans le traitement de pathologies cardiovasculairesReactive Oxygen Species (ROS) have been implicated in cocaine-induced cardiac dysfunction. Although mitochondria' oxidative damage has been described in a variety of pathological models, the role of mitochondria as trigger or target of cardiac dysfunction remains unclear. We investigated the role of mitochondria in a model of cocaine-induced oxidative stress and cardiac dysfunction. Seven days of cocaine administration to rats led to a diastolic dysfunction. An increased oxygen consumption was detected in cardiac fibers, specifically through complex I and complex III. ROS levels were increased, specifically in interfibriliar mitochondria (IFM). In parallel there was a decrease in ATP synthesis, whereas no difference was obtained in subsarcolernmal mitochondria (SSM). The cardiotoxic effects of cocaine were completely prevented by the in vivo use of MitoQ, a mitochondria{ targeted antioxidant. Myocardial NADPH oxidase and xanthine oxidase contribute to ROS generation in cocaine-treated rats. Our results show that both apocynin and allopurinol, respectively NADPH oxidase and xanthine oxidase inhibitors, were able to improve ventricular relaxation. Further, apocynin or allopurinol treatments prevented the rise in ROS levels and prevented the — mitochondria' ATP synthesis alteration. In conclusion, cocaine-induced cardiac impairment is associated with an increase in ROS production via NADPH oxidase and xanthine oxidase. Our data suggested that this cardiac oxidative stress alters cardiac mitochondria" function by an uncoupling effect resulting in an increase in ROS production selectively in IFM, and leads to LV dysfunction
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Haut, Sandrine. „Déficit en complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale : étude de cinq cas“. Paris 5, 2003. http://www.theses.fr/2003PA05P630.
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Les déficits en ubiquinol-cytochrome c réductase (complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale) peuvent être d'origine moléculaire mitochondriale ou nucléaire. Nous avons identifié 5 patients atteints d'un déficit isolé en complexe III (CIII). Nous avons retrouvé une anomalie moléculaire pour 2 d'entre eux. Dans un cas il s'agit d'une mutation homoplasmique localisée dans le gène mitochondrial du cytochrome b (cytb) (G15498A) découverte chez un patient atteint d'un retard staturo-pondéral et présente également chez deux membres sains de sa famille. Des études in vitro ont confirmé le rôle pathogène de cette mutation, déjà décrite chez un patient atteint de cardiomyopathie histiocytoide. Dans un autre cas nous avons trouvé pour la première fois une mutation localisée dans un gène nucléaire de structure du CIII : le gène HUMQPC codant pour une protéine de liaison à l'ubiquinone. Cette mutation induit une baisse en cytb et par conséquent déstabilise le CIIIThe ubiquinol-cytochrome c réductase (complex III of mitochondrial respiratory chain) deficiencies could be attibuated to mitochondrial or nuclear genetic origin. We identified 5 patients with an isolated complex III (CIII) deficiency. A molecular abnormality was found in two cases. In the first, an homoplasmic mutation was found in the mitochondrial cytochrome b (cytb) gene, the patient have a staturo-ponderal delay. The mutation was also present in two healthy individuals of family members. Studies carried out in vitro confirmed the pathogenic role of the mutation, already considered as a cardiomyopathy generating mutation in a previously reported case. In the second patient, we describe, for the first time, a mutation located in a nuclear gene encoding a structural subunit of CIII : the HUMQPC gene encoding the human ubiquinone-binding protein. This mutation induces a full reduction in cytb content and consequently destabilizes the CIII
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Trzepizur, Wojciech. „Impact vasculaire et métabolique de l'hypoxie intermittente et de l'obésité dans un modèle murin“. Thesis, Angers, 2014. http://www.theses.fr/2014ANGE0038/document.
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L’augmentation constante de l’obésité dans les populations occidentales accroit la prévalence de nombreuses maladies liées au surpoids parmi lesquelles le syndrome d’apnées hypopnées du sommeil (SAHOS). Le SAHOS et l’obésité représentent deux facteurs de risque indépendants du développement de maladie cardiovasculaires (CV) et métaboliques. Etant souvent associés en pratique clinique, l’étude de leurs effets vasculaires et métaboliques spécifiques est difficile. Pour nous affranchir de cette problématique, nous avons étudié chez la souris, les effets respectifs et combinés d'un régime riche en graisse et/ou de 15 jours d'exposition à des conditions d'hypoxie intermittente (HI) mimant le SAHOS, sur les paramètres vasculaires et métaboliques. L’HI seule n'avait aucun impact sur le bilan-glucido lipidique, la fonction mitochondriale hépatique et la fonction vasculaire des animaux. Les animaux soumis au RRG présentaient une dyslipidémie,une stéatose hépatique, une dysfonction mitochondriale ainsi qu'une une dysfonction endothéliale. Lorsque l’HI était appliquée aux animaux recevant le RRG, l’ensemble de ces dysfonctions vasculaires, hépatiques et mitochondriales était prévenu mais une hyperinslinémie marquée était notée. Ce travail illustre les effets polymorphes de l’HI qui, pour des durées d’exposition courtes, pourrait présenter des effets bénéfiques sur les altérations associées à l’obésité qui contrastent avec les effets délétères à plus long terme décrits dans le SAHOSDecades increases the prevalence of many overweigh tassociated diseases including obstructive sleep apnea (OSA). Both OSA and obesity are considered as independent cardio-vascular and metabolic risk factors.The frequent association of OSA and obesity in clinical setting makes difficult to investigate their independent contribution to metabolic and vascular diseases. In the present thesis, we aimed to evaluate the impact of a short term intermittent hypoxia (IH), (animal model of OSA), of a high fat diet (HFD), and of both experimental conditions together (IH and HFD) on the vascular and metabolic outcomes. Short term IH alone had no impact on glucose and lipids levels and mitochondrial and vascular function. Animals fed with HFD presented dyslipidemia, hepatic steatosis, mitochondrial and endothelial dysfunction. Interestingly, when short term IH was applied to HFD fed mice, insulin level was increased, restored endothelial function and mitochondrial activity was restored and limited liver lipid accumulation was limited.Those data underline the polymorphic effects of IH that might target beneficial outcomes when applied for a short term in obesity, which contrast with the deleterious long term outcomes observed in OSA
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Kolesnikova, Olga. „Importation mitochondriale d'ARN de transfert : Etude du mécanisme de transport chez la levure et application à la thérapie génique de maladies neuromusculaires humaines“. Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13074.
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Chez la levure S. Cerevisiae, un seul ARNt codé par l'ADN nucléaire, l'ARNtLysCUU (tRK1), est partiellement importé dans la mitochondrie, le deuxième isoaccepteur de lysine (tRK2) étant localisé uniquement dans le cytosol. Après être aminoacylé par la lysyl-ARNt synthétase cytoplasmique, tRK1 est importée sous forme d'un complexe avec le précurseur de la lysyl-ARNt synthétase mitochondriale. Nous avons construit des transcrits d'ARNt contenant pour partie des séquences de tRK1 et pour partie des séquences de tRK2, ainsi que des transcrits avec des mutations dans l'anticodon. Le résidu C34 s'est révélé être un déterminant positif d'import. Certaines versions mutées étaient importées sous forme misacylée. Ceci nous a permis d'étudier si l'ARNt importé était fonctionnel dans la traduction mitochondriale. In vitro, nous avons trouvé que tRK1CAU était importée étant méthionylé. Après import de l'ARNt chargé par la [35S]-méthionine, nous avons observé l'incorporation de la méthionine marquée dans les produits de traduction mitochondriale. In vivo, nous avons développé un test de suppression d'une mutation Ala->ambre dans le gène COX2 mitochondrial. Nous avons démontré que le phénotype de déficience respiratoire était supprimé par l'expression dans le noyau d'un ARNt suppresseur importable. Nous avons exploité ces données pour développer un système artificiel d'importation d'ARNt dans cellules humaines. Un tel système permettrait d'utiliser la thérapie génique des maladies mitochondriales résultant de mutations dans l'ADN mitochondrial. Nous avons démontré que les mitochondries humaines étaient capables d'importer tRK1 et plusieurs de ses formes mutées in vitro et in vivo. Nous avons ensuite exprimé des versions importables de tRK1/2 dans les cellules cybrides contenant une mutation dans le gène de l'ARNtLys mitochondrial causant le syndrome MERRF. Nous avons observé que les cellules exprimant ces transgènes avaient partiellement récupéré leur capacité respiratoireIn the yeast S. Cerevisiae, a single nuclear-coded tRNA, tRNALysCUU (tRK1), is partially imported in the mitochondria, while the other lysine isoacceptor is restricted to the cytosolic (tRK2) compartment. To be imported, tRK1 must be aminoacylated by the cytoplasmic lysyl-tRNA synthetase and to interact with the precursor mitochondrial lysyl-tRNA synthetase. We constructed chimaeric tRNA transcripts containing in part sequences of tRK1 and in part sequences of tRK2, and tRK1 transcripts containing all possible one-base replacements in the anticodon. We found that the position C34 was a positive import determinant. Some mutant versions were imported in misacylated form. This was exploited to address the question of the functionality of the imported tRNA in mitochondrial translation. In vitro, we used the fact that the version tRK1CAU was imported in its methionylated form. After import of [35S]-methionine charged tRNA, we observed that the labeled amino acid was incorporated into mitochondrial translation products. In vivo, we developped a suppression assay in a strain bearing an Ala-to-amber mutation in the mitochondrial COX2 gene. The respiratory deficient phenotype could be suppressed by expression in the nucleus of an importable suppressor tRNA. We exploited these data to develop an artificial tRNA import system in human cells. Indeed, such a system could allow the use of gene therapy to cure mitochondrial diseases resulting from mutations in mitochondrial genes. We demonstrated that human mitochondria internalize tRK1 and several of its mutant versions in vitro and in vivo. We next used cybrid cell lines bearing mutation A8344G in the tRNALys gene (causing the MERRF syndrome). These cybrid lines are known to be respiratory deficient. Importable tRK versions were expressed in these cells and the clones expressing the transgenic tRNAs above a certain threshold level were shown to have partially recovered from their respiratory defect
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Haut, Sandrine. „Place de la biologie moléculaire dans le diagnostic des cytopathies mitochondriales“. Paris 5, 1998. http://www.theses.fr/1998PA05P151.
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Addo, Mathew Glover. „Identification of new nuclear genes involved in the mitochondrial genome maintenance“. Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112065.
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Sous le terme de maladies mitochondriales, on désigne des maladies multi-systémiques ou à expression tissu-spécifique dues à un déficit de la phosphorylation oxydative qui est assurée par le fonctionnement de 5 complexes protéiques enzymatiques (chaîne respiratoire) parmi lesquelles 13 sous-unités sont codées par le génome mitochondrial, les autres par le génome nucléaire. Ces pathologies recouvrent donc en pratique des maladies génétiques par mutation de l’ADN mitochondrial (ADNmt) mais aussi des maladies génétiques à hérédité mendélienne classique. Dans les cytopathies mitochondriales liées à des mutations de gènes nucléaires, il existe deux sortes de gènes (i) à effet direct correspondant à des gènes codant pour les sous-unités protéiques de la chaîne respiratoire ou leur assemblage, et (ii) à effet indirect correspondant à des gènes codant pour des protéines impliquées dans le maintien et la réplication de l'ADN mitochondrial. Des mutations dans cette dernière classe de gènes peuvent s'accompagner d'anomalies quantitatives ou qualitatives de l'ADNmt : déplétion de l'ADNmt (réduction majeure du nombre de molécules d'ADNmt) et délétions multiples.Après des dosages enzymatiques de l’activité des complexes respiratoires mitochondriaux chez les patients, le ou les types de complexes altérés sont connus. Un grand nombre de gènes mutés responsables de pathologies mitochondriales ont été identifiés, tous codant des constituants des différents complexes de la chaîne respiratoire. Ces dernières années, le groupe d’Agnès Rötig (Hôpital Necker, Paris) a identifié de nouveaux gènes grâce à une approche gènes candidats ou grâce à des tours de génome de familles consanguines de patients qui permettent de délimiter une région chromosomique portant la mutation à l’état homozygote. La validation de l’effet délétère de la mutation identifiée se fait en général en utilisant des organismes modèles d’étude comme les cellules humaines en culture ou bien la levure. Cependant, il reste un grand nombre de cas où la mutation n’a pas pu être identifiée, soit parce que le déficit de tel ou tel complexe ne met pas en jeu un des composants connus de ce complexe ou bien plusieurs complexes de la chaîne respiratoire sont déficitaires mettant en jeu, dans un grand nombre de cas, le maintien de l’ADN mitochondrial pour lequel peu de gènes sont connus.Au laboratoire d’Orsay, nous disposons de deux organismes modèles d’étude, la levure S. cerevisiae et le nématode C. elegans. La levure S. cerevisiae est l’organisme modèle de choix pour étudier les fonctions mitochondriales grâce à ses caractéristiques comme la respiration facultative, mais aussi et surtout par la puissance de sa génétique et le fait que les mitochondries peuvent être transformées. Cependant de par sa respiration facultative et sa division clonale, elle ne se prête pas facilement à des études sur la stabilité de l’ADNmt. En effet, S. cerevisiae perd très facilement son ADNmt après inactivation d’un grand nombre de gènes impliqués dans pratiquement toutes les voies de la biogenèse mitochondriale. Cette levure ne peut donc pas être utilisée de façon simple pour l’étude de la transmission de l’ADN mitochondrial. C’est pourquoi nous nous sommes alors intéressés à l’autre organisme modèle développé au laboratoire, le nématode C. elegans dont ses caractéristiques en font un excellent modèle complémentaire à la levureMitochondrial respiratory chain diseases of nuclear origin represent one of the major causes of metabolic disorders. These diseases are characterized by a huge clinical and genetic heterogeneity which is a major problem in identifying the disease causing gene. Although several gene mutations have already been found in some patients or families, the disease causing gene of the majority is yet to be determined. The overall structure and gene content of the mitochondrial genome and the proteins required for mtDNA transactions are largely conserved from yeast to human offering the opportunity to use animal models to understand the molecular basis of mitochondrial dysfunctions. To expand the number of human candidate genes of mitochondrial diseases involved in mtDNA maintenance, we have developed in this study, the nematode Caenorhabditis elegans as a model organism to identify new proteins involved in mtDNA maintenance by combining RNAi and ethidium bromide exposure. We have developed a large-scale screening method of genes required for mtDNA maintenance in the worm and initially indentified four new C. elegans genes (atad-3, dnj-10, polrmt, phi-37 and immt-1) involved in mtDNA stability. The human homologs of these genes (ATAD3, DNAJA3, POLRMT and ATP5A1) can be now considered as candidate genes for patients with quantitative mtDNA deficiencies. Using our screening design we have begun to screen all the C. elegans genes encoding mitochondrial proteins. Of the 721 estimated C. elegans mitochondrial genes homologous to human genes, we have tested 185 genes and found that 41 genes are required for the maintenance of the mitochondrial genome in post mitotic cells. These genes fall into three main functional categories of metabolism, protein synthesis and oxidative phosphorylation. Finally, in this study, we investigated the reversibility of mtDNA depletion with drugs to counteract POLG dificiency. Three molecules, Chlorhexidine, Resveratrol and Bezafibrate, have been tested to restore normal mtDNA content and worm life cycle. These experiments hold promise for future work using C. elegans as a pharmacological model for mitochondrial diseases.Altogether, the data generated in this work is a starting point for promising advances in the mitochondrial field, showing the relevance of the nematode as a model organism to study fundamental processes as well as human health research
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Lejay, Anne. „Ischémie critique chronique des membres inférieurs : implication mitochondriale chez l'Homme et mise au point d'un modèle murin permettant l'évaluation de conditionnements pharmacologiques“. Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ078/document.
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L’ischémie critique chronique définit un stade avancé d’insuffisance artérielle chronique. Le diagnostic d’ischémie critique chronique nécessite trois éléments : des signes cliniques, des mesures de perfusion artérielle témoignant de l’ischémie, ainsi qu’une durée des symptômes supérieure à 15 jours. Nous avons mis au point un modèle d’ischémie critique chronique valide chez la souris, et reproduisant au plus proche les lésions observées chez l’homme, en réalisant une ligature fémorale droite associée à une ligature iliaque droite 4 jours plus tard. Nous avons ensuite étudié à partir de ce modèle l’atteinte mitochondriale liée à l’ischémie critique chronique, notamment l’altération de la fonction respiratoire mitochondriale, la diminution de la capacité de rétention calcique, et la production de radicaux libres. Nous avons testé différents protocoles de conditionnement pharmacologique et avons mis en évidence un effet protecteur de la N acétyl cystéine, des statines et de la L arginine. Les voies de protection RISK et SAFE seraient potentiellement impliquées dans cet effet protecteurCritical limb ischemia defines an advances stage of peripheral arterial disease and peripheral arterial insufficiency. The diagnosis of critical limb ischemia requires three elements: clinical signs, arterial perfusion measures demonstrating the level of ischemia, as well as a duration of symptoms for more than 15 days. We developed a critical limb ischemia model in mice, nearly mimicking human pathology, by right femoral artery ligatuon followed by right artery ligation 4 days later. We then studied from this model the mitochondrial impairment associted with critical limb ischemia, including impaired mitochondrial respiratory function, reduced calcium retention capacity, and increased production of free radicals. Once these changes highlighted, we wanted to test different pharmacological conditioning, in order to identify protective molecules in critical limb ischemia. We thus demonstrated a protective effetct of N acetyl cysteine, statins and L-arginine. The protection pathways RISK and SAFE may be involved in this protective effect
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Baratli, Yosra. „Etude de la toxicité des nanoparticules d'oxyde de fer (Fe3O4) chez le rat : analyses mitochondriales et du stress oxydant“. Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ023/document.
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L’objectif de notre travail consiste à caractériser des nanoparticules d’oxyde de fer (Fe3O4) et étudier leur toxicité aiguë chez le rat Wistar. Nos résultats ont montré que l’administration orale aiguë des Fe3O4, entraîne une altération dose- et temps-dépendante des paramètres du stress oxydant ainsi qu’une atteinte hépatique. En ce qui concerne l’étude in vitro sur des mitochondries isolées, nos résultats ont montré que ces nanoparticules n’altèrent ni les différents complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale ni le couplage mitochondrial, et ceci dans aucun des organes étudiés (cerveau, cœur, poumon, foie et reins) et quelle que soit la concentration utilisée (100, 200, 300 et 500 μg/ml), alors que les mitochondries hépatiques isolées des rats âgés (18 mois), une altération est observée au niveau de tous les complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale hépatique ainsi que pour le couplage mitochondrial quelle que soit la concentration utilisée (250, 300 et 350 μg/ml) alors que pour les rats jeunes (3mois) on n’observe aucune altérationThe objective of our work is to characterize iron oxide nanoparticles (Fe3O4) and study their acute toxicity in Wistar rats. Our results showed that acute oral administration of Fe3O4, results in a dose and time-dependent alteration of oxidative stress parameters as well as liver damage. Regarding the in vitro study on isolated mitochondria, our results showed that these nanoparticles do not adversely affect the various complexes of the mitochondrial respiratory chain or mitochondrial coupling in any of the organs studied (brain, heart, lung, liverand kidneys) and regardless of the concentration used (100, 200, 300 and 500 μg/ml) while the isolated liver mitochondria from aged rats (18 months), an alteration is observed at all the complexes of the liver mitochondrial respiratory chain as well as the mitochondrial coupling regardless of the concentration used (250, 300 and 350 μg/ml), whereas for the young rats (3 months) no change is observed
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M'Baya-Moutoula, Eléonore. „Impact de la signalisation calcique dans les maladies de la chaine respiratoire mitochondriale : étude du déficit du complexe II associé au syndrôme de Leigh“. Paris 5, 2009. http://www.theses.fr/2009PA05T053.
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Nonobstant les avancées des connaissances sur les bases génétiques de la phosphorylation oxydative (OXPHOS) liées aux maladies les facteurs déterminants à la moléculaire et / ou cellulaire, pour dysfonctionnement de tissus spécifiques ne sont pas complètement compris. Nous avons étudié les événements cellulaires associés, déficit du complexe II de respiratoire mitochondriale dans deux modèles: fïbroblastes humains issus d'un patient avec mutation SDHA (succinate dehydrogenase subunit A) et les fïbroblastes et les cellules neuronales dérivées des cellules chroniquement traitées avec des inhibiteurs du complexe II. La mutation ou l'inhibition du complexe II ont été présentés afin de déterminer une augmentation importante signaux Ca2+ basal et provoqué par des agonistes dans le cytosol et les mitochondries, en parallèle avec le dysfonctionnement mitochondrial (la perte du potentiel de membrane mitochondrial (Δψmit), réduction de la production de l'ATP mitochondrial ([ATP]mt) et des espèces réactives d'oxygène (ROS)). Le surcharge Ca2+ Cytosolique et mitochondrial a été associé à: i / une baisse l'expression de SERCA2b et PMCA; ii / augmentation de la fuite du Ca2+ RE; iii / diminution de la motilité mitochondriale; iv / augmentation des sites contacts RE-mitochondrie et v / augmentation de la capacité d'absorption du calcium mitochondrial. Fait intéressant, nous avons montré que les cellules déficientes en complexe II ont développé une production d'ATP glycolytique Ca2+ dépendant. En outre, l'augmentation de la charge Ça2 *mitochondriale a lieu avant la perte Aymit et a été montré pour être impliquée dans le développement de la pathologie mitochondriale. Ces résultats ont révélés l'importance de la signalisation Ca2+ dans le contrôle des bioénergétiques cellulaires liés au déficit complexe II de la chaîne respiratoire. Nos résultats peuvent contribuer à la compréhension de la pathologie liée à la carence en complexe II et des maladies de la chaîne respiratoire mitochondriale en généralDespite advanced knowledge on the genetic basis of oxidative phosphorylation (OXPHOS)-related diseases, the molecular and/or cellular detenninants for tissue specific dysfunction are not completely understood. We studied the cellular events associated with initochondrial respiratory complex II deficiency in two models: human fibroblasts derived from a patient harbouring SDHA (succinate dehydrogenase subunit A) mutation and fibroblasts and neuronal derived cells treated chronically with complex II inhibitors. Mutation or inhibition of complex II were shown to determine a large increase of basal and agonist-evoked Ca2+ signals in the cytosol and the mitochondria, in parallel with initochondrial dysfunction (membrane potential (Δψmit) loss, [ATP] reduction and Reactive Oxygen Species (ROS) production). Cytosolic and initochondrial Ca2+ overload was shown to be associated with: i/ down- expression of SERCA2b and PMCA; ii/ increased ER Ca2+ leakage; iii/ decreased initochondrial motility; iv/ increased ER-mitochondria contact sites; and v/ increased initochondrial calcium uptake capacity. Interestingly, we showed that complex II deficient cells developed a Ca2+ dependent glycolytic ATP production. Moreover, increased mitochondria! Ca2+ load occurred prior to Av|/nl), loss and was shown to be implicated in the development of initochondrial pathology. These results revealed the importance of Ca2+ signalling in the control of the cellular bioenergetics outcomes linked to respiratory chain complex II deficiency. Our findings may help in the understanding of the pathology linked to complex II deficiency and to mitochondrial respiratory chain diseases in general
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Caubère, Céline. „Molecular and functional interactions between apolipoprotein O and caveolin 3 in the heart : implication in the development of metabolic disorder-associated cardiomyopathy“. Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2755/.
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L'apolipoprotéine O (ApoO) est une nouvelle apolipoprotéine connue pour être régulée positivement dans le cœur de l'obèse et du diabétique. Dans cette thèse, nous montrons que l'ApoO est une protéine mitochondriale qui interagit avec l'adénine nucléotide translocase (ANT), une protéine régulatrice du pore de perméabilité de transition mitochondrial (mtPTP). Ce pore, crucial pour le destin de la cellule, peut en situation d'ouverture permanente induire la mort cellulaire par apoptose ou nécrose. Toutefois, une ouverture transitoire du pore est associée à des régulations homéostatiques ioniques. Nous rapportons ici que l'ApoO par son interaction avec l'ANT, conduit à l'ouverture ménagée du mtPTP, induisant un découplage de la respiration mitochondriale, un shift métabolique de la cellule cardiaque vers l'entrée, l'oxydation et l'accumulation massive de lipides, conduisant in fine à la lipotoxicité cardiaque, à la dysfonction mitochondriale et à l'apoptose des cellules. Néanmoins, la fonctionnalité de l'ApoO apparaît régulée par la cavéoline 3 (Cav-3), une protéine bien connue pour son rôle dans l'homéostasie lipidique, dans la régulation des processus cellulaires et dans les mécanismes de cardioprotection. Nous montrons que la Cav-3 est augmentée par la surexpression de l'ApoO via une voie dépendante du cholestérol. Le stress métabolique induit par l'action de l'ApoO sur le mtPTP conduit à une translocation de Cav-3 à la mitochondrie où elle interagit avec l'ApoO. Cette interaction est cruciale pour le maintien du cycle ouverture-fermeture du mtPTP, car elle module l'interaction ApoO-ANT, rétablit une respiration couplée à la production ATP, permettant ainsi à la cellule cardiaque de retrouver un métabolisme efficace, de réduire la dysfonction mitochondriale et la mort cellulaire. Les rôles de l'ApoO et de la Cav-3 dans l'homéostasie mitochondriale suggèrent de nouvelles stratégies pour contrôler les situations pathophysiologiques associées aux dysfonctions mitochondriales, telles que les désordres métaboliques et les cardiomyopathiesWith the dramatic modification of the lifestyle in the last century, new pandemic public health issues have emerged. The increase in the prevalence of obesity and its strong association with cardiovascular diseases has aroused interest in the understanding of mechanisms linking metabolic disorders and cardiac dysfunctions. It has recently emerged that cardiac altered energy metabolism, lipotoxicity, insulin resistance and mitochondrial alterations are leading causes in the development of metabolic or diabetic cardiomyopathy. Through a functional genomics study aimed at identifying genes differentially regulated in the heart by obesity, we discovered a new apolipoprotein (ApoO) which is also overexpressed in the myocardium from diabetic patients. In attempt to uncover how changes in the expression of this protein relate to modifications of cardiac function, we used cardiac myoblasts, human heart samples a well as cardiac specific transgenic mouse lines constitutively expressing ApoO at physiological levels. We show that ApoO localizes within mitochondria and induces mitochondrial dysfunction in mouse and human heart. ApoO interacts with adenine nucleotide translocase (ANT) which is known as mitochondrial permeability transition pore (mtPTP) regulator. This interaction enhances mtPTP opening, thereby inducing "mild uncoupling". Consequently, mitochondrial respiration, oxidative phosphorylation and fatty acid metabolism are enhanced. This cascade of events generates a mitochondrial metabolic sink whereby cells accumulate lipids and lipotoxic byproducts leading to apoptosis, loss of cardiac cells and cardiomyopathy, mimicking the metabolic phenotype of the diabetic heart. As a spin-off of these observations, we proposed a model for the original molecular mechanisms accounting for ApoO induced mitochondrial dysfunction and lipotoxicity. Besides, we observed that ApoO expressing cardiomyocytes develop adaptive mechanisms to protect cells from the ApoO-induced excessive oxidative metabolism. As revealed in human auricular heart samples and expression database from human heart ventricles, Caveolin-3 (Cav-3) expression is positively correlated to ApoO levels. Cav-3, the main caveolin isoform in cardiac myocytes, is known to have scaffolding domains that anchor and regulate the function of proteins, thereby modulating a variety of cellular processes. These properties make Cav-3 as an actor for cardiac protection. Interestingly, ApoO-induced metabolic stress, both in mouse heart and in vitro in cardiac cells, leads to a rise in Cav-3 levels and its translocation to mitochondria where it interacts with ApoO, through a direct association between the C-terminal scaffolding domain of Cav-3 and the specific aromatic caveolin binding motif (CBM) of ApoO. Blue native polyacrylamide gel electrophoresis of mouse heart mitochondrial protein complexes reveals that ApoO and Cav-3 are present in the same macromolecular complex with known mtPTP regulators. We show that ApoO and Cav-3 interaction results in a protective effect through reduction of ApoO-induced mild uncoupling and consequently restoration of coupled respiration and reduction in apoptosis. Site-directed mutagenesis in ApoO CBM domain prevents its interaction with Cav-3 and led to a loss of Cav-3-mediated protection, as reflected by strongly enhanced uncoupling which is considered as one hallmark of mitochondrial dysfunctions. Therefore, the involvement of ApoO and Cav-3 in mitochondrial homeostasis may reveal novel strategies to control pathophysiological situations involving mitochondrial dysfunctions, such as metabolic disorders and cardiomyopathies
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Simon-Lombes, Anne. „Investigations moleculaires des maladies mitochondriales humaines“. Paris 5, 1997. http://www.theses.fr/1997PA05N003.
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Barthélémy, Cyrille. „Variations spontanées et induites du nombre de copies de l'ADN mitochondrial“. Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077125.
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Allard, Julien. „Mise en évidence de l'implication de différents mécanismes dans la survenue de la stéatose hépatique d'origine médicamenteuse en absence de dysfonction mitochondriale sévère“. Thesis, Rennes 1, 2020. http://www.theses.fr/2020REN1B010.
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La stéatose est une lésion hépatique rapportée avec de nombreux médicaments. Des études antérieures ont montré qu'une altération sévère de la β-oxydation mitochondriale des acides gras (mtFAO) conduit constamment à une accumulation de lipides dans le foie. Cependant, on en sait beaucoup moins sur le(s) mécanisme(s) de la stéatose induite par les médicaments en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, bien que des études antérieures aient suggéré l'implication d'une inhibition légère à modérée de la mtFAO, une augmentation de la lipogenèse de novo (LDN) et une altération de la sécrétion des very low-density lipoprotein (VLDL). L'objectif de notre étude, principalement réalisée dans la lignée cellulaire humaine HepaRG, était d'étudier ces 3 mécanismes avec 12 médicaments capables d'induire une stéatose chez l’homme : l'amiodarone (AMIO, utilisé comme contrôle positif), l'allopurinol (ALLO), la D-pénicillamine (DPEN), le 5-fluorouracile (5FU), l’indinavir (INDI), l’indométhacine (INDO), le méthimazole (METHI), le méthotrexate (METHO), la nifédipine (NIF), la rifampicine (RIF), le sulindac (SUL) et la troglitazone (TRO). Les cellules hépatiques ont été exposées à des médicaments pendant 4 jours avec des concentrations induisant une perte d'ATP cellulaire toujours inférieure à 30% par rapport aux témoins et ne dépassant pas 100xCmax. Parmi les 12 médicaments, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL et TRO ont induit une stéatose dans les cellules HepaRG. AMIO, INDO et RIF ont diminué le mtFAO. AMIO, INDO et SUL ont induit la LDN. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF et TRO ont altéré la sécrétion des VLDL. Ces 7 derniers médicaments ont réduit les niveaux d'ARNm des gènes jouant un rôle majeur dans l'assemblage des VLDL et induit également un stress du réticulum endoplasmique (RE). Ainsi, en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, la stéatose induite par les médicaments peut être déclenchée par différents mécanismes, bien que l'altération de la sécrétion de VLDL semble plus fréquemment impliquée, peut-être en raison d’un stress du RESteatosis is a liver lesion reported with numerous pharmaceuticals. Prior studies showed that severe impairment of mitochondrial fatty acid oxidation (mtFAO) constantly leads to lipid accretion in liver. However, much less is known about the mechanism(s) of drug-induced steatosis in the absence of severe mitochondrial dysfunction, although previous studies suggested the involvement of mild-to-moderate inhibition of mtFAO, increased de novo lipogenesis (DNL) and impairment of very low-density lipoprotein (VLDL) secretion. The objective of our study, mainly carried out in human hepatoma HepaRG cells, was to investigate these 3 mechanisms with 12 drugs able to induce steatosis in human: amiodarone (AMIO, used as positive control), allopurinol (ALLO), D-penicillamine (DPEN), 5-fluorouracil (5FU), indinavir (INDI), indomethacin (INDO), methimazole (METHI), methotrexate (METHO), nifedipine (NIF), rifampicin (RIF), sulindac (SUL) and troglitazone (TRO). Hepatic cells were exposed to drugs for 4 days with concentrations inducing loss of cellular ATP always below 30% of the controls and not exceeding 100xCmax. Among the 12 drugs, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL and TRO induced steatosis in HepaRG cells. AMIO, INDO and RIF decreased mtFAO. AMIO, INDO and SUL enhanced DNL. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF and TRO impaired VLDL secretion. These 7 drugs reduced the mRNA levels of genes playing a major role in VLDL assembly and also induced endoplasmic reticulum (ER) stress. Thus, in the absence of severe mitochondrial dysfunction, drug-induced steatosis can be triggered by different mechanisms, although impairment of VLDL secretion seems more frequently involved, possibly as a consequence of ER stress