Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Récepteurs de sucres“

L’obésité est considérée comme une pandémie responsable de plusieurs millions de morts dans le monde depuis de nombreuses années. Fin 2019 est apparue la maladie à Coronavirus 2019 (COVID-19) qui a provoqué la mort de plus d’un million de personnes en moins d’un an. De nombreuses études suggèrent que l’obésité pourrait être un paramètre clé dans l’apparition des formes graves de cette maladie émergente. En effet, le SARS-CoV2 infecte l’hôte en se fixant aux récepteurs ACE2 présents à la surface des cellules et entraîne une sécrétion excessive de cytokines pro-inflammatoires notamment l’IL-1, l’IL-6 et le TNF-α qui conduisent au développement d’un syndrome de détresse respiratoire aigu (SDRA). Il paraît essentiel d’élaborer des stratégies préventives efficaces pour protéger cette partie de la population du risque de développer une forme grave de COVID-19. L’alimentation cétogène, pauvre en sucres et riche en lipides, présente d’intéressantes propriétés, à la fois pour la lutte contre l’obésité mais également contre les infections sévères. Cet article fait le point sur les dernières avancées scientifiques qui permettent d’envisager l’alimentation cétogène comme une stratégie préventive visant à diminuer le développement de l’obésité et à renforcer le système immunitaire, deux actions clés dans la lutte contre l’infection au SARS-CoV2 et le développement de formes graves de COVID-19.

L’interleukine (IL)-17A puis l’IL-17F ont été découvertes tour à tour pour leur rôle joué dans les maladies inflammatoires chroniques. Elles ont une homologie de séquence d’environ 50 % et partagent le même récepteur formé des chaînes IL-17RA et IL-17RC. Si elles ont des effets pro-inflammatoires assez similaires, il existe néanmoins quelques différences selon le type cellulaire considéré et selon la présence ou non de TNF, autre cytokine avec laquelle elles ont une synergie d’action. La troisième variable venant moduler leurs effets réside dans les interactions entre cellules immunes et cellules stromales, qui, là encore, varient selon le type de cellules stromales. La mise en évidence de leur rôle dans le psoriasis a notamment conduit au développement d’inhibiteurs de l’IL-17A, puis à la fois de l’IL-17A et de l’IL-17F et enfin d’un de leurs récepteurs. Ces inhibiteurs sont utilisés avec succès dans cette pathologie, et leur indication a été étendue progressivement au rhumatisme psoriasique et à certaines formes de spondylarthrite. Enfin, la récente compréhension de l’importance des cellules stromales dans la réaction inflammatoire chronique permet d’expliquer l’efficacité variable de ces biothérapies dans certaines pathologies.

L’idée de traiter les diabètes sucrés par des hormones intestinales a été proposée dès les débuts de l’endocrinologie, en 1902, mais ne sera mise en pratique qu’au début des années 2000. La mise en évidence d’une majoration de la sécrétion d’insuline après l’administration de glucose par voie orale par rapport à son administration intraveineuse, connue sous le nom « d’effet incrétine », a été suivie de la découverte des deux principales hormones intestinales responsables de cet effet : le GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide) et le GLP-1 (glucagon-like peptide-1). La réduction de l’effet incrétine contribue à la pathogenèse du diabète de type 2, ce qui a conduit à développer des thérapies innovantes successives, comme les analogues du GLP-1, les agonistes du récepteur du GLP-1, les co-agonistes GIP / GLP-1 et les triagonistes GIP / GLP-1 / glucagon. Ces médicaments aux effets hypoglycémiants et pondéraux puissants ont modifié radicalement notre prise en charge thérapeutique du diabète de type 2 et de l’obésité.

Les polysaccharides à base de mannose sont très largement répandus dans le monde vivant. D’un organisme à un autre, la longueur du squelette de mannose, le type de liaison entre les sucres, la composition et la longueur des ramifications sont extrêmement variables et confèrent à ces polymères des propriétés fonctionnelles et biologiques différentes. Au-delà de leur rôle structural ou encore de capteur de molécules d’eau dans les plantes, ils participent en particulier à la glycosylation des protéines et sont clairement impliqués dans les phénomènes d’interaction ligand-récepteur. Certains polymères de mannose viraux ou bactériens hautement conservés sont ainsi, chez les animaux supérieurs, reconnus très rapidement par l’hôte qui se défend en initiant une réponse non spécifique, dite « réaction immunitaire innée ». Plutôt reliées par les liaisons α chez les virus, les bactéries et les levures, les unités de mannose sont reliées par des liaisons β chez les végétaux supérieurs. Les β-mannanes sont présents dans tous les produits d’origine végétale, et à des teneurs particulièrement élevées dans certaines familles (palme, guar, coprah) et certains tourteaux utilisés en alimentation animale. Leurs propriétés anti-nutritionnelles observées chez les porcs et les volailles s’expliqueraient principalement par l’apparition d’inflammation intestinale induisant des baisses de performances, des baisses d’efficacité alimentaire et une augmentation des dépenses énergétiques associées à la mise en œuvre du système immunitaire.

<p><strong>ABSTRACT</strong></p><p><strong>Background:</strong> Increased prescribing of proton pump inhibitors (PPIs) in the past few decades can be attributed mainly to long-term use of this type of therapy. Recent evidence indicates signals of harm associated with long-term use of PPIs, such as increased risk of Clostridium difficile infection, recurrence of C. difficile infection, and fracture. A few studies have assessed the effectiveness of step-down management of patients receiving long-term PPI therapy in ambulatory care settings. However, it is unknown whether PPIs can be discontinued in older people without return of gastrointestinal symptoms.</p><p><strong>Objectives:</strong> To determine the proportion of residents receiving long-term PPI therapy who were able to discontinue the drug without experiencing gastrointestinal symptoms warranting recommencement of the PPI or initiation of a histamine-2 receptor antagonist.</p><p><strong>Methods:</strong> The records of residents who had been taking a PPI for longer than 6 months at a single residential care site were audited by one pharmacist to determine the PPI indication. For residents who fit the criteria for discontinuation (no indication for long-term PPI therapy, not currently experiencing gastrointestinal symptoms, no previous trial of PPI discontinuation without success, and no anxiety when medications are discontinued), the pharmacist faxed a recommendation to discontinue PPI therapy without tapering to the physicians’ offices. For cases in which the recommendation was accepted, 3 pharmacists followed the residents weekly for 8 weeks to assess whether gastrointestinal symptoms returned.</p><p><strong>Results:</strong> The pharmacist identified 28 residents who fit the criteria, and the recommendation to discontinue therapy was accepted for 27. At 8 weeks after the intervention, 19 (70%) of these residents were still asymptomatic and did not require re-initiation of medications to manage their gastrointestinal symptoms.</p><p><strong>Conclusions:</strong> These results support discontinuation of long-term PPI therapy for older people who fit the criteria for discontinuation. The study provided limited evidence to support the use of tapering. However, tapering can be used to identify the lowest effective dose and may increase patient comfort with deprescribing. Further research is needed to determine the effects of and best approaches to PPI discontinuation in older populations.</p><p><strong>RÉSUMÉ</strong></p><p><strong>Contexte :</strong> L’augmentation des prescriptions d’inhibiteurs de la pompe à protons (IPP) au cours des dernières décennies peut être attribuée principalement à l’utilisation à long terme de ce type de traitement. Des données récentes indiquent que l’utilisation à long terme des IPP comporte des dangers potentiels, notamment une augmentation du risque d’infection par Clostridium difficile, de récurrence de cette infection et de fracture. Quelques études ont évalué l’efficacité de la déprescription des IPP chez des patients recevant un traitement prolongé en milieu ambulatoire. Cependant, on ne sait pas s’il est possible de cesser l’utilisation d’IPP chez le patient âgé tout en évitant la réapparition de symptômes gastro-intestinaux.</p><p><strong>Objectif :</strong> Déterminer la proportion de résidents pour qui l’on a été en mesure de cesser le traitement à long terme par IPP sans qu’apparaissent des symptômes gastro-intestinaux nécessitant la reprise du traitement par IPP ou l’amorce d’un traitement par antagoniste des récepteurs H2 de l’histamine.</p><p><strong>Méthodes :</strong> L’étude a eu lieu dans un seul centre d’hébergement et de soins de longue durée. Un pharmacien y a analysé les dossiers médicaux des résidents qui prenaient des IPP depuis plus de six mois afin de déterminer l’indication du médicament. Pour les résidents répondant aux critères de déprescription (aucune indication pour un traitement d’entretien, aucun symptôme gastro-intestinal à l’heure actuelle, aucune tentative antérieure de déprescrire un IPP en vain et aucune réaction anxieuse à l’arrêt de traitements), le pharmacien a envoyé par télécopieur aux bureaux des médecins un document recommandant l’interruption du traitement par IPP sans posologie dégressive. Dans les cas où la recommandation a été acceptée, trois pharmaciens ont suivi hebdomadairement les résidents pendant huit semaines afin de vérifier si des symptômes gastro-intestinaux réapparaissaient.</p><p><strong>Résultats :</strong> Le pharmacien a repéré 28 résidents répondant aux critères et la recommandation d’interruption de traitement a été acceptée pour 27 d’entre eux. Huit semaines après l’intervention, 19 (70 %) de ces résidents étaient toujours asymptomatiques et n’ont pas eu besoin qu’on leur prescrive de nouveau des médicaments pour traiter des symptômes gastro-intestinaux.</p><p><strong>Conclusions :</strong> Ces résultats viennent appuyer l’interruption du traitement à long terme d’IPP chez le patient âgé qui répond aux critères d’interruption. Cette étude n’a founi que peu de preuves qui appuient le recours à la posologie dégressive. Cependant, celle-ci peut servir à déterminer quelle est la plus faible dose efficace et elle peut aider les patients à être plus à l’aise avec l’interruption du traitement. Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour préciser les conséquences de l’arrêt des IPP chez les personnes âgées et la meilleure approche à cette fin.</p>

Les foldamères d'oligoamides aromatiques sont des structures abiotiques qui se replient en structures secondaires telles que des hélices et des feuillets que l'on peut rencontrer dans les protéines. Il est possible de contrôler leurs architectures pour qu'elles adoptent des conformations en hélices, capsules ou cônes, en tirant parti de leur rigidité, et créer au sein de ces edifices des interactions non covalentes capables de lier sélectivement des molécules invitées. Ces propriétés ouvrent la voie vers la conception d'objets moléculaires avancées capables de réaliser des fonctions complexes, telles que le transport moléculaire et la reconnaissance sélective d'invités. Ce travail de thèse se concentre sur deux de ces systèmes : (1) la caractérisation des mouvements en cascade interdépendants entre un macrocycle et une hélice le long d'un axe dans une machine moléculaire de type foldarotaxane, dont les stimuli sont le pH et la concentration, et (2) le développement d’un récepteur en forme de cône hélicoïdal à double brins pour la reconnaissance de glucides, répondant aux limitations des capsules traditionnelles construites par des foldamères. (1) Un foldarotaxane se forme par l'auto-assemblage d'un foldamère hélicoïdal et d'un macrocycle autour d'un axe moléculaire en forme de haltère. L'axe comporte deux stations pour le macrocycle, l'une plus attractive à pH bas et l'autre à pH élevé. L'hélice possède également deux sites de liaison de longueurs différentes. La station la plus attractive se situe près du second site du macrocycle, entraînant ainsi une compétition entre le macrocycle et l'hélice pour cette position à pH élevé. Dans ce travail, il est exposé comment, sous l'influence du pH, le macrocycle induit le mouvement de l'hélice sur la tige, lorsque l'on se trouve à faibles concentrations, tandis qu'à des concentrations plus élevées, la dissociation et le réassemblage rapides de l'hélice conduisent à une navette supramoléculaire compartimentée. L'hélice et le macrocycle peuvent se retrouver piégés dans des régions de l'axe où ils ont une faible affinité. (2) Les capsules de foldamères oligoamides aromatiques offrent une complémentarité de formes précise pour la reconnaissance de substrat et limitent l'exposition de l'invité au solvant. Cette encapsulation restreint toutefois leurs applications telles que la liaison de molécules plus grandes (par exemple, des protéines glycosylées) ou les transformations chimiques sélectives. Pour remédier à cela, nous avons développé un récepteur en forme de cône hélicoïdal à deux brins moléculaires en modifiant la conception de la capsule et en empêchant la dimérisation des cônes hélicoïdaux simples. Ce nouveau récepteur, incorporant une unité en coude dans le squelette même du foldamère, a été synthétisé et son affinité de liaison ainsi que sa sélectivité envers divers monosaccharides et disaccharides ont été testé
Aromatic oligoamide foldamers are abiotic backbones that fold into secondary structures such as helices and sheets, similar to proteins. They can adopt defined conformations such as helices, capsules, and cones, leveraging their rigidity, torsional flexibility, and noncovalent interactions to selectively bind specific guests. These versatile properties open pathways for designing advanced molecular architectures that can perform complex functions, such as molecular shuttling and selective guest recognition. This work focuses on two such systems: (1) characterizing the interdependent cascading motions between a macrocycle and helix along a thread in a foldarotaxane-molecular machine under pH stimuli and variable concentration, and (2) developing a double helical cone-shaped receptor for carbohydrate binding, addressing the limitations of traditional foldamer capsules. (1) A foldarotaxane forms through the self-assembly of a helical foldamer and a macrocycle around a dumbbell-shaped molecular axle. The axle contains two stations for the macrocycle, one of which is more attractive at low pH, while the other becomes favoured at high pH. Similarly, the helix has two binding stations of different lengths, and the more attractive station is located near the second macrocycle station, creating competition between the helix and macrocycle at higher pH. Under low concentrations and pH stimuli, the macrocycle translates the helix along the axle. At higher concentrations, faster helix disassembly and reassembly lead to a compartmentalized supramolecular shuttle where the helix and macrocycle can be trapped in regions of lower affinity. (2) While aromatic oligoamide foldamer capsules offer precise shape complementarity, they limit guest exposure to the solvent, restricting applications such as binding larger molecules (e.g., glycosylated proteins) or selective chemical transformations. To address this, we developed a double helical cone-like receptor by modifying the capsule design and preventing the dimerization of single helical cones. The new receptor, incorporating a turn unit in the foldamer backbone, was tested for its binding affinity and selectivity toward various monosaccharides and disaccharides

Le récepteur au goût sucré est un hétérodimère composé de 2 sous-unités appelées T1R2 et T1R3. Chaque sous-unité appartient à la famille des récepteurs couplés aux protéines G de la classe C. Les membres de cette famille de récepteurs partagent une architecture commune, constituée d’un domaine N-terminal (DNT) de grande taille lié au domaine transmembranaire par une région riche en cystéine. Il a été montré que les DNT de T1R2 et T1R3 de souris étaient capables de lier des sucres naturels (saccharose et glucose) et le sucralose, avec des affinités distinctes et avec différents changements de conformation du domaine induits la fixation du ligand (Nie et al., Curr Biol, 2005). Cependant, les propriétés de liaison du DNT de T1R3 humain, ainsi que la contribution respective des 2 sous-unités dans la fonctionnalité du récepteur restent encore largement méconnues. Lors de cette étude, nous avons exprimé les DNT de T1R3 humain (DNT-hT1R3) et de souris à l’aide de la bactérie Escherichia coli, sous forme de protéines insolubles, appelés corps d’inclusion (CI). Les CI ont été purifiés puis solubilisés en utilisant un agent chaotrope. Le transfert des DNT dans leur état natif par un repliement in vitro, nécessite un criblage des conditions de repliement. Pour cela nous avons utilisé une approche factorielle en faisant varier des facteurs tels que le tampon, le pH ou la présence d’additifs. Les protéines repliées ont ensuite été caractérisées par différentes approches parmi lesquelles l’électrophorèse, la filtration sur gel, la fluorescence et le dichroïsme circulaire. Leur fonctionnalité a ensuite été vérifiée en mesurant les variations de l’intensité de fluorescence intrinsèque des protéines engendrées par l’ajout de sucralose. Le dosage d’Ellman a permis de déterminer la présence d’une seule cystéine libre dans DNT-hT1R3, qui a été confirmée, par purification, puis analyse des peptides trypsiques de la protéine. La présence de structures secondaires a été montrée par dichroïsme circulaire. Afin de caractériser les propriétés de liaison de DNT-hT1R3, un marquage fluorescent a été réalisé en utilisant une sonde sensible à l’environnement greffée de manière covalente à la protéine. Nous avons montré que la fixation d’un ligand sur la protéine marquée provoque des modifications conformationnelles qui ont permis de mesurer l’affinité du DNT de T1R3 pour diverses molécules sapides, avec des affinités en accord avec les données sensorielles. Cette étude a également permis de montrer que le calcium et le magnésium étaient capables de se lier à la protéine. Enfin, les propriétés de liaison de certains ligands ont été validées par microcalorimétrie. Ces résultats montrent que le DNT de T1R3 joue un rôle important, jusqu’à présent insoupçonné dans la reconnaissance des composés sucrés
The sweet taste receptor is a heterodimer composed of two subunits called T1R2 and T1R3. Each subunit belongs to the class C of G protein-coupled receptors and is constituted by a large extracellular N-terminal domain (NTD) linked to the transmembrane domain by a cysteine-rich region. It has been shown that T1R2 and T1R3 NTDs are both able to bind natural sugars and sucralose with distinct affinities and undergo ligand-dependent conformational change (Nie et al., Curr Biol, 2005). However, the binding properties of T1R3 NTD and the relative contribution of the two subunits to the heterodimeric receptor function remained largely unknown. To characterize the binding properties of each subunit in greater depth a large quantity of proteins is required to use biochemical, biophysical and structural approaches. To accomplish this goal, we took advantage of bacterial expression strategy, which has been successfully used to produce functional mouse T1R2 and T1R3 NTDs (Nie et al., Curr Biol, 2005). Human T1R3 NTD was expressed in high level in Escherichia coli as insoluble aggregated protein (inclusion bodies). Transferring this protein into its native state by in vitro refolding requires screening to find buffer conditions and suitable additives. We established a factorial screen to detect folded functional T1R3 NTD based on intrinsic tryptophan fluorescence quenching by sucralose (known to bind mT1R3 NTD) and identified positive synergistic interactions between additives on refolding of T1R3 NTD. The soluble T1R3 NTD protein was then purified and characterized using electrophoresis, gel filtration, fluorescence and circular dichroism spectroscopy. T1R3 NTD is properly refolded and able to bind saccharide compounds with physiological relevant affinities. As expected, one free thiol could be measured in T1R3 NTD using Ellman’s assay suggesting that except one, all the cysteines are involved in disulfide linkages. This presence of this free cystein was also confirmed by mass spectrometry identification of the fluorescent peptide resulting from trypsin digestion. This free cysteine was used to covalently attach an environmentally sensitive fluorophore. This study also revealed that calcium and magnesium was able to bind T1R3 NTD. Due to the high quantities of functional NTD T1R3, the interactions with some sweeteners were characterized using microcalorimetry. Interestingly, we confirmed that T1R3 NTD is also able to bind numerous sweeteners with physiological affinities, suggesting that T1R3 NTD plays an important role in sweetener recognition

Chez les animaux et en particulier les insectes, l’alimentation comprend une phase d’examen sensoriel qui précède l’ingestion, afin notamment d’éviter d’ingérer des substances toxiques. Cette détection fait intervenir des cellules spécialisées dans la détection de telles molécules, cellules qui sont généralement qualifiées de sensibles aux goûts « amers ». A l’aide d’observations électrophysiologiques et comportementales, nous avons abordé comment un insecte modèle, la drosophile, était capable de détecter des substances potentiellement toxiques mélangées à des sucres à l’aide de ses neurones gustatifs. Dans une première partie, nous avons étudié la détection de la L-canavanine, qui est un acide aminé non protéique. Cette molécule est toxique pour l’homme comme pour les animaux car elle est confondue par le métabolisme avec un acide aminé, la L-arginine, et intégrée à sa place dans les protéines. En utilisant des constructions génétiques et en particulier le système UAS-Gal4, nous avons montré que la Lcanavanine est détectée par des cellules gustatives qui expriment une protéine réceptrice GR66a, qui est impliquée dans la détection de nombreuses substances amères. Nous avons également montré que, contrairement à la caféine, la détection de L-canavanine nécessite des protéines Gαo fonctionnelles. Nous avons ensuite étudié les interactions sucré-amer. Dans un premier travail, nous avons montré que l’addition de Lcanavanine une solution sucrée n’altérait pas la détection des sucres, contrairement à la strychnine qui peut complètement supprimer la détection du sucre dans les cellules gustatives. Grâce à des ablations spécifiques des cellules détectant l’amer, nous avons pu montrer que cette inhibition était une propriété intrinsèque des cellules sensibles aux. sucres. Les cellules sensibles aux sucres auraient donc des sites récepteurs non identifiés, sensibles à certains ligands amers. Nous avons également abordé des interactions inverses, à savoir l’inhibition de la détection de substances amères par des sucres, en confrontant 4 substances amères (denatonium, berberine, caféine, umbelliferone) à 12 sucres. Les observations que nous avons réalisées montrent que certains sucres exercent un effet inhibiteur sur la détection des molécules amères testées. En utilisant des outils génétiques permettant l’ablation des cellules sensibles aux sucres, nous avons montré que cette inhibition est une propriété intrinsèque des cellules sensibles à l’amer. Cependant, cet effet inhibiteur est loin d’être aussi efficace que l’inhibition des substances amères sur la détection des sucres. Dans une dernière partie, nous avons évalué la modulation de la détection gustative à l’aide d’analogues d’une neuro-hormone, la leucokinine, connue pour ses effets sur la diurèse. Lorsqu’elle est mélangée à une solution sucrée, ces analogues inhibent la détection des sucres par les sensilles gustatives, à la fois chez le moustique Aedes aegypti et chez la drosophile. La détection de substances « amères » par les cellules gustatives de drosophiles implique donc deux voies de codage : l’une, spécifique, concerne des cellules dédiées à la détection des substances amères ; l’autre, moins spécifique, affecte les cellules dédiées à la détection des sucres. De manière réciproque, ces cellules dédiées à la détection des molécules sont affectées par la présence de ligands sucrés. Le codage des informations gustatives à la périphérie est donc un phénomène plus complexe qui nécessite d’étudier plus précisément la détection de composés en mélanges
In most animals including insects, ingestion is preceded by a close examination of the food, for example in order to detect the presence of potentially noxious chemicals. This detection involves specialized gustatory cells, which are generally described as sensitive to “bitter” tastes. Using electrophysiology and behavioral observations, we studied how a model insect, Drosophila melanogaster, can detect potentially toxic substances (described here as “bitter”) when mixed with sugar molecules, with their gustatory neurons. In a first part, we studied how L-canavanine is detected. Lcanavanine is a pseudo amino acid, which is confounded with L-arginine by the metabolism. Proteins which include Lcanavanine are non-functional and this compound is toxic for animals including insects. Using genetic constructions based on the UAS-Gal4 expression system, we showed that Lcanavanine is detected by gustatory cells expressing a receptor protein, GR66a, which is specific to most cells capable of detecting bitter substances. We also showed that, contrary to caffeine, the detection of L-canavanine requires functional Gαo proteins. Then, we studied some aspects of the detection of mixtures of sweet and bitter molecules. In a first approach, we contributed to establish that L-canavanine does not impact sugar detection, while other chemicals like strychnine completely inhibit sugar detection. By using the UAS-Gal4 system to ablate bitter-sensitive cells, we could demonstrate that such inhibition is a specific property of sugar- sensitive cells. These cells should have thus receptors for bitter substances which have not been identified yet. We also examined the reverse interaction, which is a possible role of sweet molecules to inhibit the detection of bitter substances. We examined the detection of denatonium, berberine, caffeine and umbelliferone in the presence of 12 different sugars, using behavioral and electrophysiology observations. By using genetic construction to ablate sugar-sensitive cells, we found that the sugar inhibitory action is not due to the presence of sugar-sensitive cells. It should be noted, however that in our experimental conditions, this inhibitory action is less efficient than the inhibition of bitter upon sugar detection. In a last part, we examined the modulation of gustatory perception by analogs of leucokinine, which is a neuropeptide involved in the diuresis of insects. We show that these analogs, when mixed with sugars in solution, can inhibit sugar detection by gustatory sensilla, both in Aedes aegypti mosquitoes and in Drosophila. The detection of bitter molecules by gustatory neurons in Drosophila thus involves two main coding channels: one is specific, and involves gustatory cells dedicated to the detection of bitter molecules; the second one, less specific, is affecting cells which are dedicated to the detection of sugar molecules. Gustatory coding is thus a more complex phenomenon than previously thought on the basis of examining responses to single molecules, thus urging to study the responses of gustatory receptors to more complex and natural mixtures

Le récepteur au goût sucré est un hétérodimère composé des sous-unités T1R2 et T1R3, alors que les sous-unités T1R1 et T1R3 s’assemblent pour composer le récepteur au goût umami. Chacune de ces sous-unités appartient à la classe C des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Les membres de cette famille partagent une architecture commune, constituée d’un domaine N-terminal (DNT) qui est relié à un domaine transmembranaire par une région riche en cystéines. Le DNT est constitué de deux lobes qui forment le site orthostérique, qui est le site de liaison des principaux agonistes. Il a été montré que les DNT de T1R1 (DNT-T1R1) est capable de lier le L-glutamate alors que le DNT de T1R2 (DNT-T1R2) est capable de lier les sucres naturels et certains édulcorants (Zhang et al., 2008 ; Nie et al., 2005). Cependant les mécanismes moléculaires de détections des molécules sapides au niveau de ces domaines restent encore largement méconnus. Lors de cette étude, nous avons exprimé les DNT-T1R1, DNT-T1R2 humains et le DNT-T1R1 de souris à l’aide de la bactérie Escherichia coli, sous forme de protéines insolubles, appelés corps d’inclusion (CI). Les CI ont été purifiés puis solubilisés en utilisant un agent chaotrope. Ensuite, les protéines ont été repliées in vitro puis caractérisées par différentes approches parmi lesquelles l’électrophorèse, la filtration sur gel, la fluorescence et le dichroïsme circulaire. Leur fonctionnalité a ensuite été vérifiée par microcalorimétrie de titration isotherme. Nous avons montré que les protéines sont fonctionnelles et présentent des affinités en accord avec les données sensorielles. Les grandes quantités de protéines produites permettront de futures études structurales par cristallographie. Parallèlement à ce travail, nous avons étudié un polypeptide végétal, inhibiteur des goûts sucré et umami chez les rongeurs, appelé gurmarine. Afin de pouvoir étudier son interaction avec les DNT des récepteurs gustatifs de souris, nous avons mis au point l’expression et la purification de gurmarine recombinante produite en levure Pichia pastoris. Ce système d’expression a permis la production de quantités importantes de gurmarine dont les caractéristiques structurales ont été vérifiées par dichroïsme circulaire et résonnance magnétique nucléaire. Nous avons aussi, par mutagénèse dirigée, modifié différents acides aminés décrits comme étant potentiellement impliqués dans l’interaction avec les récepteurs aux goûts sucré et umami. En collaboration, l’activité de la gurmarine a été confirmée à l’aide d’un test cellulaire basé sur l’expression fonctionnelle du récepteur de rat T1R2/T1R3. A l’aide de différentes combinaisons des sous-unités humaines et de rongeurs, nous avons montré que l’inhibition par la gurmarine nécessitait la présence de la sous-unité T1R3 de rat
The sweet taste receptor is a heterodimer composed of two subunits called T1R2 and T1R3 whereas the T1R1 and the T1R3 subunits form a heterodimeric receptor for umami taste (the savory taste of monosodium glutamate). Each subunit belongs to the class C of G protein-coupled receptors (GPCRs) and is constituted by a large extracellular N-terminal domain (NTD) linked to the transmembrane domain by a cysteine-rich region. The NTD is composed of two lobes separated by a cleft in which ligands bind. T1R1- and T1R2-NTDs are able to bind sweeteners and umami compounds respectively and undergo ligand-dependent conformational changes (Zhang et al., 2008; Nie et al., 2005). However, the relative contribution of the two subunits to the heterodimeric receptor function remains largely unknown. To study the binding specificity of each subunit, a large amount of purified NTDs is suitable for biochemical and structural studies. To accomplish this goal, we expressed T1R1- and T1R2-NTD in high level in Escherichia coli as insoluble aggregated proteins (inclusion bodies). The proteins were solubilized and in vitro refolded using suitable buffer and additives. The soluble proteins were then purified and characterized using electrophoresis, gel filtration, fluorescence spectroscopy and circular dichroism. The functionality of T1R1- and T1R2-NTD was measured the using isothermal microcalorimetry. Our data showed that the proteins are properly refolded and able to bind sweet or umami compounds with physiological relevant affinities. In summary, our expression system will allow large-scale production of active T1R1- and T1R2-NTD suitable for structural and functional studies. In addition to this work, we have studied a 35 residue polypeptide named gurmarin, well known to selectively inhibit responses to sweet substances without affecting responses to other basic taste stimuli, such as NaCl, HCl, and quinine in rodents. To further understand the structural basis of gurmarin recognition by T1R2-T1R3 receptor, we developed for the first time the heterologous expression of gurmarin using the methylotrophic yeast Pichia pastoris. This system allowed the expression of large quantities of recombinant gurmarin. The structural properties of gurmarin were checked by circular dichroism and nuclear magnetic resonance. We generated six mutants with single amino acids substitutions in the putative site of interaction between gurmarin and the rodent sweet taste receptor, using site-directed mutagenesis. In collaboration, the biological activity of was confirmed using a cell-based assay based on expression of rat T1R2-T1R3. Thanks to various combinations of human and rat T1R2-T1R3 chimeras, we showed that NTD of rat T1R3 is the major determinant of gurmarin’s inhibition

La dystrophic musculaire de Duchenne est la plus sévère des dystrophies musculaires de l'enfant. De transmission récessive liée à l'X, elle touche 1 nouveau-né masculin sur 3500. L'absence presque complète de la dystrophine, protéine sub-sarcolémique, est le premier marqueur moléculaire de cette myopathie. La transplantation de myoblastes normaux est une approche possible pour introduire une dystrophine fonctionnelle dans les fibres musculaires des patients dystrophiques. Toutefois, cette stratégie a produit des résultats limités au cours de la dernière décennie. L'amélioration de la capacité proliferative et de fusion des myoblastes transplantés ainsi que de leur survie pourrait avoir des effets bénéfiques sur cette approche. La superfamille des TGF-β regroupe des régulateurs négatifs de la croissance du muscle squelettique et de la prolifération et la différenciation des cellules myogéniques. De ce fait, l'objet dans cette présente thèse est de combiner l'inhibition de la signalisation des membres de cette superfamille comme la myostatine et le TGF-β à la transplantation de myoblastes humains, chez des souris dystrophiques immunodéficientes. Au cours de mes travaux de thèse, j'ai eu recours à différentes approches pour bloquer la signalisation de la myostatine et des autres ligands de la superfamille des TGF-β. La première consiste à modifier génétiquement les myoblastes humains à transplanter en exprimant un récepteur de l'activine de type IIB muté, sous la forme dominant négatif. La deuxième approche est de transplanter des myoblastes chez des souris dystrophiques traitées avec du losartan, une molécule qui inhibe l'expression du TGF-β1, et la troisième stratégie consiste à injecter une forme soluble du domaine extracellulaire du récepteur de l'activine de type IIB chez des souris dystrophiques. In vitro, l'inhibition de l'action de ces facteurs augmente la prolifération et la fusion des myoblastes humains avec une diminution de l'apoptose et modulation de l'expression des facteurs régulateurs myogéniques. In vivo, 1'immunodetection de la dystrophine dans des coupes du Tibialis antérieur, 1 mois après la transplantation des myoblastes, démontre une amélioration du succès de la greffe. Ainsi, l'inhibition des facteurs de la superfamille des TGF-β constitue une bonne approche pour améliorer le succès de la thérapie cellulaire de la DMD, en plus de la stimulation de la croissance musculaire.

Ce travail décrit une étude quantitative de plusieurs systèmes de reconnaissance biomoléculaire impliquant des interactions multivalentes. Deux chapitres sont axés sur l’utilisation de plateformes supramoléculaires cyclodécapeptidiques appelées RAFT (Regioselectively Adressable Functionnalized Template) permettant la présentation multiple de ligand saccharidique ou cyclopeptidique. Une étude cinétique et thermodynamique des interactions entre les ligands RAFT-saccharide et une lectine modèle, la concanavaline A, a permis de démontrer que deux mécanismes moléculaires sont à l’origine de la meilleure affinité des RAFT multivalents par rapport à leurs homologues monovalents : d’une part un effet de « proximité-statistique » dû à la concentration locale élevée en motif sucre et d’autre part la capacité des RAFT multivalents à se lier à plusieurs lectines selon un effet « cluster ». Des études préliminaires ont également concerné l’analyse de l’interaction entre RAFT-RGD et des récepteurs cellulaires. Dans un dernier chapitre, nous avons démontré, pour la première fois, la formation de films multicouches grâce à des interactions de type hôte-invité entre deux -cyclodextrinebiopolymères de chitosane, l’un fonctionnalisés par des cavités et l’autre par des entités adamantane. Bien que la stabilité de l’assemblage soit assurée par des interactions de complexation multivalentes, la croissance de l’assemblage, quant à elle, dépend de la disponibilité des sites de complexation offerts par chacune des couches. De plus, les deux polymères chargés positivement confèrent à l’assemblage des propriétés de gonflement-dégonflement en réponse à des variations de force ionique et pH
This work deals with a quantitative study of several biomolecular recognition systems involving multivalent interactions. Two chapters focuse on the use of supramolecular cyclodecapeptidic platform called RAFT (Regioselectively Addressable Functionnalized Template), which allows the presentation of multiple carbohydrate or cyclopeptidic ligands. Kinetic and thermodynamic studies of the interaction between the ligands RAFT-carbohydrate and a model lectin, concanavalin A, have demonstrated that two molecular mechanisms are responsible for the better affinity of multivalent RAFT molecule compared to their monovalent counterparts: on one hand a "proximity-statistical" effect due to the high local concentration of sugar entities and on the other hand thanks to a "cluster effect" which confers the ability of multivalent RAFT to bind several lectins. Preliminary studies have also involved the analysis of the interaction between RAFT-RGD and integrin cell receptors. In a last chapter, we have demonstrated, for the first time, polymer multilayer formation based on host-guest interaction between two derivatized chitosans biopolymers, one, with -cyclodextrin cavities and the other with adamantyl moieties. While stability of the self-assembly is conferred by multivalent complexation occuring at each step of the construction, the assembly growth is mainly governed by the availability of the complexation sites offered by each layer. Moreover, the two positively charged polymers confer to the assembly swelling/deswelling properties in response to changes in ionic strength and pH

Ce travail décrit une étude quantitative de plusieurs systèmes de reconnaissance biomoléculaire impliquant des interactions multivalentes.
Deux chapitres sont axés sur l'utilisation de plateformes supramoléculaires cyclodécapeptidiques appelées RAFT (Regioselectively Adressable Functionnalized Template) permettant la présentation multiple de ligand saccharidique ou cyclopeptidique. Une étude cinétique et thermodynamique des interactions entre les ligands RAFT-saccharide et une lectine modèle, la concanavaline A, a permis de démontrer que deux mécanismes moléculaires sont à l'origine de la meilleure affinité des RAFT multivalents par rapport à leurs homologues monovalents : d'une part un effet de « proximité-statistique » dû à la concentration locale élevée en motif sucre et d'autre part la capacité des RAFT multivalents à se lier à plusieurs lectines selon un effet « cluster ». Des études préliminaires ont également concerné l'analyse de l'interaction entre RAFT-RGD et des récepteurs cellulaires.
Dans un dernier chapitre, nous avons démontré, pour la première fois, la formation de films multicouches grâce à des interactions de type hôte-invité entre deux biopolymères de chitosane, l'un fonctionnalisés par des cavités Β-cyclodextrine et l'autre par des entités adamantane. Bien que la stabilité de l'assemblage soit assurée par des interactions de complexation multivalentes, la croissance de l'assemblage, quant à elle, dépend de la disponibilité des sites de complexation offerts par chacune des couches. De plus, les deux polymères chargés positivement confèrent à l'assemblage des propriétés de gonflement-dégonflement en réponse à des variations de force ionique et pH.

La consommation excessive et chronique de sucre est un facteur de risque pour l'apparition de pathologies telles que le diabète de type II ou l'obésité. Une des solutions pour répondre à cet enjeu majeur de santé publique, tout en conservant le plaisir de la saveur sucrée, consiste en l'utilisation d'édulcorants en substitution du sucre. Actuellement, un certain nombre d'édulcorants sur le marché présentent arrière-goût amer ou sont sujets à débat quant à leurs effets sur la santé. Un des objectifs de ces travaux de thèse consiste à proposer de nouveaux édulcorants grâce à des approches rationnelles in silico. Un modèle statistique a été établi sur la base des structures chimiques et a permis d'identifier de nouveaux édulcorants d'origine naturelle. Ensuite, la reconstruction par homologie du récepteur à la saveur sucrée et l'étude des sites de liaison apportent des indices, à l'échelle atomique, qui permettront d'identifier ou même de concevoir de nouveaux édulcorants. L'étude dynamique d'un récepteur de la même famille (Récepteur Couplé aux Protéines G (RCPG) de classe C) a permis d'émettre une hypothèse sur le mécanisme d'activation, phénomène important pour la compréhension de la conversion du signal chimique en signal électrique
Sugar overconsumption is a risk factor for pathologies such as type II diabetes or obesity. Sweeteners consumption is used to overcome this public health issue. Indeed, they have low caloric value but still preserve the pleasure of sweet taste. Currently, number of sweeteners are commercially available, but they present a bitter aftertaste or there is a debate about their safety. One aim of this work was to propose new intense sweeteners using computational modeling strategies. Through a statistical approach to predict the sweetness based on the chemical structure of already known sweeteners, new natural compounds have been identified. Furthermore, the structural study of the homology model of the sweet taste receptor provides some clues to design new sweeteners. The molecular dynamic study of a class C G-protein coupled receptor gives the first molecular hypothesis of the activation process

Le transfert de technologie est un processus d’innovation loin de se résumer à une simple relation émetteur / récepteur de connaissances. Il est complexe et de ce fait, les facteurs déterminants de son succès sont encore mal connus, sa modélisation reste à étudier et des principes de pilotage sont à établir.Cette thèse propose une modélisation descriptive du processus de transfert de technologie afin de mieux comprendre la dynamique des projets de transfert de technologie et de dégager des bonnes pratiques permettant de mieux le piloter. Dans le champ théorique, nous avons analysé les modèles de transfert de technologie existant dans la littérature et avons proposé un méta-modèle du point de vue de l’ingénierie système. Nous avons ensuite cherché à mieux comprendre les phénomènes in situ.Pour ce faire, une méthodologie d’observation pour la collecte des données au niveau « micro » a été mise au point. Nous avons suivi cinq projets de transfert durant une période allant de trois mois à deux ans. Deux dimensions ont été privilégiées : la dimension immatérielle et matérielle. Le concept d’Objet Intermédiaire de Transfert (OIT) est introduit à partir de la notion d’Objet Intermédiaire de Conception. Les données obtenues ont été analysées selon deux approches :- une approche comparative descriptive, permettant d’identifier les invariants et les phénomènes divergents entre les cinq processus. - une approche multicritère basée sur la théorie des ensembles approximatifs. Cette dernière approche fournit des informations utiles pour la compréhension du processus par l’intermédiaire des règles de connaissances. Elle a validé l’importance des OIT dans la dynamique du projet final
Technology transfer is an innovation process far from to be defined as a simple transmitter / receiver relationship of knowledge. It is complex. Thus the determinants of its success are still poorly understood and its modeling remains to be studied to a better management and optimization of the process.This thesis proposes a descriptive modeling of the technology transfer process. The aim is to have better understanding of the dynamics of technology transfer projects, and developing best practices to improve its management.In the theoretical field, we analyzed the models of the literature and proposed a meta-model of technology transfer from the point of view of systems engineering. We then sought to better understand the phenomena in situ.In order to reach our aim, an observation methodology for data collection at the micro level has been developed. We followed five transfer projects for a period ranging from three months to two years. Two dimensions have been emphasized: the immaterial and the material dimension. The concept of Intermediate Transfer Object (ITO) is introduced from the concept of design intermediary object.The data obtained were analyzed using two approaches:- a comparative descriptive approach, identifying invariants and divergent phenomena between the five processes. This has allowed us to propose best practices for technology transfer project management in the context of brazing.- a multicriteria approach based on the rough sets theory. This approach provides useful information for understanding the process through the decision rules. It validated the importance of the technology transfer object in the dynamics and the success of a project

Les glandes salivaires sont des glandes mixtes : la salive (produit exocrine) estimpliquée dans le maintien de l'homéostasie buccale alors que les secrétions endocrines (ex :facteurs de croissance) ont un rôle physiologique (gamétogénèse, ostéogenèse,hypertension...) Chez les mammifères, elles affichent un dimorphisme sexuel qui laisseentrevoir une sensibilité éventuelle à des xeno-hormones.Ce mémoire présente l'action de la génistéine (phyto-oestrogène) et/ou de la vinclozoline(anti-androgène) sur la glande submandibulaire (SM) de rat lors d'une exposition précoce viala mère (gestation-lactation) et lors d'une exposition pendant la période de croissance (dusevrage à l'âge adulte). Les glandes SM, prélevées au stade immature et jeune adulte, ont faitl'objet d'une analyse histologique et d'une étude de marqueurs moléculaire des fonctionsendocrines et exocrines associées aux processus gustatifs. L'exposition précoce ralenti ledéveloppement de la glande SM et augmente sélectivement la préférence au sucré des malesimmatures mais pas des adultes ; l'analyse moléculaire révèle une action sélective sur lesfonctions exocrines corrélée à celle sur les préférences, ainsi qu'une action sur les fonctionsendocrines (facteurs de croissances) qui s'inverse avec l'âge. L'exposition à partir du sevrageperturbe seulement les mâles qui présentent des altérations des structures sécrétrices coupléesà des modifications d'expression des récepteurs hormonaux et facteurs de croissance, maisaussi au taux sérique de l'EGF.Cette étude identifie la glande submandibulaire comme cible de perturbateurs endocriniens etpose la question des conséquences physiologiques à terme