Dissertations / Theses on the topic 'Glutaminase – métabolisme'
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Murcy, Florent. "Le rôle de la glutaminolyse hépatique dans l'athérosclérose." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2022. http://www.theses.fr/2022COAZ6022.
Abstract:
Les maladies cardiovasculaires, principale cause de mortalité dans le monde avec 17 millions de morts chaque année, représentent un problème majeur de santé publique . Malgré les thérapeutiques existantes visant à rétablir l'homéostasie lipidique, la prévalence de ces maladies ne cesse d'augmenter et de nouvelles cibles doivent être recherchées. Récemment, de nouveaux facteurs ont été identifiés comme acteurs potentiels dans le développement des plaques d'athérosclérose. Parmi eux, la glutamine, un acide aminé conditionnellement essentiel, et son métabolisme ont été associés à l'incidence des maladies cardiovasculaires et à l'inflammation. Au sein de notre organisme, deux enzymes majeures sont impliquées dans le contrôle des flux de cet acide : la glutaminase 2 (GLS2) qui métabolise la glutamine en glutamate et la glutamine synthétase (GS) qui permet la réaction inverse. Au cours de notre étude, nous avons tout d'abord étudié l'effet du blocage de l'une ou l'autre de ces enzymes dans un modèle murin d'athérosclérose grâce à l'injection d'un virus adéno-associé (AAV) ou de méthionine sulfoximine. Alors que l'inhibition de la GS n'a que peu d'impact sur le développement des lésions, la déficience en GLS2 entraine une augmentation de la taille de la plaque. Aucune modification majeure des facteurs de risque cardiovasculaires classiques ni même de l'inflammation n'a été associée à l'augmentation des niveaux de glutamine plasmatique en l'absence de GLS2. En faisant des analyses du profil transcriptionnel du foie et des aortes des animaux déficients pour la GLS2, nous avons remarqué que de nombreux gènes impliqués dans le remodelage de la matrice extracellulaire et dans l'interaction cellules/matrice étaient dérégulés. Les diverses colorations et marquages immunofluorescents des plaques ont corroboré le séquençage et identifié des éléments supportant l'hypothèse d'une fragilisation de la matrice extracellulaire. La redistribution des flux de glutamine a en effet entrainé des modifications d'enzymes impliquées dans le remodelage matriciel. En particulier, l'activité de la transglutaminase 2 (TGM2), l'une des enzymes garantes de l'intégrité de la matrice, était augmentée. D'un point de vue thérapeutique, nous avons étudié la surexpression hépatique de la GLS2. Dans nos modèles murins surexprimant l'enzyme, nous avons constaté une diminution de la taille des plaques ainsi qu'une baisse de la glutamine plasmatique. La GLS2 semble alors être un nouvel acteur dans la prévention de l'athérosclérose non seulement en maintenant l'homéostasie des cellules mais aussi en garantissant l'intégrité du milieu dans lequel elles évoluent. Il serait intéressant d'explorer cette nouvelle cible à l'heure où les thérapeutiques semblent s'essoufflerCardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide with 17 million deaths each year and represent a major public health challenge. Despite existing therapies aimed at restoring lipid homeostasis, the prevalence of these diseases keeps increasing and new targets must be find. Recently, new factors have been identified as potential actors in the development of atherosclerotic plaques. Among them, glutamine, a conditionally essential amino acid, and its metabolism have been linked to the incidence of cardiovascular disease and inflammation. Two major enzymes are involved in controlling the flow of this amino acid within our body. Glutaminase 2 (GLS2) metabolizes glutamine into glutamate and the reverse reaction is mediated by glutamine synthetase (GS). During our study, we first studied the effect of their inhibition in a mouse model of atherosclerosis with adeno-associated virus (AAV) injection or methionine sulfoximine. While GS inhibition has a little impact on lesion development, GLS2 deficiency leads to an increase in atherosclerotic plaque size. At the same time, plasma glutamine is increased. There was no major change in classical cardiovascular risk factors or even inflammation. By performing analyzes of the transcriptional profile of the liver and aortas of GLS2 KO animals, we noticed that many genes involved in the remodeling of the extracellular matrix and in the cell/matrix interaction were deregulated. Dedicated stainings of the plaques corroborated the RNA sequencing and identified regulation of key matrix-modulating enzymes supporting the hypothesis of a weakening of the extracellular matrix. Especially, we found an increase in the activity of transglutaminase 2 (TGM2), one of the pivotal regulator of matrix integrity. We next investigated the therapeutic opportunity by overexpressing hepatic GLS2. In our mouse model overexpressing the enzyme, we observed a decrease in atherosclerotic plaque size as well as a decrease in plasma glutamine. GLS2 seems to be a new player in the prevention of atherosclerosis not only by maintaining cell homeostasis but also by guaranteeing the environment integrity in which they evolve. It would be interesting to explore this new target at a time when therapies seem to be running out of steam
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Nekooie, Marnany Nioosha. "The Intersection of Metabolism and Neural Crest Cell Development." Electronic Thesis or Diss., Paris 12, 2022. http://www.theses.fr/2022PA120066.
Abstract:
Le métabolisme en tant que clé de voûte du destin des cellules souches fournit non seulement des demandes d'énergie et de molécules précurseurs, mais joue également un rôle dans le remodelage de la chromatine. Dans les embryons de vertébrés, les cellules de la crête neurale (NC) constituent une population remarquable de progéniteurs embryonnaires qui, lors de la délamination du tube neural dorsal, d'une migration et d'une différenciation étendues, donnent lieu à des dérivés neuraux/neuronaux et mésenchymateux. Le potentiel de différenciation des cellules NC nécessite un remodelage épigénétique et des signaux environnementaux. En conséquence, l'intersection du métabolisme et de la lasticité NC fournira des informations essentielles sur la régulation de l'identité et du développement des cellules NC. Ainsi, j'avais l'intention de comprendre le rôle du métabolisme dans l'aspect développemental d'une sous-population de cellules NC, le tronc NC. La première partie de mon étude a abouti à une vision générale des impacts métaboliques sur toutes les étapes de développement de la CN. J'ai mis en évidence que l'oxydation du glucose est un profil métabolique essentiel régissant la délamination, l'adhésion, la migration, la prolifération, le maintien de la tige et la différenciation généralisée des NC. Compte tenu de l'incidence de la transition G1 / S sur l'EMT dans les cellules NC du tronc, l'inhibition de la voie des pentoses phosphates (PPP) n'a pas pu influencer la délamination NC, suggérant une adaptation métabolique pour maintenir les étapes de développement et la survie. Par conséquent, dans l'étape suivante, j'ai cherché à apprécier comment les voies métaboliques s'intègrent dans la délamination NC. Le recâblage de la voie dela glycolyse sous inhibition du PPP au stade de délaminage a fourni un support pour les voies métaboliques multiples recrutées par les progéniteurs NC en réponse au stress métabolique. Mon étude a également élucidé la reprogrammation métabolique du PPP à l'oxydation du glucose dans les cellules NC du tronc, alignée sur la délamination NC à la transition migratoire. De plus, outre le glucose, la glutamine joue un rôle de premier plan dans l'acquisition pluripotente et la délamination des progéniteurs NC qui déclenchent la localisation nucléaire de la glutaminase (GLS) lors de l'étape de délaminage. Par conséquent, la localisation nucléaire du GLS lors de la délamination des cellules NC pré-igratoiressuggère la fonction de régulation du gène pour le GLS. Dans l'ensemble, mes résultats ont indiqué l'intersection du métabolisme et de la reprogrammation NC de l'étape pluripotente à l'engagement NC, définis respectivement par le PPP promu et la localisation nucléaire de GLS au phénotype OXPHOS à base de glucose avec localisation GLS cytoplasmique. De plus, l'interaction possible entre le GLS et la B-caténine a favorisé le nouveau concept sur la contribution du GLS à la signalisation Wnt, prometteuse pour comprendre l'étiologie de nombreuses neurocristopathiesMetabolism as a keystone of stem cells' fate not only supplies demands for energy and precursor molecules but also has roles in chromatin remodeling. In vertebrate embryos, neural crest (NC) cells constitute a remarkable population of embryonic progenitors, which upon delamination from dorsal neural tube, extensive migration and differentiation give rise to both neural/neuronal and mesenchymal derivatives. The developmental potential of NC cells necessitates epigenetic remodeling and environmental cues. Accordingly, the intersection of metabolism and NC plasticity will provide critical insights into the regulation of NC cell identity and development. Thus, I intended to figure out the metabolism role in the developmental aspect of one sub-population of NC cells, trunk type. The first part of my study resulted in a general view of the metabolic impacts on all developmental NC steps. I evidenced that glucose oxidation is a pivotalmetabolic profile governing NC delamination, adhesion, migration, proliferation, maintenance of stemness, and widespread differentiation. Given the incidence of G1/S transition upon EMT in trunk NC cells, the inhibition of pentose phosphate pathway (PPP) was unable to influence the NC delamination, suggesting a metabolic adaptation to maintain developmental steps and survival. Hence, In the next step, I sought to appreciate how metabolic pathways integrate into the NC delamination. The rewiring of glycolysis pathway under PPP suppression in delaminating stage provided support for multi metabolic pathways recruited by NC progenitors in response to the metabolic stress. My study also elucidated the metabolic reprograming from PPP to glucose oxidation in trunk NC cells, aligned with delaminating to migratory transition of these cells. Additionally, besides glucose, glutamine had a prominent role in pluripotent acquisition anddelamination of NC progenitors that triggers the nuclear localization of glutaminase (GLS) upon EMT step. Therefore, the nuclear GLS localization of pre-migratory NC cells in delaminating stage suggests the gene regulatory function for GLS. Altogether, my results indicated the intersection of metabolism and NC reprograming from pluripotent step to the NC commitment, defined respectively by promoted PPP and nuclear localization of GLS to glucose-based OXPHOSphenotype with cytoplasmic GLS localization. Moreover, the possible interaction between GLS and B-catenin fostered the new concept about the contribution of GLS to Wnt signaling, holding promise for understanding the etiology of many neurocristopathies
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Hasan, Bou Issa Lama. "Étude des dépendances génomiques dans le myélome multiple surexprimant MYC." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2024. http://www.theses.fr/2024ULILS011.
Abstract:
Le myélome multiple (MM), une hémopathie maligne qui représente environ 13% des cancers hématologiques, est caractérisée par la prolifération de plasma cells tumoraux au niveau de la moelle osseuse. Le MM évolue à partir de stades précurseurs, à savoir la gammapathie monoclonale de signification indéterminée (MGUS) et le myélome multiple asymptomatique (SMM), vers la forme symptomatique, le MM. C’est une hémopathie maligne incurable dont l’hétérogénéité et l’évolution clonale permettent l’échappement aux traitements et la progression de la maladie. Les altérations de MYC ont un rôle essentiel dans cette progression. Cependant, MYC n'est pas ciblable thérapeutiquement en raison de sa localisation nucléaire et de la courte demi-vie de la protéine.Pour surmonter cela, nous avons fait l’hypothèse que l’avantage prolifératif induit par la surexpression de MYC crée des dépendances des cellules tumorales vis-à-vis d’autres voies de signalisation qui deviennent indispensables à la survie de ces cellules. Pour tester cette hypothèse, nous avons appliqué une nouvelle méthodologie utilisant la carte de dépendance (Achilles) et effectué un screening de 2000 petites molécules afin d'identifier les vulnérabilités génomiques induites par MYC. Si elles sont identifiées, ces vulnérabilités offrent une possibilité de traitement ciblé des cancers ayant une surexpression de MYC. Nos analyses démontrent la dépendance des lignées cellulaires surexprimant MYC pour le métabolisme de la glutamine, spécifiquement les gène GLS1 (glutaminase). Nous avons validé et délimité fonctionnellement cette dépendance in vitro à partir des différentes approches.Par l’analyse de notre criblage de 1869 composés chimiques, nous avons observé que les inhibiteurs de la synthèse de NAD avaient un effet préférentiel sur la prolifération des cellules surexprimant MYC. Considérant que les rôles métaboliques du glutamine sont liés à ceux du NAD, nous avons ensuite exploré un effet synergique potentiel entre les inhibiteurs du GLS1 et du NAMPT. Nous avons démontré l'efficacité de cette nouvelle combinaison synergique pour cibler les cellules MM surexprimant MYC in vitro et in vivo.Ces résultats établissent une base méthodologique solide utilisable pour développer de nouvelles approches thérapeutiques afin de répondre à des besoins thérapeutiques non satisfaits pour cibler le MYC dans le MMMultiple myeloma (MM) is a hematological malignancy that accounts for around 13% of hematological cancers and is characterized by the uncontrolled proliferation of malignant plasma cells in the bone marrow. MM progresses from precursor stages, known as monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS) and smoldering multiple myeloma (SMM), to the symptomatic form, MM. It is an incurable malignancy in which heterogeneity and clonal evolution allow treatment escape and disease progression. MYC alterations play an essential role in this progression. However, MYC is not therapeutically targetable due to its nuclear localization and the protein's short half-life.To overcome this, we hypothesized that the proliferative advantage induced by MYC overexpression creates genomic dependencies on other signalling pathways that become essential for cell survival. To test this hypothesis, we applied a novel approach by leveraging large-scale loss of function screen (Achilles) and 1869 small molecules screen to identify MYC-induced genomic vulnerabilities. When identified, these vulnerabilities offer an opportunity to selectively target cancer cells harbouring this overexpression and spare normal cells.Our analyses demonstrate the dependence of MYC overexpressing cells on glutamine metabolism, in particular on the GLS1 (glutaminase). We validated and functionally delineated this dependence in vitro using different approaches.Our small molecule screen highlighted that NAD synthesis inhibitors had a preferential effect on the proliferation of MYC overexpressing cells. Considering that glutamine and NAD have closely interlinked metabolic networks, we investigated the possibility of a potential synergistic effect between GLS1 and NAMPT inhibitors. We demonstrated the effectiveness of this new synergistic combination to target MYC-driven MM cells in vitro and in vivo.These results establish a solid methodological basis that can be used to develop new therapeutic approaches to address unmet therapeutic needs to target MYC in MM
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Rumbach, Lucien. "Valproate de sodium et métabolisme de l'ammoniaque." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1989. http://www.theses.fr/1989STR1BH16.
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Jacque, Nathalie. "Étude du métabolisme de la glutamine dans les leucémies aiguës myéloïdes." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCB221/document.
Abstract:
La survie des cellules cancéreuses dépend d’une activité énergétique et biosynthétique accrue et la glutamine participe à de nombreux processus nécessaires à cette adaptation métabolique. Dans les leucémies aiguës myéloïdes (LAM), la croissance et la prolifération sont favorisées par l’activation anormale de plusieurs voies de signalisation, et notamment par la voie mTORC1. Les acides aminés essentiels, et en particulier la leucine, sont indispensables à l’activation de mTORC1. La glutamine est captée par la cellule via le transporteur SLC1A5 et permet ensuite l’entrée de la leucine via le transporteur bidirectionnel SLC7A5. La concentration en glutamine est donc une étape limitante dans l’activation de mTORC1 par la leucine. Nous avons étudié les effets de la privation en glutamine dans les LAM à l’aide de différents outils (milieu sans glutamine, shARN inhibant l’expression du transporteur de la glutamine SLC1A5 et la drogue L-asparaginase, qui a une activité de glutaminase extracellulaire), et observé une inhibition de mTORC1 et de la synthèse protéique. L’inhibition du transporteur SLC1A5 inhibe la pousse tumorale dans un modèle de xénotransplantation. La L-asparaginase inhibe mTORC1 et induit une apoptose de façon proportionnelle à son activité glutaminase et complètement indépendante de la concentration en asparagine. La privation en glutamine induit l’expression de la glutamine synthase et l’autophagie, et ces deux processus peuvent être des mécanismes de résistance intrinsèques ou acquis dans certaines lignées leucémiques. L’apoptose induite par la privation en glutamine n’est cependant pas liée à l’inhibition de mTORC1, puisqu’elle n’est pas diminuée par l’utilisation d’un mutant de mTOR non inhibé par la privation en glutamine. Nous nous sommes donc intéressés à une autre voie dépendante de la glutamine dans de nombreux cancers, la phosphorylation oxydative. L’étape initiale du catabolisme intracellulaire de la glutamine est la conversion de la glutamine en glutamate par des enzymes appelées glutaminases. Différentes isoformes des glutaminases existent qui sont codées chez l’homme par les gènes GLS1 et GLS2. Le glutamate est ensuite transformé en α-cétoglutarate, intermédiaire du cycle TCA. Dans les lignées de LAM, la privation en glutamine inhibe la phosphorylation oxydative mitochondriale. Nous avons observé que la protéine glutaminase C (GAC), une des isoformes de GLS1, est constamment exprimée dans les LAM mais aussi dans les progéniteurs hématopoïétiques CD34+ normaux. L’inhibition d’expression de la GLS1 par des shARN inductibles ou bien par le composé CB-839 réduit la phosphorylation oxydative, conduisant à une inhibition de prolifération et à une induction d’apoptose des cellules leucémiques. L’invalidation génétique de la GLS1 inhibe la formation de tumeur et améliore la survie des souris dans un modèle de xénotransplantation. A l’inverse, le ciblage de la GLS1 n’a pas d’effets cytotoxiques ni cytostatiques sur les progéniteurs hématopoïétiques normaux. Ces effets anti-leucémiques sont inhibés par l’adjonction d’α-cétoglutarate, et ceux induit par le CB-839 sont abrogés lorsqu’est exprimé de façon ectopique un mutant GACK320A hyperactif, attestant du rôle essentiel du maintien d’un cycle TCA actif dans les cellules de LAM. Enfin, nous montrons que l’inhibition de la glutaminolyse active la voie d’apoptose mitochondriale intrinsèque et agit en synergie avec l’inhibition spécifique de BCL-2 par l’ABT-199. Ces résultats démontrent que le ciblage spécifique de la glutaminolyse est une autre façon d’exploiter l’addiction à la glutamine des cellules leucémiques de LAM et que le maintien d’un cycle TCA actif est essentiel à la survie de ces cellulesCancer cells survival is dependent on high energetic and biosynthetic activity, and glutamine is involved in many metabolic processes necessary for this adaptation. In acute myeloid leukemia (AML), growth and proliferation are promoted by activation of several signaling pathways, including mTORC1. Essential amino acids, in particular leucine, are required for mTORC1 activation. Glutamine enters into the cell via the SLC1A5 transporter and then allows the input of leucine via the bidirectional SLC7A5 transporter. Therefore, the intracellular glutamine concentration is a limiting step in the activation of mTORC1 by leucine. We studied the effects of glutamine deprivation in AML using different tools (medium without glutamine, shRNA against the SLC1A5 glutamine transporter and the drug L-asparaginase, which has an extracellular glutaminase activity) and observed mTORC1 and protein synthesis inhibition. SLC1A5 transporter knockdown inhibits tumor growth in a xenotransplantation model. L-asparaginase inhibits mTORC1 and induces apoptosis in proportion to its glutaminase activity and independently of asparagine concentration. Glutamine privation induces the expression of glutamine synthase and autophagy, and these two processes are involved in the resistance to glutamine privation in some leukemic cell lines. However, apoptosis induced by glutamine privation is not related to the inhibition of mTORC1, since it is not modified in the presence of a constitutively active mutant of mTOR. We next focused on the oxidative phosphorylation, another glutamine dependent pathway in many cancers. The initial step of the intracellular catabolism of glutamine is the conversion of glutamine to glutamate by enzymes called glutaminases. Different glutaminases isoforms exist that are encoded by the GLS1 and GLS2 genes. Glutamate is then converted to α-ketoglutarate, an essential TCA cycle intermediate. In AML cell lines, we observed that glutamine privation inhibits mitochondrial oxidative phosphorylation. The protein glutaminase C (GAC), an isoform of GLS1, is constantly expressed in AML but also in normal CD34 + hematopoietic progenitors. The knockdown of GLS1 by inducible shRNA or by the CB-839 compound reduced oxidative phosphorylation, leading to proliferation inhibition and apoptosis induction in leukemia cells. Genetic invalidation of GLS1 inhibits tumor formation and improves survival of mice in a xenograft model. Conversely, the targeting of GLS1 has no cytotoxic or cytostatic effects on normal hematopoietic progenitors. These anti-leukemic effects are inhibited by the addition of α-ketoglutarate, and those induced by the CB-839 are suppressed in the presence of an ectopically expressed GACK320A hyperactive mutant, confirming the essential role of maintaining an active TCA cycle in AML cells. Finally, we showed that glutaminolysis inhibition induces the intrinsic mitochondrial pathway of apoptosis and acts synergistically with the specific inhibition of BCL-2 by ABT-199. These results demonstrate that specific targeting of glutaminolysis is another way to exploit glutamine addiction in AML and that an active TCA cycle in essential for AML cell survival
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Polat, Ibrahim Halil. "Rôle fonctionnel des pentoses phosphates et glutamine dans le métabolisme des cellules cancéreuses." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAS031/document.
Abstract:
Cancer est un terme qui rassemble plusieurs ensembles hétérogène de maladies et il est caractérisé par la perte de contrôle physiologique et la transformation maligne des cellules saines. Il est essentiel de comprendre le cancer de la biologie cellulaire afin d'identifier de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic précoce et la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques. Reprogrammation métabolique est une caractéristique émergente de cancer, ce qui signifie que les cellules cancéreuses passent leur métabolisme de base pour répondre aux exigences accrues de la croissance et la division cellulaire. Par conséquent, explorer reprogrammant métabolique que les cellules cancéreuses subissent est une stratégie clé pour identifier de nouvelles cibles pour le traitement du cancer. Dans cette thèse, de nouvelles possibilités pour le traitement du cancer ont été explorés en analysant la reprogrammation métabolique de la tumeur. À cet égard, nous avons étudié et proposé voie des pentoses phosphates (PPP) enzymes cibles thérapeutiques putatifs contre les cancers du sein et du côlon. En outre, nous avons exploré le métabolisme de la glutamine dans les cellules du cancer du sein et les adaptations du réseau métaboliques qu'ils subissent dans le but de contourner la privation de glutamine et la déficience mitochondriale générale. Ainsi, le ciblage PPP est l'intérêt des chercheurs d'utiliser à la fois oxydantes et non oxydantes phases de cette voie métabolique comme une cible de médicament thérapeutique. Pour tester cela, nous inhibés bœuf PPP enzymes 6PGD dans les cellules cancéreuses du sein et G6PD dans les cellules du côlon.Nous avons effectué la caractérisation de la reprogrammation métabolique induite par l'inhibition de l'enzyme de bœuf PPP par l'ARN interferase (ARNi) silençage médiation, afin d'explorer le potentiel de cette enzyme comme une cible de médicament thérapeutique dans deux lignées de cellules de cancer du sein. Nous avons demontré que l'inhibition 6PGD a entraîné une diminution taux de prolifération, arrêt du cycle cellulaire et induction de l'apoptose médiée par l'activation de p53, en diminuant les capacités de formation mammosphere et le métabolisme altéré de carbone central par modulation de Warburg phenomenan et en améliorant le métabolisme de la glutamine. D'autre part, nous avons montré l'effet de l'inhibition de la G6PD sur la prolifération des cellules du cancer du côlon et du PPP est régulée par la disponibilité de la glutamine dans les cellules cancéreuses du côlon.De plus, nous avons caractérisé les adaptations métaboliques que les cellules cancéreuses du sein subissent la privation de glutamine ou lorsque les mitochondries sont fait défection. Nous avons effectué une analyse des flux métaboliques utilisant métabolomique et Fluxomique et nous avons utilisé la biologie des systèmes afin d'estimer une vision globale des modifications de flux dans différentes conditions de culture. Nous avons observé une augmentation du cycle de pyruvate avec privation glutamine, ce qui indique que le ciblage des enzymes de cette voie telle que l'enzyme malique pourrait être une approche prometteuse combinée à l'inhibition de l'enzyme de glutaminase. D'autre part, nous avons observé que mimant une hypoxie par des cellules de cancer du sein de traitement redirigée oligomycine pour augmenter la carboxylation réductrice. Considérant que l'hypoxie est une condition commune dans l'environnement de la tumeur, le ciblage mécanisme de carboxylation réductrice pourrait être une nouvelle stratégie de lutte contre le cancer. Collectivement, les résultats présentés dans cette thèse démontre l'importance du métabolisme de la prolifération des cellules cancéreuses et la survie. Ce travail met également en évidence l'importance de la biologie des systèmes se rapproche de comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents des maladies multifactorielles complexes afin de souligner de nouvelles cibles thérapeutiques potentiellesMoreover, we characterized the metabolic adaptations that breast cancer cells undergo in the deprivation of glutamine or when mitochondria are defected. We conducted metabolic flux analysis using metabolomics and fluxomics approaches and we employed Systems Biology approaches in order to estimate a global view of flux alterations in different culture conditions. We observed an increased pyruvate cycle with glutamine deprivation, thus indicating that targeting the enzymes of this pathway such as malic enzyme could be a promising approach combined with inhibition of glutaminase enzyme. On the other hand, we observed that mimicking hypoxia by oligomycin treatment redirected breast cancer cells to increase reductive carboxylation. Considering that hypoxia is a common condition in the tumor environment, targeting reductive carboxylation mechanism could be a novel strategy to fight against cancer. Collectively, all the results provided in this thesis demosntrate the importance of metabolism in cancer cell proliferation and survival. This work also highlights the importance of Systems Biology approaches to comprehend the molecular mechanisms underlying complex multifactorial diseases in order to point out new potential therapeutic targets
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Baverel, Gabriel. "Métabolisme de l'alanine et de l'aspartate dans le cortex rénal du cobaye." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19060.
Abstract:
Cette etude demontre que la glutamine est le principal produit carbone et azote du metabolisme de la l-alanine et du l-aspartate dans le cortex renal du cobaye in vitro. Cette synthese de glutamine est egalement demontree in vivo
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Maurin, Claire. "Régulation de la glutamine synthétase chez le cocolithophoridé Emiliania Huxleyi." Brest, 1997. http://www.theses.fr/1997BRES2008.
Abstract:
La nature de la source azotee et sa concentration ainsi que la lumiere sont des facteurs de regulation de la glutamine synthetase d'emiliania huxleyi au niveau de son activite et de sa synthese. L'etude parallele de la glutamate deshydrogenase et de la glutamine synthetase montre que cette derniere se situe sur la voie principale d'assimilation de l'azote. Deux isoformes de la glutamine synthetase (gs1 et gs2) ont ete purifies et caracterises. Les modalites de regulation propres a chaque isoforme ont ete etudiees afin de preciser le role de chacune dans les differents processus d'assimilation, de reassimilation ou de detoxication de l'ammonium.
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Vercoutère, Barbara. "Voies et régulations du métabolisme hépatique de la glutamine chez des souris normales et déficientes en récepteur à l'hormone thyroïdienne par invalidation de gènes : aspects cellulaires et moléculaires." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10202.
Abstract:
Cette étude s'inscrit dans une thématique de phénotypage métabolique de souris génétiquement modifiées. A l'aide d'hépatocytes isolés, nous avons étudié les effets de l'hormone thyroi͏̈dienne T3, et le rôle de chacun de ses récepteurs,[alpha] et [beta], sur le métabolisme de la glutamine, principal précurseur hépatique de glucose et d'urée. L'effet de l'état nutritionnel, nourri ou à jeun, a d'abord été étudié chez des souris Swiss et 129SV normales. La RMN du carbone 13, couplée à des dosages enzymatiques et un modèle mathématique, montre que le jeûne ne modifie pas l'utilisation de glutamine. Mais il augmente la néoglucogenèse relative ou absolue et diminue l'oxydation de la glutamine (inhibition des flux citrate synthase, pyruvate et [alpha]-cétoglutarate déshydrogénases). Nous avons ensuite utilisé les souris [alpha]0/0 et [beta]-/- respectivement déficientes en récepteur [alpha) et [beta]. Quel que soit le génotype des souris (sauvages, [alpha] 0/0 et [beta]-/-), la T3 stimule les activités hépatiques de la citrate synthase, l'enzyme malique et la phosphoénolpyruvate carboxykinase. Par contre, les ARNm correspondants ne sont augmentés que chez les souris sauvages et [alpha]0/0. Ainsi, l'action transcriptionnelle établie ou supposée de la T3 sur ces gènes serait véhiculée par le récepteur [beta]. Chez les [beta]-/-, il existerait également une régulation de ces enzymes par la T3 à un niveau encore indéterminé. Les flux enzymatiques suggèrent que la suppression de la T3 chez la souris [beta]-/- s'accompagne d'une diminution de la consommation de glutamine, de la néoglucogenèse et de l'oxydation. La supplémentation en T3 ne restaure que le métabolisme oxydatif chez les [beta]-/-, donc via le récepteur [alpha]. En conclusion, la confrontation de trois niveaux différents de fonctionnement cellulaire (ARNm, protéine, flux enzymatique) apporte des éléments nouveaux sur le rôle respectif des récepteurs [alpha] et [beta] dans l'action métabolique hépatique de la T3.
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Bodineau, Clément. "Biochemical characterization of mTORC1 regulation by glutamine metabolism." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0163.
Abstract:
La glutamine est l'acide aminé le plus abondant dans le sang des mammifères et son métabolisme est particulièrement important pour la prolifération des cellules tumorales. Les cellules cancéreuses métabolisent la glutamine principalement par la glutaminolyse, un processus métabolique catabolisé par la glutaminase (GLS) et la glutamate déshydrogénase (GDH) qui active la signalisation mTORC1. Avec l'AMPK, la voie mTORC1 est un régulateur clé de la croissance et de la prolifération cellulaire. L'activation déséquilibrée de mTORC1 par la glutaminolyse en absence d'acides aminés entraîne une mort cellulaire apoptotique non canonique appelée "glutamoptose". Dans ce projet de thèse, nous avons identifié que la réactivation de l'AMPK empêchait à la fois l'activation de mTORC1 et la mort cellulaire pendant la glutamoptose, in vitro et in vivo ; ce qui suggère un rôle actif de l'AMPK pendant ce processus. De façon surprenante, le lien entre la glutamine et l'AMPK, médié par l'ATP, n'a pas nécessité la participation de la glutaminolyse. Nous avons cependant démontré le rôle crucial de l'asparagine synthétase (ASNS) et du GABA shunt dans la production d'ATP en présence seulement de glutamine, qui s’est révélé nécessaire au contrôle métabolique de l'axe AMPK/mTORC1. En effet, l'inhibition complète de mTORC1 a nécessité à la fois l'inhibition de la GLS et de l'ASNS. Par conséquent, nous proposons un modèle par lequel le métabolisme de la glutamine régule la voie mTORC1 par deux branches indépendantes impliquant la glutaminolyse et l’ASNS/GABA shunt qui devrait être envisagé pour d'éventuelles thérapies ciblées contre le cancerGlutamine is the most abundant amino acid in the blood of mammals and its metabolism is particularly important for tumour cell proliferation. Cancer cells metabolize glutamine mostly through glutaminolysis, a metabolic process catabolized by glutaminase (GLS) and glutamate dehydrogenase (GDH) that activates mTORC1 signalling. Together with AMPK, the mTORC1 pathway is a key regulator of cell growth and proliferation. The unbalanced activation of mTORC1 by glutaminolysis during amino-acid starvation leads to a non-canonical apoptotic cell death known as “glutamoptosis”. In this thesis project, we identified that the reactivation of AMPK prevented both mTORC1 activation and cell death during glutamoptosis both in vitro and in vivo; suggesting an active role of AMPK during this process. Surprisingly, the connection between glutamine and AMPK, mediated by ATP, did not involve the necessary participation of glutaminolysis. Rather, we demonstrated the crucial role of the asparagine synthetase (ASNS) and the GABA shunt for the production of ATP during glutamine sufficiency, necessary for the metabolic control of the AMPK/mTORC1 axis. Indeed, the complete inhibition of mTORC1 required both the inhibition of GLS and the ASNS. Hence, we propose a model by which glutamine metabolism regulates mTORC1 pathway through two independent branches involving glutaminolysis and ASNS/GABA shunt that should be considered for potential targeted therapies against cancer
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Martin, Guy. "Métabolisme hépatique et rénal de la glutamine et de l'alanine chez le rat : étude par RMN 13C du métabolisme rénal de l'aspartate chez le cobaye." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10045.
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Vittorelli, Anne. "Caractérisation des tranches de rein humain coupées avec précision : viabilité, métabolisme, réactivité pharmaco-toxicologie, cryoconservation." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10252.
Abstract:
L'étude du métabolisme de deux substrats physiologiques majeurs du rein, la glutamine et le lactate, a permis la validation du modèle de tranches de cortex rénal humain coupées avec précision. Les paramètres de viabilité cellulaire montrent un niveau énergétique correct des tranches et la préservation de l'intégrité membranaire après 48 heures d'incubation. Dans le même temps, les tranches métabolisent la glutamine en produisant du glutamate, des ions ammonium, de l'alanine et du lactate. Ceci a été évalué par dosages enzymatiques et spectroscopie RMN du carbone 13. La stimulation de ce métabolisme par le valproate a également été étudiée. Les tranches synthétisent du glucose à partir du lactate ce qui prouve aussi une bonne fonctionnalité du modèle. Après cryoconservation dans l'azote liquide, ces tranches sont viables, métaboliquement fonctionnelles et réactives vis-à-vis du valproate. Ce modèle de tranches est donc parfaitement adapté aux études métaboliques et pharmaco-toxicologiques
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Lapouble, Eve. "Métabolisme cérébral et épilepsie : études de deux analogues structuraux du glutamate chez la souris." Orléans, 2002. http://www.theses.fr/2002ORLE2030.
Abstract:
La consommation cérébrale de glucose est le reflet de l'activité neuronale. Chez des patients souffrant d'épilepsie, différentes modifications du métabolisme glucidique cérébral ont été mises en évidence par tomographie à émission de positons, en période critique et inter-critique, sans que l'implication de ces modifications dans la pathologie soit connue. Afin de mieux connaître les mécanismes de l'épileptogenèse et la relation entre le métabolisme glucidique et cette maladie, nous utilisons un modèle expérimental de crises épileptiques chimio-induites par l'injection à des souris de méthionine sulfoximine (MSO) connue pour induire une accumulation de glycogène au niveau cérébral. L'étude des différentes lignées de souris dont les souris C57BL/6J et CBA/J, de la réponse épileptogénique et glycogénique induite par la MSO a permis de valider notre hypothèse selon laquelle l'accumulation de glycogène cérébral en période pré-convulsive serait un facteur intervenant dans le délai d'apparition des crises. La capacité à accumuler fortement du glycogène en période inter-convulsive serait un facteur favorisant la survie aux crises. Les différences de réponse entre 6 lignéesde souris et la descendance du croisement des souris CBA/J et C57BL/6J suggère une implication génétique dans la sensibilité des animaux à la MSO et dans leur capacité à accumuler du glycogène.
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Oizel, Kristell. "Métabolisme et sensibilité à la mort cellulaire dans le glioblastome." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=a1401556-8497-464e-bdda-d0068fe3297e.
Abstract:
Les cellules cancéreuses présentent des adaptations métaboliques leur permettant une forte capacité de prolifération et une résistance aux signaux de mort, notamment en augmentant la glycolyse aérobie et la glutaminolyse. Le glioblastome multiforme (GBM), tumeur cérébrale la plus fréquente chez l'adulte, est caractérisé par une résistance accrue aux traitements thérapeutiques et par la présence de cellules souches cancéreuses. Ce projet de thèse s'est intéressé au lien entre le métabolisme et la sensibilité à la mort cellulaire dans le GBM. Dans un premier temps nous avons étudié l'impact de la mutation de l'isocitrate déshydrogénase (IDH) récemment mise en évidence chez les patients atteints de GBM. Nous montrons que la mutation IDH induit une diminution de la sensibilité à la mort cellulaire induite par l'étoposide via la réduction du pool mitochondrial de NADH. Dans un deuxième temps, nous avons cherché à déterminer si l'inhibition de la glutaminolyse pouvait moduler la réponse à la mort cellulaire dans le GBM. Nous montrons que l'epigallocatéchine gallate (EGCG), inhibiteur de la glutamate déshydrogénase (GDH), peut sensibiliser les lignées de GBM à la mort cellulaire. De plus, dans des modèles de primocultures, l'EGCG sensibilise le sous-type mésenchymateux des GBM à la mort cellulaire. Ce modèle dérivant de tumeurs de patients permet de conserver l'hétérogénéité tumorale initiale, dont les cellules souches cancéreuses. Ces résultats montrent un lien direct entre métabolisme et résistance à la mort cellulaire et ouvrent de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ainsi l'EGCG pourrait être un bon candidat comme adjuvant aux thérapies actuelles en traitement personnaliséTumor cells undergo metabolic adaptations allowing them to sustain a high proliferative rate and to resist to cell death signals, especially increasing aerobic glycolysis and glutaminolysis. Glioblastoma multiforme (GBM), the most common brain tumor in adults, is characterized by a strong resistance to therapeutic treatments and the presence of cancer stem cells. This PhD project investigated the link between metabolism and cell death sensitivity in GBM. First, we studied the impact of isocitrate dehydrogenase (IDH) mutation recently identified in GBM patients. We show that mutated IDH induces a reduced sensitivity to etoposide-induced cell death mediated through a mitochondrial NADH pool reduction. Second, we aimed to determine if glutaminolysis inhibition could modulate cell death response in GBM tumor model. We show that epigallocatechin gallate (EGCG), an inhibitor of glutamate dehydrogenase (GDH), can sensitize GBM cell lines to cell death. Furthermore, in primary cultures models, EGCG sensitize the GBM mesenchymal subtype to cell death. This cellular model derived directly from patients tumors allows to keep the initial tumor heterogeneity, in particular the presence of cancer stem cells. These results show a direct link between metabolism and cell death resistance and open new therapeutic strategies. Thus EGCG could be a good candidate as an adjuvant in current GBM therapy in the context of personalized treatment
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Lévy, Pierre. "Hepatitis C virus-induced reprogramming of glutamine metabolism." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10328.
Abstract:
L'hépatite C chronique est une des étiologies principales du carcinome hépatocellulaire. En revanche, les mécanismes de tumorigenèse sont peu connus. Récemment, plusieurs modifications du métabolisme du glucose ont été décrites dans les cellules infectées par le HCV. Celles-ci évoquent les reprogrammations métaboliques mises en place dans les cellules cancéreuses. L'effet Warburg, ou glycolyse aérobie, est une des caractéristiques principales des cellules tumorales. Ce phénomène permet d'assurer une production énergétique ainsi qu'un stock en précurseurs de macromolécules suffisants pour permettre la prolifération. Par ailleurs, en complément de l'utilisation de glucose, les cellules tumorales deviennent dépendantes de la métabolisation de la glutamine pour alimenter leur métabolisme énergétique et les différentes voies de biosynthèse. Mes travaux de thèse ont porté sur l'étude des changements métaboliques caractéristiques des cellules cancéreuses, et plus précisément sur le métabolisme de la glutamine, dans les cellules infectées par le HCV. Dans le modèle de culture cellulaire HCVcc, une activation de l'utilisation de la glutamine par le virus a pu être mise en évidence. L'infection par HCV entraine une augmentation du facteur de transcription MYC, de plusieurs transporteurs de glutamine ainsi que de la glutaminase, l'enzyme limitante de la glutaminolyse. De façon intéressante, ces changements semblent survenir également chez les personnes chroniquement infectés par le virus, comme le suggère l'analyse des biopsies de patients. Ces altérations métaboliques pourraient participer à la mise en place d'un environnement favorable au développement tumoralChronic infection with hepatitis C virus (HCV) is one of the main etiologies of hepatocellular carcinoma (HCC). However, mechanisms of HCV-related tumorigenesis are ill-defined. Recent literature data suggest that HCV infection may reprogram glucose metabolism in a cancerlike fashion. The Warburg effect, or aerobic glycolysis, is a hallmark of cancer. Activation of this pathway allows tumor cells to sustain high rates of energy production and provide sufficient biosynthetic precursors for proliferation. Likewise, the induction of similar metabolic alterations may favor HCV multiplication through the rapid production of nucleotides, amino acids and lipids. To complement aerobic glycolysis, tumor cells become frequently dependent on glutamine. The partial oxidation of glutamine through the glutaminolytic pathway can fuel their energy metabolism and several anabolic pathways. However, the role of glutamine metabolism in HCV life cycle has not been documented so far. I focused my PhD research project on the characterization of metabolic alterations triggered by HCV. In particular, I evaluated the occurrence of distinctive features of tumor cell metabolism in HCVinfected cells, with a specific attention on glutamine utilization. In the HCVcc cell culture model, I report the induction of a metabolic reprogramming towards higher rates of glutaminolysis upon HCV infection. HCV-induced transcriptional activation of MYC, along with several glutamine transporters and glutaminase, is likely to be responsible for this metabolic shift. Interestingly, increases in transcript levels of these factors in liver biopsies of patients with chronic hepatitis C suggest that this metabolic reprogramming may be relevant in vivo. Moreover, these metabolic changes may expose new drug targets against HCV as suggested by the inhibition of the virus replication upon suppression of glutaminolysis via different strategies. Altogether, these findings uncover a potential link between chronic hepatitis C and HCC through the installation of a favorable metabolic environment for tumor development
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Obrist, Florine. "Les vulnérabilités métaboliques des cancers résistants au cisplatine." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS571/document.
Abstract:
Le cisplatine est l'agent chimiothérapeutique le plus largement utilisé pour le traitement de la majorité des tumeurs solides, et la résistance des cellules néoplasiques à ce composé cytotoxique pose un problème majeur en oncologie clinique. Ici, nous avons exploré les vulnérabilités métaboliques potentielles de lignées cellulaires du cancer du poumon non à petites cellules résistantes au cisplatine. Il s’est avéré que les clones résistants au cisplatine (Cis-R) étaient plus sensibles à la mort induite par la privation nutritionnelle in vitro et in vivo en comparaison à leurs contrôles parentaux sensibles au cisplatine (Cis-S). La susceptibilité des cellules Cis-R à la privation nutritionnelle pourrait s'expliquer par une dépendance particulièrement forte vis-à-vis de la glutamine. La déplétion en glutamine était suffisante pour restaurer la sensibilité au cisplatine des clones initialement résistants, et la supplémentation en glutamine a permis le sauvetage des clones Cis-R de la mort induite par la privation nutritionnelle. Les analyses du métabolome par spectrométrie de masse et les interventions spécifiques sur le métabolisme de la glutamine ont révélé que, dans les cellules Cis-R, la glutamine est surtout nécessaire pour la biosynthèse des nucléotides plutôt que pour les réactions anaplérotiques, bioénergétiques ou redox. En conséquence, les cancers Cis-R sont devenus extrêmement sensibles au traitement par des antimétabolites ciblant le métabolisme des nucléosidesCisplatin is the most widely used chemotherapeutic agent, and resistance of neoplastic cells against this cytoxicant pose a major problem in clinical oncology. Here, we explored potential metabolic vulnerabilities of cisplatin-resistant non-small cell lung cancer and ovarian cancer cell lines. Cisplatin resistant clones were more sensitive to killing by nutrient deprivation in vitro and in vivo than their parental cisplatin-sensitive controls. The susceptibility of cisplatin-resistant cells to starvation could be explained by a particularly strong dependence on glutamine. Glutamine depletion was sufficient to restore cisplatin responses of initially cisplatin-resistant clones, and glutamine supplementation rescued cisplatin resistant clones from starvation-induced death. Mass spectrometric metabolomics and specific interventions on glutamine metabolism revealed that, in cisplatin-resistant cells, glutamine is mostly required for nucleotide biosynthesis rather than for anaplerotic, bioenergetic or redox reactions. As a result, cisplatin-resistant cancers became exquisitely sensitive to treatment with antimetabolites that target nucleoside metabolism
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Nguyen, Tra ly. "Biochemical and cellular characterization of the interplay between glutamine metabolism, mTOR and Notch1 signaling in cancer therapy." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0053.
Abstract:
La tumorigenèse est un processus multi-étapes, constituée d'altérations génétiques qui conduisent à la transformation maligne des cellules humaines normales. Au cours de cette transformation maligne, l’activité de différentes voies oncogéniques est augmentée. Les voies de signalisation mTORC1 et Notch1 sont des voies oncogéniques bien connues qui jouent un rôle central dans la régulation de la croissance et du métabolisme cellulaires. Les traitements anti-mTORC1 et Notch1 sont approuvées en tant que thérapies anticancéreuses pour plusieurs types de tumeurs. Néanmoins, les cellules cancéreuses développent des résistances à ces inhibiteurs induisant un nombre important de rechute et donc d’échec de ces traitements. Ainsi, le but principal de ce travail est d'étudier l'inhibition des voies de signalisation mTORC1 et Notch1 dans les cellules cancéreuses afin de concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques anticancéreuses. En premier lieu, nous avons décrit une nouvelle classe d'inhibiteurs de mTORC1 qui présente une cytotoxicité spécifique vis-à-vis des cellules cancéreuses. Nous avons démontré que l’ICSN3250, un analogue de l'halituline marine cytotoxique, inhibe mTORC1 et induit la mort cellulaire. Le mécanisme moléculaire de cette inhibition est basé sur le déplacement de l'acide phosphatidique, un lipide activateur du complexe mTORC1, du domaine FRB de la protéine mTOR. Dans un deuxième temps, nous avons étudié le lien entre le métabolisme de la glutamine et la signalisation de Notch1 dans la leucémie lymphoblastique aiguë à lymphocytes T (T-ALL). Les changements métaboliques dans les cellules cancéreuses sont nécessaires à une prolifération cellulaire rapide et la croissance tumorale. Nous avons généré une lignée de cellule T-ALL dont la voie de signalisation Notch1 est constitutivement active et analysé les conséquences de cette activation sur le métabolisme de la glutamine. En effet, en absence de glutamine, l’activation de Notch1 induit la mort cellulaire par apoptose en perturbant l'accumulation de la glutamine synthétase, une enzyme qui permet la production de glutamine. Ce travail de thèse a donc permis de décrire de nouvelles stratégies pour cibler les voies mTORC1 et Notch1 dans le cancer. De futures investigations seront nécessaires pour étudier leur efficacité dans les thérapies anti-cancéreusesTumorigenesis is a multistep process, consisting of genetic alterations that drive the malignant transformation of normal human cells. During this transformation, different oncogenic pathways are upregulated. mTORC1 and Notch1 signaling are well-known oncogenic pathways which play a central role in the regulation of cell growth and metabolism. Anti-mTORC1 and Notch1 therapies are approved as cancer treatments for several types of tumor but there are still developed resistances and relapse diseases. Thus, the main aim of this work is to study the inhibition of mTORC1 and Notch1 signaling pathway in cancer cells in order to design new therapeutic anti-cancer strategies. In the first place, we reported new class of mTORC1 inhibitors which has cytotoxicity specifically towards cancer cells. We demonstrated that ICSN3250, an analogue of the cytotoxic marine alkaloid halitulin, inhibited mTORC1 and induced cell death. The molecular mechanism of this inhibition is based on the displacement of the lipid phosphatidic acid, an activator of mTORC1 complex, from the FRB domain of mTOR protein. At the second stage, we have studied the connection between glutamine metabolism and Notch1 signaling in T-cell acute lymphoblastic leukemia (TALL). Metabolic changes in cancer cells are advantageous for rapid cell proliferation and tumor growth. We have generated Notch1-driven T-ALL cells and analyzed the consequences of Notch1 activation on glutamine metabolism. Indeed, under glutamine withdrawal, Notch1 upregulation induced apoptotic cell death by disrupting the accumulation of glutamine synthetase, a glutamine producing-enzyme. Overall, this thesis work allowed to describe new strategies to target mTORC1 and Notch1 pathways in cancer, which need future investigations to study their efficacy in therapies
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Ferreira, Matias Maria. "Targeting the metabolic environment to modulate T cell effector function." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTT020.
Abstract:
L’activation des cellules T est initiée suite à la rencontre avec un antigène spécifique. Les études réalisées pour mieux comprendre ce processus d’activation se sont principalement focalisées sur le rôle des cellules présentatrices d'antigènes et des cytokines. Toutefois, des données récentes soulignent également l'importance du microenvironnement métabolique pour soutenir l’augmentation des besoins énergétiques et biosynthétiques liés à la stimulation antigénique. Cette reprogrammation métabolique est conditionnée par la disponibilité en nutriments et la teneur en oxygène qui peuvent être altérés en conditions pathologiques, comme dans des tumeurs. En effet, plusieurs groupes dont le nôtre ont montré qu’en cas de faible disponibilité en nutriments, une compétition peut se créer entre les cellules tumorales et les cellules T, impactant de ce fait négativement leurs fonctions anti-tumorales. Cet effet est dû, du moins en partie, aux profils métaboliques distincts des sous-populations de cellules T; alors que les cellules T effectrices (dont les cellules Th1) sont fortement glycolytiques, les cellules T régulatrices suppressives (Treg) présentent un métabolisme plus mixte avec des niveaux accrus d'oxydation lipidique. Il est donc important de déterminer comment les changements métaboliques des cellules T anti-tumorales affectent leur persistance et leur fonctionnalité. Ainsi, j'ai entrepris des travaux afin d’évaluer si le niveau d’expression du transporteur de glucose Glut1 permettait d’identifier et de sélectionner des cellules T ayant des fonctions effectrices distinctes. Nous avons confirmé cette hypothèse et notamment montré que les cellules T exprimant un niveau élevé de Glut1 possèdent un potentiel de sécrétion d’IFNg accru.De plus, nos travaux montrent que la disponibilité en nutriments extracellulaires est un élément clé pour la différenciation terminale des cellules Th1. En effet, l'activation des cellules T CD4 naïves en conditions limitantes en glutamine induit leur différenciation en cellules Treg Foxp3+. Plus surprenant encore, cette carence induit un blocage de la différenciation Th1 même lors d’une polarisation vers ce lignage. De plus, en conditions de carence en glutamine, nous avons découvert que l'alpha-cétoglutarate (aKG), un métabolite dérivé de la glutamine, rétablit cette différenciation terminale Th1. J'ai ensuite évalué l'impact de l’aKG dans les processus de différenciation Th1/Treg en condition non limitante en glutamine. Mes données montrent que, dans des conditions de polarisation Th1, l’ajout d’aKG améliore la différenciation des cellules T CD4 naïfs en cellules Th1 et augmente la production d’IFNg. A l’inverse, l’ajout d’aKG s’accompagne d’une diminution des cellules Foxp3+ et d’une augmentation de la sécrétion de cytokines inflammatoires dans des conditions de polarisation Treg. L'altération de la différenciation des cellules T médiée par l'aKG est notamment associée à une phosphorylation oxydative (OXPHOS) accrue ; ainsi, l'ajout d’un inhibiteur du cycle de Krebs et du complexe mitochondrial II /succinate déshydrogénase, atténue le blocage de la différenciation Treg induit par l'aKG. De façon remarquable, ces modifications de l'équilibre Th1/Treg médiées par l'aKG sont maintenues in vivo et impactent le devenir de cellules T exprimant un récepteur chimérique anti-tumoral (CAR) injectées chez des souris porteuses de tumeurs. En résumé, nos données montrent qu'une faible teneur en aKG intracellulaire liée à une disponibilité limitée en glutamine, favorise un phénotype Treg, alors que des niveaux élevés d’aKG modifient l'équilibre vers un phénotype Th1.En conclusion, les données générées au cours de ma thèse devraient permettre le développement de stratégies permettant de sélectionner des cellules T ayant des propriétés effectrices anti-tumorales amélioréesT cells are stimulated upon interaction with their cognate antigen. While much research has focused on the role of antigen presenting cells (APC) and cytokines as important components of the T cell microenvironment, recent data highlight the importance of the metabolic environment in sustaining the energetic and biosynthetic demands that are induced upon antigen stimulation. The subsequent metabolic reprogramming of the T cell is conditioned by the nutrient composition and oxygen levels. Notably, this environment can be altered by pathological conditions such as tumors and data from our group, as well as others, have shown that the competition of T cells and tumor cells for limiting amounts of nutrients has a negative impact on T cells, inhibiting their anti-tumor effector functions. This effect is due, at least in part, to the distinct metabolic profiles of T lymphocyte subsets; T effector cells (including Th1 cells) are highly glycolytic while suppressive Foxp3+ regulatory T cells (Tregs) display a mixed metabolism with increased levels of lipid oxidation. It is therefore important to determine how changes in the metabolic programming of anti-tumor T cells impacts on their persistence and function. Indeed, in the context of my PhD research, I found that high levels of the glucose transporter Glut1 was associated with a significantly increased level of IFNγ secretion by both CD4 and CD8 T cells. Furthermore, there was a bias of CD8 over CD4 lymphocytes in the Glut1-hi T cell subset. These data point to the importance of metabolic alterations in the fate and effector function of T lymphocytes and during my PhD, I focused on elucidating the metabolic parameters that regulate effector and regulatory T cells, with the goal of improving the efficacy of anti-tumor T cells. In this context, I contributed to initial studies from our group, revealing a critical role for extracellular nutrient availability in terminal CD4+ T cell differentiation. Activation of naïve CD4+ T cells under conditions of glutamine deprivation caused them to differentiate into induced Treg (iTreg). Moreover, the skewing of glutamine-deprived naive CD4+ T cells to a Foxp3+ fate occurred even under Th1-polarizing conditions, blocking terminal Th1 differentiation. Under glutamine-deprived conditions, we found that alpha-ketoglutarate (αKG), a glutamine-derived metabolite, rescued Th1 differentiation. I then evaluated the impact of aKG under glutamine-replete conditions in the Th1/iTreg differentiation processes. My studies showed that, under Th1-polarizing conditions, aKG markedly enhanced naïve CD4+ T cell differentiation into Th1 cells and increased IFNg secretion. Moreover, under Treg-polarizing conditions, αKG decreased Foxp3 expression and increased the secretion of inflammatory cytokines such as IFNg, GM-CSF and IL-17. Notably, the aKG-mediated alteration in T cell differentiation was associated with an augmented oxidative phosphorylation (OXPHOS), and inhibiting the citric acid cycle and the mitochondrial complex II with malonate, an inhibitor of succinate dehydrogenase (SDH), alleviated the αKG-mediated block in Treg differentiation. Impressively, these aKG-mediated changes in the Th1/Treg balance were maintained in vivo, promoting a Th1-like profile in T cells expressing an anti-tumor chimeric antigen receptor (CAR) in tumor-bearing mice. Thus, our data show that low intracellular aKG content, caused by limited external glutamine availability, imposes a Treg phenotype while high aKG levels shift the balance towards a Th1 phenotype.Altogether, the data generated during my PhD will promote the development of metabolic strategies aimed at modulating T cell function and foster the design of nutrient transporter-based approaches that can be used to select T lymphocytes with enhanced anti-tumor effector properties
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Coëffier, Moïse. "Influence de la glutamine sur la réponse inflammatoire et le métabolisme protéique au niveau de l'intestin humain." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077054.
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Vincent, Nadine. "Action de la glycine sur le métabolisme de la glutamine et sur l'uréogénèse dans les hépatocytes isolés de rat." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO1T087.
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Leleu, Olivier. "Étude du métabolisme azoté du colza : régulation de l'activité nitrate réductase en fonction du développement et des sources azotées." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-306.pdf.
Abstract:
L'etude d'un cycle complet de developpement chez le colza a montre qu'il existait un fort potentiel de reduction du nitrate au moment de la reprise de la croissance au printemps. Au moment de l'initiation de la floraison, la reduction du nitrate se delocalise des feuilles vers les tiges et enfin vers les siliques. Une telle capacite des siliques a reduire le nitrate constitue une originalite. Par ailleurs, nous avons mis en evidence que la dynamique de la biomasse foliaire, croissance et senescence, est un facteur cle de l'efficacite d'utilisation de l'azote (leleu et al. 2000, plant biology and biochemistry 2000 38 : 639-645). Des plantules de colza cultivees in vitro presentent dans leur partie aerienne (cotyledons et hypocotyle), une activite nitrate reductase (anr) independante de la source d'azote. Quand l'ammonium constitue la seule source d'azote disponible pour le colza, l'anr est fortement augmentee par rapport a celle obtenue en presence de nitrate. Le taux de transcrits nitrate reductase (nr) et le contenu en proteine nr sont egalement augmentes. Cette regulation particuliere se trouve dans les cotyledons aussi bien en presence d'ammonium qu'en absence totale d'azote. L'anr semble proportionnelle au contenu endogene en ammonium. L'assimilation de l'ammonium et la production de glutamate puis de glutamine paraissent avoir un role fondamental dans la regulation de l'anr des parties aeriennes de plantules de colza. C'est la premiere fois que l'on montre une telle deregulation de la nr en presence d'un stress ammoniacal. L'elucidation des voies metaboliques en cause pourrait apporter des idees nouvelles quant a la regulation de la nr en conditions naturelles.
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Le, Bacquer Olivier. "Effets trophiques de la glutamine : études in vivo chez le nouveau-né prématuré et in vitro sur un modèle d'entérocytes humains en culture." Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT18VS.
Abstract:
Les études réalisées chez l'animal et chez l'homme suggèrent que, dans les situations de catabolisme protéique, l'apport de glutamine stimule la synthèse protéique au niveau du corps entier et a un effet trophique sur l'intestin. Les mécanismes d'action de la glutamine restent à déterminer. Les résultats montrent que 1) chez le prématuré, une supplémentation en glutamine, réduit la synthèse protéique au niveau du corps entier, mais a un effet anti-catabolique en diminuant à la fois la protéolyse et l'oxydation protéique ; 2) ils montrent également que la carence en glutamine réduit la synthèse protéique. . . . . La supplémentation en glutamine restaure la plupart de ces paramètres, probablement via son métabolisme énergétique. En conclusion, ces données suggèrent que la glutamine pourrait favoriser le gain protéique chez le prématuré par son effet anti-catabolique ; elle pourrait également intervenir dans la trophicité du tube digestif de ces enfants en stimulant la synthèse protéique intestinaleAnimal and human studies suggest that glutamine supply may enhance whole body protein synthesis stimulation and improve gut trophicity during critical illness. The mechanisms of these effects remain unclear. This work combines an in vivo study in very-low-birth-weight infants with two in vitro studies using the Caco-2 cell line as a model of human enterocytes in culture. Our results show that 1) in parenterally fed preterm, a 24h glutamine supplementation decreases whole body protein synthesis, but may have an acute protein-sparing effect, as it suppresses protein breakdown and oxidation; 2) we also demonstrate that glutamine deprivation impairs protein synthesis in a model of enterocytes. Finally, 3) apical nutrient deprivation, a model of fasting, impairs protein synthesis, depletes glutathione pool, and increases transepithelial permeability. Most of these parameters are restored by glutamine supplementation, probably through glutamine utilization as a source of energy. Taken together, these findings suggest that glutamine may improve protein accretion in preterm infants through an anti-catabolic effect, and regulate gut barrier function by stimulating intestinal protein synthesis
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Martin, Francis. "Contribution à l'étude du métabolisme primaire de symbiotes ectomycorhiziens." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112219.
Abstract:
Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre des recherches effectuées sur la biochimie et la physiologie des champignons ectomycorhiziens et des ectomycorhizes. Les investigations portent sur (1) l'assimilation du carbone, la biosynthèse des glucides et les interactions carbone-azote, (2) l'assimilation de l'azote Inorganique et la biosynthèse des acides aminés et (3) l'accumulation du phosphate et le métabolisme des polyphosphates. Elles sont abordées couplant les techniques isotopiques et la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Chez les champignons étudiés, le carbone provenant du glucose absorbé est utilisé à la synthèse de mannitol et du tréhalose. Le mannitol est Impliqué dans un cycle aboutissant par transhydrogénation à la production de NADPH. Il constitue une forme de carbone endogène rapidement utilisé en cas de carence en carbone et sert ainsi de précurseur au tréhalose. Le catabolisme des hexoses s'effectue pour l'essentiel par la voie d’Embden-Meyerhof. La gluconéogenèse est fonctionnelle dans les mycélia cultivés sur acétate et aboutit à la formation de mannitol et de tréhalose. L'entrée du pyruvate dans le cycle des acides tricarboxyliques est catalysée, en proportion identique, par la pyruvate déshydrogénase et les carboxylases. L'importance quantitative de l'étape de carboxylation suggère qu'elle a une fonction anaplérotique. Il a été montré qu'une fonction importante du cycle des acides tricarboxyliques était de fournir des squelettes carbonés aux mécanismes d'assimilation de l'ion ammonium et de biosynthèse des acides aminés. Les principaux acides aminés libres synthétisés sont la glutamine, l’alanine, le glutamate, le 4-aminobutyrate et l'arginine. Chez Cenococcum geophilum, la séquence enzymatique glutamate déshydrogénase/glutamine synthétase assure l'assimilation de l'ion ammonium dans le mycélium. L'accumulation de glutamine constitue un moyen efficace de stocker l'azote. La glutamine constitue une source d'azote endogène rapidement mobilisable et sert de ce fait de précurseur à de nombreux acides aminés dont l'arginine. Cette dernière est associée in vivo à des macromolécules. Les données obtenues sont en faveur d'une interaction électrostatique avec les polyphosphates. Deux types de polyphosphates sont mis en évidence chez les champignons ectomycorhiziens: (1) des polyphosphates, possédant une grande mobilité moléculaire, probablement en solution dans la vacuole et rapidement dégradés par les polyphosphatases lors d'une carence en phosphate et (2) des polyphosphates, à faible mobilité moléculaire, difficilement catabolisés. Dans les ectomycorhizes da Hêtre, J'apport d'ion ammonium provoque une accumulation rapide d'acides aminés libres, en particulier de la glutamine, dans les tissus symbiotiques. L’assimilation de l'azote inorganique dans la symbiose est catalysée par le cycle glutamine synthétase/ glutamate synthase. La glutamate déshydrogénase joue un rôle mineur dans l'incorporation primaire de l'in ammonium. En conclusion, les données obtenues sont comparées aux connaissances actuelles sur le métabolisme des Champignons Supérieurs et intégrées dans un schéma de fonctionnement des associations ectomycorhiziennesThe primary metabolism of ectomycorrhizal fungi and beech (Fagus Sylvatica) octomycorrhlzas has been studied. Natural abundance nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) has been used to study the carbon (carbohydrates, fatty acids) and phosphorus (polyphosphates) storage compounds in intact mycelia from the ectomycorrhizal fungi. Particular attention has been paid to the biochemical pathways leading to the catabolism of glucose and the biosynthesis of carbohydrates and amino acids. In the ectomycorrhizal ascomycete Cenococcum geophilum, mannitol is not only a storage carbon compound but is also involved in the production of NADPH via the mannitol cycle. A large part of the carbon of glucose was used to form trehalose after cycling through this cycle. Pyruvate, arising from glycolysis and the pentose phosphate shunt, enters the Krebs cycle through both carboxylase and pyruvate dehydrogenase activities. The Krebs cycle, acetate metabolism and the fixation furnish high intracellular pools of glutamine, glutamate, alanine, x-aminobutyrate and arginine. Gluconeogenesis was operative during acetate utilization and led to the formation of mannitol and trehalose. The differences observed between the metabolism of acetate and glucose are discussed. Ammonium assimilation was followed in N-starved and N-rich mycelia of Cenococcum geophilum. From the composition of free amino acid pools, 15N labelling patterns and effects of enzyme inhibitors, NH4+ assimilation appears to proceed via the glutamate dehydrogenase pathway. The NADPH-glutamate dehydrogenase was therefore purified to homogeneity and its catalytic and physicochemical properties determined. The biosynthesis of glutamine is rapid and is presumably used by the mycelium to store nitrogen and to avoid ammonium toxification. Another feature of the N metabolism is the significant formation of alanine. X-aminobutyrate and arginine. Ammonium assimilation and amino acid biosynthesis have been followed in ectomycorrhizal roots of Fagus sylvatica. The absorption of ammonium ions was associated with a rapid synthesis of free amino acids. The 15N 1abe11ing patterns suggest that nitrogen assimilation occurs via the glutamine synthetase/glutamate synthase pathway, and that glutamate dehydrogenase plays little, if any, part in this process. Alternative m0031s for the nitrogen assimilation pathways ln fungal and host tissues are presented
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Dugelay, Sylvie. "Caractérisation du métabolisme de l'alanine dans le cortex rénal de lapin : étude par spectroscopie RMN." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO1T134.
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Michoudet, Christian. "Métabolisme du glucose dans le cortex rénal du cobaye : apport de la spectroscopie RMN." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10003.
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Lavoinne, Alain. "Influence de l'adénosine, de l'éthionine et de la glutamine sur le métabolisme glucidique de l'hépatocyte isolé de rat." Rouen, 1986. http://www.theses.fr/1986ROUES012.
Abstract:
L'influence de l'adénosine sur le métabolisme glucidique souligne la complexité de l'action de cet effecteur. Les modifications métaboliques observées peuvent s'expliquer par son action sur le système adénylate cyclase, et par sa métabolisation en nucléotides adényliques avec diminution du Pi
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Moison, Michaël. "Rôle des glutamine synthétases cytosoliques et des asparagine synthétases dans le métabolisme azoté chez Arabidopsis thaliana et Brassica napus." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112394/document.
Abstract:
Le colza d’hiver (Brassica napus) est cultivé pour l’huile contenue dans ses graines ainsi que pour les tourteaux qui sont une source de protéines pour l’alimentation animale. La culture de colza demande de forts apports d’azote et cette espèce est caractérisée par sa faible efficacité d’utilisation de l’azote. Une forte proportion de l’azote absorbé est restituée au sol lors de la chute précoce des feuilles au stade végétatif. L’amélioration de la remobilisation de l’azote est donc de première importance pour améliorer le rendement de cette culture tout en satisfaisant le besoin de réduction des intrants. La glutamine et l’asparagine jouent un rôle important dans le transport de l’azote au sein de la plante, notamment au cours de la sénescence foliaire. Les deux familles multigéniques des glutamine synthétases cytosoliques (GLN1) et des asparagine synthétases (ASN) assurent leur synthèse. Ce travail de thèse s’est intéressé à ces enzymes chez deux Brassicacées : le colza et Arabidopsis thaliana. Dans un premier temps, l’expression des gènes GLN1 a été étudiée chez Arabidopsis par une combinaison d’approches de biologie moléculaire, cellulaire et de cytologie. Les spécificités d’expression de chacun des cinq gènes d’Arabidopsis ont été mises en évidence. L’identification des gènes BnaGLN1 chez Brassica napus a permis une analyse de leur expression en fonction de l’âge des feuilles et de la disponibilité en azote. Les profils d’expression observés chez le colza se sont révélés similaires à ceux des gènes homologues d’Arabidopsis, amenant l’hypothèse d’une conservation des fonctions chez les deux espèces. Le rôle des gènes GLN1 d’Arabidopsis dans la remobilisation de l’azote vers les graines a été étudié grâce à un marquage ¹⁵N effectué sur des mutants simples. Le rôle des gènes GLN1 dans la remobilisation de l’azote des tissus végétatifs vers les tissus reproducteurs a été mis en évidence sans toutefois cibler spécifiquement une isoforme. L’étude de la famille ASN chez Arabidopsis a permis de mettre en évidence des profils d’expression spécifiques en fonction des organes, de l’âge des tissus et de la disponibilité en azote pour chacun des trois gènes. Le marquage ¹⁵N a également révélé une implication des gènes ASN1 et ASN2 dans la remobilisation de l’azote de la rosette vers les tissus reproducteurs. Les travaux présentés dans ce manuscrit sont une base pour de futures approches translationnelles vers le colzaWinter oilseed rape (Brassica napus) is grown for its oil-rich seeds and for proteins, used in animal feed cake. It requires high nitrogen inputs due to the low efficiency of nitrogen utilization that characterizes this species. A large proportion of absorbed nitrogen is indeed returned to the soil when leaves fall. Improving nitrogen remobilization to promote seed filling is then required to improve yield and limit fertilizer use. Asparagine and glutamine are important amino acids for phloem translocation. This thesis focuses on the two multigenic families in charge of asparagine and glutamine synthesis: cytosolic glutamine synthetase (GLN1) and asparagine synthetase (ASN). Studies were performed on the two Brassicaceae, rapeseed and Arabidopsis thaliana. The GLN1 gene expressions were investigated in Arabidopsis by a combination of molecular biology and cytology. The five GLN1 genes are differentially expressed in Arabidopsis depending on ageing and nitrogen availability. The identified BnaGLN1 genes in Brassica napus also showed age and nitrogen dependent expressions. Interestingly, expression profiles were similar between homologous genes in Arabidopsis and rapeseed, suggesting that homologous genes share similar function in the two species. The role of Arabidopsis GLN1 genes for nitrogen remobilization to the seeds was monitored using ¹⁵N tracing experiments on individual mutants. The GLN1 genes play a role in the remobilization of nitrogen from the rosette leaves to the reproductive organs. However, their effect is weak and non-specific of one GS1 isoform. ASN genes also presented specific expression profiles depending on organs, age and nitrogen availability. The ¹⁵N tracing revealed that ASN1 and ASN2 are both involved in nitrogen remobilization from the rosette to the seeds. Our studies provide a basis for future translational approaches to improve oilseed rape
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Biran, Marc. "Application de la résonance magnétique nucléaire à l'étude du métabolisme hépatique : métabolisme du glutamate et de la glutamine dans le foie perfusé de rat, développements méthodologiques pour la SRM clinique." Bordeaux 2, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR28279.
Abstract:
La première partie du travail rapporté concerne l'étude de la compartimentation métabolique du glutamate et de la glutamine dans le foie de rat isolé et perfusé. Les résultats ont été obtenus grâce à l'utilisation de substrats enrichis en carbone-13, couplée à une détection par résonance magnétique nucléaire. Nous avons ainsi montré qu'il existe deux pools de glutamate, l'un dans la zone périportale et l'autre dans la zone périveineuse. La détermination des enrichissements spécifiques en carbone -13 a permis la quantification de ces pools. Parallèlement, des dosages biochimiques sur les extraits cellulaires ainsi que sur le perfusat excrété nous ont permis de préciser le rôle du métabolisme du glutamate, de la glutamine et de l'urée, en relation avec les phénomènes de détoxication des ions ammonium dans le foie. La deuxième partie du travail constitue une contribution aux développements technologiques et méthodologiques permettant l'utilisation de la spectroscopie de résonance magnétique (SRM) dans le domaine clinique. Nous avons élaboré des antennes de radiofréquence de grandes dimensions pour l'observation de différents noyaux : une antenne 31P/1H (1,5T), et une antenne 13C/1H (2T). Parallèlement, des séquences multivolumes d'imagerie spectroscopique 2 dimensions ont été développées. Nous avons ainsi enregistré des spectres de SRM d 31P du foie parfaitement localisés. La comparaison des résultats d'investigations sur des volontaires sains et sur des patients atteints de pathologies diverses montre des différences significatives. Des spectres de SRM du 13C avec découplage des protons ont pu être obtenus sur des volontaires (après calcul de la puissance déposée et de l'échauffement du tissu). Pour la première fois, des spectres de SRM du 13C, localisés à l'aide d'une séquence d'imagerie spectroscopique dans le foie chez l'homme, ont pu être enregistrés à 2TThe first part of this work concerns the study of the metabolic compartmentation of glutamate and glutamine in the isolated and perfused rat liver. The results are obtained by using 13C enriched substrates, coupled with nuclear magnetic resonance detection. Thus, we have shown the existence of two glutamate pools, one in the periportal zone and the second in the perivenous zone. The quantification of these pools can be peformed by 13C specific enrichments determination. In the same way, biochemical assays on cellular extracts and excreted perfusate have specified the role of glutamate, glutamine and urea in the ammonium ions detoxification phenomenon in the liver. The second part of this work contributes to technological and methodological developments in the clinical use of magnetic resonance spectroscopy (MRS). Large radiofrequency coils have been elaborated to observe different nuclei : a 31P/IH coil (2T). In the same way, 2 dimension spectroscopic imaging sequences have been developed. Perfectly, localized 31P MRS spectra were performed. The comparison of investigation results on healthy volunteers and patients with various pathologies have shown significant differences. 13C MRS spectra with proton decoupling, were performed on volunteers (aftter power deposition and tissu heating calculation). 13C human liver spectra were performed at 2T for the first time by using spectroscopic imaging sequence
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Vilmont, Marie. "Etude du métabolisme du glutathion dans l'érythrocyte sain et infesté par "Plasmodium falciparum" : application à la recherche d'antimalariques." Paris 5, 1990. http://www.theses.fr/1990PA05P622.
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Fouto, Matias Jorge Eduardo. "Adaptation intestinale expérimentale après résection étendue du grêle ; étude "in vitro" du métabolisme entérocytaire de la glutamine par la méthode de la chambre de Ussing/ Jorge Eduardo Fouto Matias." Montpellier 1, 1994. http://www.theses.fr/1994MON1T014.
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Tirado, Torres Juan Luis. "Contribution à l'étude des activités glutamine synthétase et glutamate déshydrogénase comme marqueurs du métabolisme azoté chez la feuille de soja." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20109.
Abstract:
Le comportement des activites enzymatiques a l'egard de la nutrition azotee (mineral et/ou atmospherique) est etudie au cours du developpement d'une feuille donnee ainsi qu'a chaque etage foliaire a des stades differents
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Khayath, Naji. "Etude de l'adaptation de schistosoma mansoni à son environnement nutritif : rôles de la glutanime dans le métabolisme énergétique du sporocyste et analyse de la diversification de la famille des récepteurs de l'insuline chez le parasite." Lille 2, 2006. http://www.theses.fr/2006LIL2S026.
Abstract:
La schistosomiase est un problème majeur de santé publique dans de nombreux pays émergents d’Afrique, d’Amérique latine et d’Asie du sud Est, causant près de 300 000 décès par an. Cette maladie est due au schistosome qui est un ver parasite possédant un cycle de vie complexe durant lequel il passe par deux hôtes différents et six stades de développement distincts. Au cours de ma thèse je me suis penché sur la remarquable capcité d’adaptation du parasite à ses hôtes successifs et notamment à l’environnement nutritif qu’il rencontre. Le sporocyste hébergé par l’hôte intermédiaire mollusque, se trouve dans un milieu moins favorable que les stades évoluant dans les veines mésentériques riches en glucose, de l’hôte vertébré. Nous avons pu montrer que la glutamine pouvait être une source d’énergie alternative pour le sporocyste, ainsi qu’un précurseur dans la voie de la glycéronéogénèse dépendante de la PEPCK. Cette voie métabolique qui n’avait jusqu’alors été observée que chez les mammifères, pourrait jouer un rôle important dans la physiologie du parasite. D’autre part nous avons caractérisé chez S. Mansoni, deux membres de la famille des récepteurs de l’insuline (IR), connue pour être un régulateur clé du métabolisme énergétique chez les métazoaires. L’étude des structures géniques et protéiques de SmIR-1 et SmIR-2 et leur capacité à lier la pro-insuline humaine, suggèrent fortement leur appartenance à la famille des IR. Cependant les différences du profil d’expression de ces deux IR et les résultats de l’analyse phylogénétique indiquent que SmIR-1 et SmIR-2 joueraient ds roôles distincts dans le développement du schistosome, contrastant ainsi avec la présence d’un IR unique chez les autres invertébrés. Ces résultats suggèrent également l’émergence et le maintient de SmIR-1 chez le schistosome afin d’y exercer une fonction biologique spécifique ce que confirme des expériences d’ARN interférence dans lesquels nous montrons l’implication de ce récepteur dans la régulation de la prise de glucose, source d’énergie majeure, par le parasite
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Thevenon, Sylvie. "Caractéristiques de métabolisme du 13C-glucose dans des tranches de foie de rats coupées avec précision : effet de l'insuline et de la glutamine." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10159.
Abstract:
Le devenir du glucose dans des tranches de foie de rats nourris, coupées avec précision et incubées 24 ou 48 heures en présence de concentrations croissantes de 13C-glucose est étudié en absence et en présence d'insuline et/ou de glutamine. La combinaison de méthodes enzymatiques et de spectroscopie RMN du 13C montre que l'oxydation dans le cycle de Krebs et la synthèse de glucose, glycogène et triglycérides augmentent avec la concentration de glucose. Dans certaines conditions, l'utilisation de glucose, la voie des pentoses phosphates et la synthèse de glycogène et de triglycérides répondent à l'effet stimulateur de l'insuline. En absence d'insuline, la glutamine (10 mM) stimule la synthèse du glycogène sans modifier la synthèse de triglycérides ou la cétogenèse à partir du glucose. Ce travail montre que ce sytème expérimental est un bon modèle pour l'étude qualitative et quantitave du métabolisme hépatique du glucose et de sa régulation hormonaleWe characterized glucose metabolism and its regulation in rat precision cut liver slices incubated 24 or 48 hours with increasing 13C-glucose concentration with or without insulin and/or glutamine. Enzymatic methods and carbon-13 spectroscopy NMR showed that oxidation in Krebs cycle as well as the synthesis of glucose, glycogen and triglycerides increased with 13C-glucose concentration. Under certain conditions, glucose uptake, pentose phosphate pathway and glycogen and triglycerides synthesis were sensitive to insulin. In absence of insulin, the glutamine (10 mM) stimulated glycogen synthesis but didn't modify the triglyceride synthesis or ketogenesis from glucose. No effects were found in presence of insulin. We conclude that rat liver slices are a good model for the qualitative and quantitative studies of the liver glucose metabolism and its hormonal regulation
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Quillard, Muriel. "Glutamine et régulation du métabolisme hépatique : modulation de l'expression du gène de l'argininosuccinate synthétase et du gène de la phosphoénolpyruvate carboxykinase." Rouen, 1997. http://www.theses.fr/1997ROUES062.
Abstract:
La glutamine est l'acide aminé le plus abondant dans la circulation sanguine. Il est intensément métabolisé par le foie, et exerce, de plus, un effet régulateur sur le métabolisme dans cet organe. Ces effets régulateurs de la glutamine sont le plus souvent liés au gonflement cellulaire induit par le transport Na-dépendant de l'acide aminé dans les hépatocytes. Ils passent par l'activation des enzymes clés de certaines voies métaboliques. Nos travaux montrent que la glutamine peut, en outre, exercer des effets régulateurs en modulant l'expression de gènes codant pour les enzymes clés de voies métaboliques dont elle est le substrat ; ainsi, la glutamine régule l'expression des gènes de l'ASS et de la PEPCK, enzymes clés de l'uréogénèse et de la néoglucogénèse, respectivement. Aux concentrations physiologiques, la glutamine augmente l'expression du gène de l'ASS et diminue celle du gène de la PEPCK ; l'effet est lié dans les deux cas au gonflement cellulaire induit par cet acide aminé. Nos résultats suggèrent que l'effet de la glutamine sur l'expression du gène de l'ASS s'exerce à un niveau transcriptionnel (et démontrent, parallèlement, que la glutamine exerce des effets transcriptionnels directs sur le gène de la beta-actine). A l'opposé, nos résultats suggèrent que l'effet de la glutamine et du gonflement cellulaire sur l'expression du gène de la PEPCK s'exerce à un niveau post-transcriptionnel ; les résultats obtenus permettent de proposer un mécanisme d'action pour expliquer cet effet : le gonflement cellulaire agirait en induisant la néosynthèse d'une protéine à renouvellement rapide capable de dégrader, directement ou indirectement, les ARNm de la PEPCK dans le noyau des cellules. A la concentration supra-physiologique de 10 mM, la glutamine entraîne au contraire une augmentation du taux des ARNm de la PEPCK ; nos résultats suggèrent que cet effet de la glutamine aux fortes concentrations est lié à la production intracellulaire de glucosamine 6-phosphate. En conclusion, ces travaux décrivent un effet régulateur d'un nutriment, la glutamine, sur l'expression de gènes codant des enzymes du métabolisme hépatique. Ce type de régulation est largement décrit chez les organismes procaryotes, mais encore peu connu chez les organismes eucaryotes.
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Oburoglu, Leal. "Metabolic fueling of hematopoietic stem cell differentiation to the erythroid lineage." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20122.
Abstract:
Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) possèdent deux propriétés fondamentales : l'auto-renouvellement et la capacité de se différencier en lignées hématopoïétiques de tout type. Les CSH se maintiennent dans la moelle osseuse et se renouvellent par division asymétrique. En revanche, les divisions symétriques caractérisent les cellules qui s'engagent dans la différenciation. L'environnement pauvre en oxygène de la moelle osseuse favorise la glycolyse anaérobique et l'oxydation des acides gras, préservant, respectivement, la quiescence et les divisions asymétriques. Que l'engagement des CSH vers la différenciation lymphoïde, myéloïde ou érythroïde dépende ou entraîne une reprogrammation métabolique n'est toujours pas connu. En effet, de nombreuses études ont montré que cytokines et contacts cellulaires sont indispensables pour l'engagement des CSH vers une lignée donnée, alors que l'impact potentiel des nutriments et du métabolisme sur ce processus reste très peu étudié. La différenciation est associée à une prolifération qui nécessite des besoins métaboliques accrus pouvant être supportés par diverses sources d'énergie, telles que le glucose, les acides gras, le lactate ou la glutamine. Le glucose et la glutamine sont des précurseurs de l'ATP, des lipides et des nucléotides. Toutefois, leurs contributions relatives aux voies métaboliques contrôlant l'engagement des CSH n'ont pas été évaluées. Pour autant, nos études ainsi que celles menées par d'autres laboratoires ont montré que l'expression du transporteur de glucose Glut1 n'augmente qu'au cours des dernières étapes de la différenciation érythroïde, suggérant l'implication potentiel d'autres nutriments dans la régulation des étapes précoces de l'engagement vers la voie érythroïde. Ainsi, mon travail de thèse a consisté à déterminer si la disponibilité et l'utilisation des nutriments régulent la différenciation des CSH vers la lignée érythroïde. De fait, j'ai montré que le transporteur de glutamine ASCT2 est hautement exprimé dans les CSH et que la répression d'ASCT2 ou le blocage du métabolisme de la glutamine empêche la différenciation érythroïde des CSH, les détournant vers la voie myéloïde, même en présence d'érythropoïétine. Dans ces conditions, nous avons montré que la différenciation érythroïde ne pouvait pas être restaurée par l'ajout d'intermédiaires du cycle de Krebs, alors que qu'elle était dépendante de la biosynthèse de novo de nucléotides. Étonnamment, le 2-désoxyglucose (2-DG), un analogue du glucose inhibant la glycolyse, accélérait l'érythropoïèse. Nous avons aussi mis en évidence in vivo, en condition de stress érythropoïétique, des influences différentes du catabolisme de la glutamine et celui du glucose dans la modulation de l'érythropoïèse. Afin de mieux élucider les mécanismes par lesquels la glutamine module la différenciation érythroïde des CSH, nous avons étudié les voies métaboliques qu'elle emprunte. Des expériences de suivi de la glutamine marquée ont montré que l'entrée de la glutamine dans le cycle de Krebs est requise pour une érythropoïèse efficace. Par contre, nous avons montré que la synthèse de novo des nucléotides était l'étape limitante de la différenciation érythroïde. De plus, nous avons observé que la différenciation érythroïde accélérée en présence du 2-DG était associée à une augmentation importante du niveau des pentoses phosphates, précurseurs des nucléotides. Ainsi, l'utilisation de la voie des pentoses phosphates par le glucose, plutôt que la glycolyse, était essentielle pour l'érythropoïèse. En conclusion, mon travail de thèse a montré que la production de nucléotides via le métabolisme coordonné du glucose et de la glutamine est la condition sine qua non pour l'engagement des CSH vers la lignée érythroïdeHematopoietic stem cells (HSCs) possess two fundamental characteristics; self-renewal capacity and the ability to give rise to all blood cell lineages. Before their commitment to a specific lineage, these cells are maintained in a quiescent state in the bone marrow. Asymmetric division is essential for the maintenance of the stem cell compartment while symmetric division results in HSC differentiation. The hypoxic environment of the bone marrow is conducive to anaerobic glycolysis and fatty acid oxidation, preserving stem cell quiescence and asymmetric division, respectively. However, it is not known whether the commitment of an HSC to a lymphoid, myeloid or erythroid lineage fate, is regulated by a metabolic switch. Indeed, while much research has shown a critical role for cytokines and cell-cell contacts in the commitment of HSCs to distinct hematopoietic lineages, the possibility that nutrient entry and metabolism may contribute to this process was not considered until very recently. Cell differentiation is associated with proliferation resulting in increased metabolic requirements that can be met by energy sources such as glucose, fatty acids, lactate, or glutamine, amongst others. While glucose and glutamine are both precursors for the production of ATP, lipids and nucleotides, their relative contributions to metabolic pathways driving HSC lineage commitment have not been evaluated. Interestingly, we and others previously found that the Glut1 glucose transporter is highly upregulated only during the final mitoses of HSC-driven erythroid differentiation, suggesting that other nutrients may regulate early stages of erythroid lineage commitment. During my PhD, I was interested in determining whether nutrient availability and utilization regulate HSC differentiation to the erythroid lineage. Interestingly, I found that the ASCT2 glutamine transporter is expressed at high levels on HSCs. Downregulation of ASCT2 or blocking glutamine metabolism abrogated erythroid differentiation of HSCs and diverted erythropoietin-signaled HSCs towards a myeloid fate. Under conditions where glutamine utilization was blocked, erythroid differentiation was not restored by directly replenishing the tricarboxylic acid cycle but rather, was dependent on de novo nucleotide biosynthesis. Surprisingly, 2-deoxyglucose, a glucose analogue that inhibits glycolysis, enhanced erythropoiesis. Glutamine and glucose catabolism also differentially modulated erythropoiesis in vivo, under stress conditions. To better elucidate the mechanism(s) via which glutamine supports the erythroid lineage specification of HSCs, we evaluated the metabolic pathways fueled by glutamine. Carbon/nitrogen-labeled glutamine tracing experiments showed that the rate-limiting step in EPO-induced erythroid differentiation is glutamine-dependent de novo nucleotide biosynthesis while glutamine entry into the TCA cycle (anaplerosis) is not required. Furthermore, the accelerated erythroid differentiation in the presence of 2-DG was associated with a striking increase in pentose phosphates, precursors of nucleotides. Notably, the shunting of glucose into the pentose phosphate pathway (PPP), rather than glycolysis, was essential for erythropoiesis. In conclusion, my research shows that the coordinated redirection of glucose and glutamine into the production of nucleotides is the sine qua non condition for the erythroid differentiation of HSCs
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Leblond, Jonathan. "Etude de la protéolyse intestinale au cours d’une inflammation expérimentale et modulation nutritionnelle par la glutamine." Rouen, 2007. http://www.theses.fr/2007ROUES011.
Abstract:
Au cours d’états inflammatoires et de situations de stress, les besoins azotés et énergétiques augmentent, notamment au niveau des tissus à renouvellement rapide tels que la muqueuse intestinale. Cela peut entraîner un déséquilibre du métabolisme protéique accompagné d’une augmentation de la dégradation en protéines, ou protéolyse, jouant alors un rôle critique dans le maintien de l’intégrité intestinale. Trois voies majeures sont impliquées dans la dégradation des protéines : la voie lysosomale, la voie Ca2+ dépendante et le système du protéasome. Au niveau intestinal, les données concernant ce domaine, aussi bien en conditions physiologiques que pathologiques, restent encore limitées. Dans le but de caractériser les modulations de la protéolyse intestinale dans un contexte inflammatoire, nous avons utilisé deux modèles expérimentaux. Dans un premier modèle in vitro, la lignée cellulaire épithéliale intestinale HCT-8, nous avons mis en évidence que seule la voie du protéasome était affectée en conditions inflammatoires. Plus particulièrement, les mécanismes de présentation d’antigènes semblent positivement stimulés. Dans un cadre pharmaco-nutritionnel, utilisant la glutamine, la production d’IL-8, cytokine pro-inflammatoire, est diminuée. Nous avons pu déterminer que ce pharmaco-nutriment agit notamment via la diminution de la dégradation d’IkBα par le protéasome. Dans un second modèle in vivo, lors d’une entérocolite expérimentale chez le rat induite par le méthrotrexate, agent chimiothérapeutique, la voie du protéasome est inhibée au niveau de la muqueuse intestinale. Au contraire, la voie lysosomale est activée et pourrait alors participer à l’aggravation des dommages histologiques observés. Le traitement par le méthotrexate, vis-à-vis d’une réduction de la prise alimentaire équivalente à celle observée chez les animaux traités, induit une diminution plus importante de la synthèse protéique tandis que l’activité des voies lysosomale et Ca2+ dépendante est plus élevée. Les modifications de la protéolyse observées au cours de ces études pourraient être modulées de façon pharmaco-nutritionnelle. L’enjeu serait la prise en charge de telles dérégulations de la protéolyse chez les patients. Ainsi les effets d’acides aminés ou d’acides gras sont actuellement en cours d’évaluation dans ces deux modèles expérimentauxDuring inflammatory states and stress situations, needs in nitrogen and energy increase,especially in tissues with fast renewal like intestinal mucosa. Protein metabolism could be modified with increase of protein degradation, proteolysis, which could play critical role in the maintenance of the intestinal integrity. There are three main pathways pf proteolysis : lysosomal pathway, calcium dependent pathway and proteasome pathway. In gut, data on proteolysis in physiological and pathological conditions remain limited. To describe intestinal proteolysis modulation during inflammatory state, we have used two experimental models. With an in vitro model, cells of HCT-8 epithelial cell line, we have demonstrated that only proteasome pathway was affected by inflammatory conditions with enhanced antigen presentations. During pharmaco-nutritional modulation by glutamine, production of the IL-8pro-inflammatory cytokine was decreased. Glutamine acts through a reduction of IkBα degradation by proteasome. During induced experimental enterocolitis in rat by methotrexate, proteasome pathway was significantly inhibited than lysosomal pathway was stimulated. Such activation may participate to observed mucosal damages. In comparison of food intake restriction, methotrexate treatments induced more important decrease of protein synthesis with enhanced activities for lysosomal and calcium dependent pathways. Perspectives are to modulate these modifications of proteolysis by specific pharmaco-nutrients
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Bedell, Jean-philippe. "Purification, caractérisation et régulation de la glutamine synthétase racinaire chez le Douglas (Pseudotsuga menziesii) : étude de son activité dans les mycorhizes Douglas-Laccaria bicolor." Nancy 1, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1996_0279_BEDELL.pdf.
Abstract:
La glutamine synthétase des racines du Douglas a été purifié à homogénéité électrophorètique. Ses principales propriétés physico-chimiques ont été analysées. Ainsi, cette enzyme présente une masse moléculaire d'environ 460 kDa et est constituée de deux sous-unités de 64 et 54 kDa. De plus, elle possède une très forte affinité pour l'ion ammonium. L'étude de la GS aux stades précoces de développement du Douglas a montré I'extstence d'une seule isoforme de masse moléculaire identique à celle de la GS racinaire, et qui n'est que faiblement affectée par la source d'azote disponible. Cependant à des stades de croissance plus avancés, l'absence d'azote et la source d'azote présente affecte non seulement la croissance du végétal mais aussi la répartition de l'activité GS au sein de la plante. Lors de la mycorhization du Douglas par Lac. Bicolor S238N, les GS fongiques et racinaires restent fonctionnelles en proportion égale.
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Sene, Ndiaga. "Implication du métabolisme azoté dans la relation plante-insecte : étude des fluctuations des enzymes glutamine synthétase (GS) et glutamate déshydrogénase (GDH) chez le couple Solanum tuberosum-Myzus persicae." Amiens, 2009. http://www.theses.fr/2009AMIE0119.
Abstract:
Myzus persicae l’un des ravageurs des cultures de pomme de terre, s’alimente exclusivement aux dépens du compartiment phloémien des végétaux. Le phloème est la voie principale pour la translocation à distance des photoassimilats et sa sève est riche en sucres et particulièrement en saccharose. La sève élaborée est composée aussi de nombreux acides aminés libres dont les concentrations relatives sont fortement déséquilibrées avec en particulier une faible proportion d’acides aminés essentiels. Nous avons, dans un premier temps, montré une augmentation des activités enzymatiques de la Glutamine synthétase (GS) et de la Glutamate déshydrogénase (GDH) au cours du développement qui est confirmée par des westerns-blots et des études immunohistochimiques montrant une présence quasi exclusive des protéines GS1 et GDH dans les cellules compagnes de phloème. A la suite de l’étude du statut de ces enzymes à l’échelle de la plante et au cours du développement, nous avons montré un réel effet de l’infestation par Myzus persicae sur la GS et la GDH qui sont deux des enzymes clés impliquées probablement dans la synthèse des acides aminés et dans le contrôle de la réorientation fine des métabolismes carboné et azoté. L’induction de ces enzymes est uniquement locale comparée aux changements observés des métabolites qui sont affectés aussi bien au niveau locale que systémique. L’ensemble des changements induits par les pucerons laisse penser qu’ils sont capables de modifier la composition nutritionnelle du phloème à leur profit en vue d’une augmentation qualitative et quantitative en acides aminés. Nos observations montrent également qu’une altération du métabolisme azoté, induite par transgénèse ou mutagenèse, a un effet net sur le comportement alimentaire des aphides étudiésMyzus persicae which is one of the potato cultures devastators, feeds exclusively on plants phloem compartment. The phloem is the main route for the long-distance transport of photoassimilates and its sap is rich in sugars, particularly, in sucrose. The elaborated phloem sap is also composed of numerous free amino acids, and the relative concentrations of those are strongly unbalanced, which concerns, in particular, a small proportion of essential amino acids. At first, we have shown an increase in the enzymatic activities of the glutamine synthetase (GS) and the glutamate dehydrogenase (GDH) during the plant development, which has been confirmed by the western-blots and immunohistochemical study. The latter has shown the almost exclusive presence of the GS1 and GDH proteins in phloem companion cells. A study of these enzymes status on the scale of the plant and during plant development has shown a real effect of M. Persicae infection on the GS and GDH, which are two key enzymes probably involved in amino acids synthesis and in the control of fine reorientation of carbon and nitrogenous metabolisms. The induction of these enzymes appears only on the local level as compared to the observed changes of metabolites which are affected on both local and systematic levels. All changes inducted by the aphids suggest that the aphids are able to modify the nutritional composition of phloem in order to gain in qualitative and quantitive increase in amino acids. Our observations have also shown that the change in nitrogenous metabolism, inducted by transgenesis or mutagenesis, has a clear effect on the alimentary habits of the studied aphids
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Benhmammouch, Saloua. "Régulations intrinsèques et extrinsèques du métabolisme de la glutamine sur les fonctions effectrices des macrophages et conséquences sur le développement des plaques d'athéromes." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2023. http://www.theses.fr/2023COAZ6033.
Abstract:
Les maladies cardio-métaboliques sont un problème de santé mondiale majeur, affectant des millions de personnes dans le monde entier. L'organisation mondiale de Santé (OMS) estime que les maladies cardiovasculaires, telles que l'athérosclérose entraine du fait de ses complications, plus de 17 millions de décès par an.On sait aujourd'hui que la nature de la réponse immunitaire qui a lieu dans la plaque d'athérosclérose est un facteur central dans le devenir de la pathologie. Une grande partie de cette réponse immunitaire est soutenue par les macrophages qui vont indirectement participer à la mise en place et au développement de la plaque. Une activation excessive des macrophages peut entrainer une réponse inflammatoire incontrôlée et accélérer la progression des plaques d'athérome. L'activation des macrophages est soutenue par leur métabolisme, lui-même dépendant du microenvironnement cellulaire. Ce domaine de recherche en plein essor est appelé immuno-métabolisme. Cependant, les mécanismes sous-jacents à ce contrôle métabolique des macrophages ne sont pas totalement élucidé.Nous nous sommes intéressés au rôle de la glutamine comme source d'énergie pour les macrophages. Nous nous sommes concentrés sur son métabolisme au sein des cellules myéloïdes, qui est soutenu par 2 enzymes : la glutaminase 1 (GLS1) permettant la synthèse de glutamate à partir de glutamine et la glutamine synthétase (GS) qui produit de la glutamine à partir de glutamate. Nous avons alors modulé ces enzymes au sein des macrophages soit par une approche génétique avec des cellules myéloïdes délétées pour la GLS, soit en inhibant la GS par une approche pharmacologique.Les résultats de nos investigations ont souligné une activité plus faible de la glutaminase GLS1 dans les macrophages de la plaque d'athérosclérose dans des modèles murins qui n'était pas compensé par l'autre isoforme GLS2. La perturbation systémique du métabolisme de la glutamine dans un modèle murin de déficience hépatique en glutaminolyse n'exacerbait pas non plus le développement de l'athérosclérose induite par la déficience spécifique de GLS1 dans les macrophages. Ces résultats indiquent donc que la glutaminolyse des macrophages dépendants de GLS1 domine les fonctions intrinsèques de réparation et résolution des macrophages de la plaque d'athérome. De manière plus inattendue, nous avons observé que l'inhibition pharmacologique de la glutamine synthétase (GS) par la MSO agissait comme un rhéostat métabolique des fonctions effectrices des macrophages en fonction du milieu environnemental dans lequel ils se trouvaient. Ce rhéostat métabolique est partiellement perdu en cas de déficit en GLS1, ce qui conforte l'hypothèse originale selon laquelle la glutamine est un nutriment dominant utilisé par les macrophages pour remplir leurs fonctions effectrices. Le profilage transcriptionnel à haut débit a ensuite identifié que parmi plusieurs transporteurs membranaires Solute Carrier (SLC), SLC7A7 était très probablement l'un des importateurs dominants de glutamine qui maintenait l'influx de glutamine dans les macrophages pour soutenir la glutaminolyse dépendante de GLS1.Ces résultats mettent en lumière de nouveaux acteurs du métabolisme de la glutamine permettant la reprogrammation métabolique des macrophages de la plaque d'athéroscléroseCardiometabolic diseases are a major global health problem, affecting millions of people worldwide. The World Health Organization (WHO) estimates that cardiovascular diseases, such as atherosclerosis, cause more than 17 million deaths per year due to their complications.We already know that immune response nature taking place in the atherosclerotic plaque is a central factor in the development of the pathology. A large part of this immune response is supported by macrophages which will actively participate in the establishment and development of the plaque. Excessive macrophage activation can lead to an uncontrolled inflammatory response and accelerate the progression of atherosclerotic plaques. Macrophages activation is supported by their metabolism, which is dependent on the cellular microenvironment. This rising area of research is called immunometabolism. However, the mechanisms underlying this metabolic control of macrophages are not fully elucidated.We were interested in glutamine as a source of energy for macrophages. We focused on its metabolism within myeloid cells, which is supported by 2 enzymes: glutaminase 1 (GLS1) allowing the synthesis of glutamate from glutamine and glutamine synthetase (GS) which produces glutamine from of glutamate. We modulated these enzymes within macrophages either by a genetic knock-out of GLS in myeloid cells or by inhibiting GS thanks to a pharmacological approach.Our results highlighted a lower activity of GLS1 glutaminase in atherosclerotic plaque macrophages from mouse model of atherosclerosis that is not compensated by the other GLS2 isoform. Systemic perturbation of glutamine metabolism in mice with defective hepatic glutaminolysis did not exacerbate the development of atherosclerosis meditated by specific deficiency of GLS1 in macrophages. Altogether, these findings reveal that GLS1-dependent macrophage glutaminolysis is the culprit of the cell intrinsic reparative and resolutive functions of macrophages in atherosclerotic plaques. Unexpectedly, we observed that pharmacological inhibition of glutamine synthetase (GS) by MSO acted as a metabolic rheostat from macrophage effector functions depending on the environmental milieu. However, this metabolic rheostat is partially lost upon GLS1 deficiency further supporting the original hypothesis that glutamine is a dominant nutrient utilized by macrophage to perform their effector functions. High-throughput transcriptional profiling next identified that among several Solute Carrier (SLC) membrane transporters, SLC7A7 was most likely one of the dominant glutamine importers that sustained glutamine influx in macrophages to support GLS1-dependent glutaminolysis. These results shed light on novel glutamine metabolism players allowing atherosclerosis plaque macrophages metabolic reprograming
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Abely, Michel. "Métabolisme de la glutamine et transports de l'eau et des électrolytes dans l'épithélium intestinal du lapin : effets de la toxine du choléra, de la déshydratation et de la malnutrition." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077001.
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Klysz, Dorota. "Impact of lymphopenia-inducing regimens and energetic resources on the fate of adoptively transferred T cells." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20184/document.
Abstract:
Les thérapies anti-tumorales se sont considérablement améliorées au cours de la dernière décennie. Toutefois, les traitements utilisés actuellement rencontrent d'importantes limitations, notamment dans le cas de cancers métastatiques, révélant l'urgence de développer de nouvelles approches. Ainsi, l'immunothérapie par transfert adoptif de cellules T représente une approche innovante particulièrement prometteuse. Son principe s'appuie sur l'injection de cellules T autologues spécifiques d'antigènes tumoraux, préalablement manipulées et amplifiées ex vivo, chez des patients rendus lymphopéniques par chimiothérapie et/ou radiothérapie. Toutefois, même si l'état lymphopénique est induit par ces 2 protocoles de conditionnements, leurs effets sur l'environnement de l'hôte ainsi que sur le devenir des cellules T greffées étaient, jusqu'à nos travaux, mal connus. Par le biais de modèles murins, nous avons pu démontrer que le devenir des cellules T diffère après transfert dans des souris irradiées ou traitées par chimiothérapie (Bu/Cy). Ainsi, après transfert dans des animaux irradiés, on observe une prolifération préférentielle des cellules T CD8, dépendante de l'IL-7, est observée alors qu'un transfert chez des souris traitées Bu/Cy se traduit par une prolifération rapide, indépendante de l'IL-7, des cellules T CD4. De plus, ces comportements sont associés à d'importantes modifications de l'environnement généré chez l'hôte. Plus spécifiquement, nous avons démontré, dans les organes lymphoïdes secondaires, que la localisation et la représentation des différentes sous-populations de cellules dendritiques présentes étaient différentiellement modulées par le type de conditionnement utilisé. Par ailleurs, l'élimination spécifique des cellules CD11c+ chez des souris traitées Bu/Cy était accompagnée d'une inhibition importante de la prolifération rapide des cellules T CD4 greffées. L'ensemble de nos travaux montrent que les traitements lymphopéniques génèrent des environnements distincts capables de moduler le devenir des cellules T greffées.Durant ma thèse, nous avons également abordé de façon originale un aspect novateur de l'environnement en étudiant le rôle potentiel des nutriments comme régulateurs métaboliques des fonctions effectrices des cellules T. La glutamine est l'acide aminé le plus abondant du plasma, pouvant contribuer aux besoins bionénergétiques et biosynthétiques des cellules T en prolifération. Nous avons démontré dans nos travaux qu'une carence en glutamine lors de l'activation de cellules T CD4 par leur TCR entrainait un délai dans l'activation de la voie mTOR, une réduction de la production intracellulaire d'ATP aux temps précoces et se traduisait par une diminution de la prolifération. De plus, ces conditions étaient associées à une augmentation de la conversion de cellules CD4 T naïves, via TGFβ, en cellules régulatrices Foxp3+ , y compris en condition de polarization Th1. Par contre, la carence en glutamine n'a pas inhibé la différenciation Th2. Les cellules T Foxp3+ ainsi générées en condition limitante de glutamine présentaient in vivo des fonctions suppressives aussi efficaces que celles des cellules régulatrices nTregs. En effet, elles ont la capacité de bloquer l'induction de la colite provoquée par la greffe de cellules T effectrices dans des souris Rag2-/- . Nos travaux démontrent ainsi que l'environnement métabolique peut être un régulateur clé de la différenciation des cellules T CD4. L'ensemble de mes travaux de thèse ont mis en évidence de nouveaux paramètres capables de potentiellement modifier la survie et la réactivité des cellules T grefféesAnti-tumor therapies have improved significantly over the decade. However, the currently used treatments have important limitations, notably for metastatic cancers, and the development of new approaches is therefore a high priority. Adoptive T cell therapy (ACT) represents an innovative strategy that has shown much promise. This therapy is based on the infusion of tumor-specific T cells, which have been manipulated and expanded ex vivo, into patients who have been rendered lymphopenic by chemotherapy and/or irradiation. It is interesting to note that while lymphodepletion is attained by the vast majority of conditioning regimens, the effects of these protocols on the host environment and potentially, on the destiny of adoptively-transferred T cells had not been elucidated prior to the studies which we initiated. Using a murine model, we found that the fate of adoptively-transferred T cells differs markedly in mice rendered lymphopenic by sub-lethal irradiation as compared to a busulfan/cyclophosphamide (Bu/Cy) chemotherapy regimen. Irradiation-mediated lymphopenia resulted in a skewed IL-7-dependent proliferation of donor CD8+ T cells, whereas Bu/Cy treatment led to an increased IL-7-independent, rapid CD4+ T cell proliferation. These alterations in T cell proliferation were associated with striking changes in the host microenvironment. More specifically, we demonstrated that the proportion and localization of different dendritic cell (DC) subsets in lymphoid organs were differentially affected by the type of conditioning. Furthermore, we found that these DC controlled the rapid donor CD4+ T cell division detected in Bu/Cy-treated mice as depletion of CD11c+ DC inhibited this proliferation. Altogether, our studies demonstrate that lymphopenic regimens generate distinct host environments which modulate the fate of adoptively-transferred T cells. Durind my PhD, we also investigated an original and novel aspect of the microenvironement by studying the potential role of nutrients as metabolic regulators of T cell effector function. Glutamine is the most abundant amino acid in the plasma and contributes to the bioenergetic and biosynthetic requirements of proliferating T cells. Here, we demonstrated that activation of CD4+ T cells under glutamine-deprived conditions results in a delayed mTOR activation with reduced early ATP production and decreased proliferation. Moreover, these conditions resulted in the conversion of naïve CD4+ T cells into Foxp3+ regulatory T cells (Tregs). This de novo Treg differentiation occurred even under Th1-polarizing conditions and was TGFβ-dependent. Interestingly, glutamine deprivation did not inhibit Th2 differentiation. Importantly, these converted Foxp3+ T cells showed enhanced in vivo persistence and were highly suppressive, completely protecting Rag-deficient mice from the development of autoimmune inflammatory bowel disease as efficiently as natural-occuring Tregs. Thus, our data reveal the external metabolic environment to be a key regulator of a CD4 T lymphocyte's differentiation. Altogether, the data generated during my PhD provide new insights into the identification of parameters that can potentially alter the survival and reactivity of adoptively-transferred T cells
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Bhatnagar, Lakshmi. "Contribution a l'étude du métabolisme du soufre et de l'azote chez deux archaebactéries méthanogènes." Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA077102.
Abstract:
Un appareillage simple et efficace a été mis au point pour la culture de bactéries méthanogènes. Grâce à ce système, la nutrition soufrée et azotée de Methanobacterium (Mb. ) ivanovi et de Mb. Thermoautotrophicum souche delta H a été étudiée. En présence de mercapto-2-éthanol, agent réducteur non métabolisé, il a été montré que, en plus du sulfure, Mb. Ivanovi utilise le soufre élémentaire, la cystéine, et la méthionine comme source de soufre et que Mb. Thermoautotrophicum utilise le soufre élémentaire et la cystéine. Les autres composés testés n'ont aucun effet (sulfate) ou inhibent (sulfite, thiosulfate et dithionite) la croissance et la méthanogénèse des deux souches. En ce qui concerne la nutrition azotée, outre l'ammoniaque, (i) seule la glutamine est utilisée comme source d'azote chez Mb. Ivanovi, (ii) la glutamine et l'urée sont utilisées comme sources Irazote chez Mb. Thermoautotrophicum. Les autres composés testés n'ont aucun effet (nitrate chez la souche delta H) ou inhibent (nitrite) la croissance et la méthanogénèse des deux souches. La mesure des activités glutamine synthétase (GS), glutamate synthase (GOGAT) et alanine déshydrogénase (ADH) chez les deux souches suggèrent l'existence d'une voie GS-GOGAT pour l'assimilation de l'ammoniaque. A des concentrations élevées d'ammoniaque l'ADH pourrait jouer un rôle. Par contre, la glutamate déshydrogénase n'a pas été détectée chez ces méthanogènes. La GS de Mb. Ivanovi a été purifiée à homogénéité. C'est un dodécamère d'environ 600. 000 daltons composé d'un seul type de sous-unité, thermostable et insensible à l'oxygène. Son pI est de 4,6. Son activité n'est pas régulée par un système d'adénylation mais elle est sensible à une inhibition allostérique. Aucune réaction croisée n'a été détectée entre la GS de Mb. Ivanovi et des anticorps contre la GS d'Escherichia coli, d'Anabaena 7120 ou de Bacillus megaterium. Des mutants de 141 ivanovi auxotrophes pour la glutamine ont été caractérisés. Ces mutants ont une activité GS fortement diminuée par rapport à celle de la souche sauvage. En utilisant la technique de Southern, de l'homologie a été mise en évidence entre les gènes de structure de la nitrogénase (nifHDK) de K. Pneumoniae et d'Anabaena et l'ADN de Mb. Ivanovi et Mb. Thermoautotrophicum. De plus, de l'homologie avec le gène de structure de la GS (glnA) d'Anabaena a été détectée dans l'ADN de Mb. Ivanovi.
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Portais, Jean-Charles. "Etude par spectroscopie de RMN du carbone-13 du métabolisme intermédiaire de cellules gliales normales et tumorales." Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR28269.
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Brun, Annick. "Contribution à l'étude de la glutamine synthétase et de la glutamate déshydrogénase à NADP chez le champignon ectomycorhizien laccaria laccata : purification, propriétés physico-chimiques et localisation dans les ectomycorhizes de Douglas." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10169.
Abstract:
La glutamine synthétase (gs) et la glutamate déshydrogénase à nadp (gdh a nadp) sont deux enzymes clés de l'assimilation de l'ammonium. Ces deux enzymes ont été purifiées à homogénéité électrophorétique chez le champignon ectomycorhizien laccaria laccata. , selon un protocole simple utilisant trois étapes chromatographiques. A l'issue de ce protocole, la gs a été purifiée 31 fois avec un rendement de 23%, alors que la gdh a nadp a été purifiée 688 fois avec un rendement de 62%. Les constantes d'affinité des enzymes pour leurs substrats ont été mesurées et les propriétés structurales étudiées. La gs est une protéine octamérique de masse moléculaire de 380 kda, composée de sous-unités identiques de 42 kda. La gdh a nadp est un hexamère de 298 kda dont les sous-unités identiques ont une masse de 47 kda. Le séquençage de quelques polypeptides montre la forte homologie entre la gs de l. Laccata et la gs de plantes supérieures, entre le gdh de l. Laccata et la gdh de champignons ascomycètes. Les tests immunologiques ont révélé que les anticorps produits contre ces deux enzymes sont très spécifiques et ont permis de localiser ces deux enzymes dans le mycelium végétatif de l. Laccata ou en association symbiotique avec les racines de douglas. La technique de marquage a l'or colloïdal révèle que ces deux enzymes sont reparties uniformément dans les différents tissus de la mycorhize et qu'elles sont toutes deux localisées dans le cytosol des cellules fongiques
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Lecleire, Stéphane. "Modulation de l'inflammation intestinale et du métabolisme protéique par l'arginine et la glutamine : Etude chez le volontaire sain et au cours de la maladie de Crohn." Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077065.
Abstract:
Le premier travail a consisté à étudier les effets de Parginine administrée à doses pharmacologiques sur des biopsies duodenales obtenues chez des volontaires sains, mises en culture en présence de doses croissantes d'arginine et d'une solution contrôle d'acides aminés, en situation basale et en situation d'inflammation expérimentale. L'effet de l'arginine sur l'inflammation intestinale était évalué par le dosage dans le milieu de culture des principales cytokines pro et anti-inflammatoires par ELISA. L'arginine n'exerçait aucun effet anti-inflammatoire dans ces conditions. L'arginine augmentait la production de NO de manière dose-dépendante dans les conditions inflammatoires, et cette production était corrélée à celle de l'IL-8. Le second travail a consisté à étudier les effets de l'arginine sur la synthèse protéique et la proteolyse intestinales. Des biopsies duodenales obtenues chez des volontaires sains après une infusion entérale d'arginine ou d'une solution contrôle d'acides aminés étaient analysées par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse afin de déterminer l'enrichissement en isotopes stables dans la muqueuse duodénale et dans le sang avec l'arginine et avec la solution contrôle. D'autre part, la proteolyse était étudiée par RT-PCR des trois principales enzymes de la proteolyse (ubiquitine, D-cathepsine, m-calpaïne). L'arginine n'exerçait pas d'effet favorisant la synthèse protéique ou diminuant la proteolyse chez le volontaire sain. Le troisième travail a constitué à étudier les effets de l'arginine combinée à la glutamine sur l'inflammation intestinale chez des patients atteints de maladie de Crohn colique en poussée, chez lesquels des biopsies coliques étaient obtenues. Ces biopsies étaient mises en culture dans quatre conditions comprenant des doses physiologiques ou pharmacologiques d'arginine et/ou de glutamine. L'inflammation intestinale était évaluée par le dosage dans les différents milieux de culture des principales cytokines pro et anti-inflammatoires par ELISA, et par la mesure de l'expression de p65 NF-kappaB, IkappaB et p38 MAPK par Western-blot. Les biopsies en présence de doses pharmacologiques combinées d'arginine et de glutamine présentaient une diminution significative du TNF-alpha, d'IL-1beta, d'IL-6 et d'IL-8, et une diminution de l'expression de p65 NF-kappaB et de p38 MAPK. La glutamine seule permettait une diminution significative de la production d'IL-6 et d'IL-8, ainsi que de l'expression de p65 NF-kappaB. L'arginine seule n'exerçait aucun effet anti ou pro-inflammatoire. Ces résultats encourageants pourraient constituer une première étape justifiant l'évaluation prospective de l'administration entérale de glutamine, préférentiellement associée à l'arginine, chez des malades atteints de maladie de Crohn en poussée, comme thérapeutique adjuvante aux traitements anti-inflammatoires classiquesThe first study aimed to evaluate the effects of pharmacological doses of arginine on duodenal biopsies obtained in healthy volunteers, cultured with increasing doses of arginine and a control solution, in basal and experimental inflammation conditions. The effect of arginine on gut inflammation was assessed by the measure in the culture media of the main pro and anti-inflammatory cytokines by ELISA. Arginine had no effect on gut inflammation in these conditions. Arginine increased NO production in a dose-dependent manner in inflammatory conditions, and this production was correlated to IL-8 production. The second study aimed to evaluate the effects of arginine on gut protein synthesis and proteolysis. Duodenal biopsies obtained in healthy volunteers after enteral infusion of arginine or a control solution were analysed by GC-MS in order to determine the enrichment in stables isotopes in duodenal mucosa and in plasma with arginine and control solution. Moreover, proteolysis was analysed by RT-PCR of the three main proteolysis enzymes (ubiquitin, m-calpain, cathepsin). Arginine did not have any effect on gut protein synthesis or proteolysis in healthy volunteers. The third study was designed to assess the effects or arginine combined to glutamine on gut inflammation in patients with active Crohn's disease. Colonic biopsies were obtained and cultured in four different conditions including physiological and pharmacological doses of arginine and/or glutamine. Gut inflammation was evaluated by the dosage in different culture media of the main pro and anti-inflammatory cytokines by ELISA, and by the expression of p65 NF-kappaB, IkappaB, and p38 MARK by Western-blot. Arghigh/Glnhigh significantly decreased the production of TNFalpha, 1L-1beat, IL-8 and IL-6. Argˡ°ʷ/G\nhigh decreased IL-6 and IL-8 production, whereas Arghigh/Glnˡ°ʷ did not affect cytokine and NO production. Argˡ°ʷ/Gln and Arghigh/Glnhigh decreased NF-kappaB p65 subunit expression, whereas p38 MARK was only decreased by Arghigh/Glnhigh. Combined pharmacological doses of Arg and Gin decreased TNFalpha and the main pro-inflammatory cytokines release in active colonic CD biopsies via NF-kappaB and p38 MARK pathways. These results could be the basis of prospective studies evaluating thé effects of enteral supply of combined Arg and Gln during active CD.
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Gouttebel, Marie-Claude. "Régénération intestinale après résections étendues de l'intestin grêle : étude expérimentale et clinique des syndromes de l'intestin court." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20140.
Abstract:
L'adaptation-regeneration est une fonction potentielle de l'intestin grele observee au decours des resections intestinales etendues. La glutamine est le principal substrat energetique de la muqueuse intestinale, sa consommation etant accrue dans les etats cataboliques. Le travail experimental animal ainsi que l'etude clinique que nous rapportons, mettent en evidence une chute des taux de glutamine apres resection intestinale. La supplementation de la nutrition parenterale en glutamine ou sous forme acetylee permet de corriger ce deficit plasmatique et ameliore la regeneration intestinale chez l'animal. Enfin, nous proposons une evaluat-ion de cette fonction d'adaptation intestinale par l'etude de l'absorption du calcium, absorption qui pourrait etre amelioree par un apport enteral de phosphopeptides. Une nutrition artificielle (enterale et parenterale) supplementee en glutamine et en petits peptides phosphoryles pourrait constituer une approche concrete d'une nutrition specifique de la regeneration intestinale. Cette nutrition serait realisee en fonction du type de grele court defini selon la classification que nous avons mise au point
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Rival, Alain. "Cinétique de la nutrition minérale et métabolisme du carbone et de l'azote dans des suspensions cellulaires hétérotrophes et photomixotrophes : aspects physiologiques et biochimiques chez Abrus precatorius L. (Leguminosae)." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20079.
Abstract:
Dans le but de cerner in vitro l'impact de la photosynthese sur les voies metaboliques essentielles, un souchier de lignees cellulaires photomixotrophes & heterotrophes a ete etabli, sous forme de cals et de suspensions cellulaires, pour une plante medicinale tropicale: abrus precatorius l. (leguminosae). La consommation, en cours de culture, des macroelements majeurs du milieu (no#3, nh#4, pi, so#4) a ete mesuree. Cette etude a permis de mettre en evidence des differentes importantes entre les besoins nutritionnels pour chaque element. De plus, une caracterisation partielle de deux enzymes impliquees dans l'assimilation de l'azote mineral: nitrate reductase & glutamine synthetase, a ete realisee. Afin de mieux connaitre les phenomenes biochimiques lies a la photomixotrophie, l'activite de deux carboxylases (ribulose 1,5 bisphosphate carboxylase -rubisco- & phosphoenolpyruvate carboxylase -pepc-) a ete mesuree sur les suspensions cellulaires. Nous avons suivi l'activite de ces 4 systemes enzymatiques (nr, gs, rubisco & pepc) au cours de cultures conduites sous differentes conditions (hetero/mixotrophie) a l'aide de deux systemes de culture (erlenmeyers ou bioreacteur experimental). Cette etude est completee par une caracterisation immunologique de ces enzymes, permettant de degager quelques donnees concernant leur biosynthese et leur regulation
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González, Luz Estela de Bashan. "Ammonium metabolism coupled with indole-3-acetic acid in the microalgae Chlorella vulgaris when co-immobilized in alginate beads with the microalgae growth-promoting bacterium Azospirillum brasilense." Doctoral thesis, Université Laval, 2006. http://hdl.handle.net/20.500.11794/18340.
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Awada, Fatima. "Assesment of sorghum response to nitrogen availability." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS312/document.
Abstract:
Sept accessions représentant la diversité génétique du Sorgho (Sorghum bicolor) ont été cultivées dans une condition de carence (N⁻) et une condition non-limitante (N⁺) en nitrate. Les paramètres de croissance (taille de la plante et le nombre de feuilles), les paramètres physiologiques (teneur en nitrate, teneur en protéines, concentrations totales en carbone et azote) et l'activité de la glutamine synthétase (GS) ont été mesurés dans les feuilles et les racines des plantes de sorgho à trois stades précoces de développement végétatif (2, 4 et 6 semaines après germination). Les résultats montrent que : i) les valeurs obtenues pour l’ensemble des paramètres sont généralement plus faibles en situation de carence en nitrate ; ii) la taille des plantes et le nombre de feuilles sont plus grands sous un régime non-limitant ; iii) tous les paramètres étudiés sauf la teneur en Carbone, étaient sensibles à la disponibilité en azote. Cependant, les différents génotypes étudiés affichent de grandes variations dans leurs réponses aux deux conditions de cultures. On observe une variation de la taille des plantes entre les génotypes au cours du développement végétatif précoce, mais pas pour le nombre de feuilles. De même, on observe une grande variation dans les réponses physiologiques entre les différents génotypes. Des corrélations fortes et significatives ont été détectées entre la taille des plantes et la teneur en nitrate. Cependant ces corrélations varient selon les conditions de cultures et les génotypes étudiés. En outre, la teneur en nitrate et l'activité GS mesurés aux stades précoces de croissance, semblent être de bons marqueurs pour discriminer entre les différents génotypes pour leur aptitude à absorber ou assimiler les nitrates dans les deux conditions de cultures. L’expression dans les feuilles et racines de deux génotypes de sorgho, de deux copies d’un gène candidat pour l’efficacité d’utilisation d’azote, SbNRT1.1 codant pour un transporteur de nitrate, varie en fonction de la disponibilité en nitrate, de l’organe et de l’âge de la plante. Notre étude constitue une première contribution à l’analyse de l’efficacité d’utilisation d’azote chez le sorgho par une approche physiologique et une approche génétique. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives pour de futures études fondamentales mais aussi des recherches finalisées qui conduiront à l’identification de génotypes valorisant mieux l’azoteSeven accessions of Sorghum bicolor were grown with low (N⁻) and optimal (N⁺) nitrate supply. Growth parameters (plant height and leaf numbers), physiological parameters (nitrate, protein, total N and total C contents) and the activity of glutamine synthetase (GS) were studied in leaves and roots of sorghum plants at three time points of early vegetative growth (2, 4 and, 6 weeks post emergence). Plant height and leaf number were higher with nitrate supply. Except for carbon, all studied parameters were sensitive to N availability and values were typically lower when nitrate supply was low. However, different genotypes displayed considerable variation in their response to N regimes. Variation among genotypes during early vegetative development was observed for plant height, but not for leaf number. Likewise, physiological parameters varied among accessions. A significant and strong correlation, N- and accession-dependent, was detected between plant height and nitrate content. Moreover, nitrate content and GS activity at early growth stages appeared to be good markers to discriminate between nitrate uptake and assimilation capacities of different accessions under both N conditions. In some sorghum accessions, protein and total N content were indicative of high nitrate reduction and assimilation even under N limitation. Chlorophyll content was also sensitive to N availability. Furthermore, expression studies of SbNRT1.1gene copies in leaves and roots of two accessions reflected variability in expression dependent on nitrogen condition, plant organ, plant age, and gene of interest. This study is helpful to characterize different aspects of the N metabolism in sorghum and may aid in the identification of sorghum genotypes with enhanced nitrogen use efficiency, a trait that is of key interest in one of the most important crop plants in arid and semi-arid regions
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Mauve, Caroline. "Production et hydrolyse des amides : mécanismes chimiques, isotopie et applications : étude de la glutamine synthétase." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112397.
Abstract:
La nutrition azotée des bactéries et des plantes est actuellement un sujet de grande importance, notamment pour comprendre comment améliorer les voies métaboliques aboutissant à l’assimilation de l’azote et à plus grande échelle, optimiser des apports d’engrais et augmenter le rendement des cultures. Dans ce contexte, la réaction d’amidation catalysée par la glutamine synthétase (GS), qui fixe l’ammonium (NH₄)⁺ en glutamine, est cruciale car elle est à la fois le point d’entrée de l’azote dans les végétaux, et une étape-clef du recyclage de l’azote (en particulier, NH₄⁺ photorespiratoire). Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à la cinétique enzymatique et au mécanisme chimique de la GS. Des systèmes analytiques (HPLC, RMN , GC-MS) ont été optimisés pour permettre la mesure de l’activité enzymatique in vitro et pour réaliser des analyses par spectrométrie de masse à ratio isotopique. Avec ces techniques, nous avons pu regarder précisément les effets isotopiques ¹²C/¹³C, ¹⁴N/¹⁵N et H₂O/D₂O (solvant) lors de la catalyse, en utilisant la GS d’E. coli et d’Arabidopsis thaliana (GS1,2). Nos résultats montrent qu’il n’y a pas d’effet isotopique ¹²C/¹³C, mais qu’il y a un fractionnement ¹⁴N/¹⁵N de »16‰. En outre, il y a un effet inverse du solvant (réaction 1.5 à 2 fois plus rapide dans D₂O). Cela suggère que la création de la liaison C----N (amidation) est partiellement limitante (engagement catalytique de »14% seulement) et que le réseau de ponts hydrogènes dans le site actif est crucial pour déterminer la vitesse de la réaction. L’apparition d’effets ¹⁴N/¹⁵N inverses dans certaines circonstances et les effets drastiques causés par une substitution du cofacteur métallique (Mg²⁺) suggèrent en outre que l’étape d’amidation peut être réversible et que la coordination par un métal joue un rôle très important pour stabiliser les intermédiaires de la réaction, en interaction avec le solvant. Ainsi, dans son solvant naturel qu’est H₂O, la GS réalise une réaction ‘chimiquement difficile’ (barrière énergétique élevée de l’amidation) rendue possible par le clivage de l’ATP et son caractère exergoniqueNitrogen nutrition in bacteria and plants is currently an important topic, in particular to identify key points for metabolic improvements in N assimilation and more generally, to optimize fertilization and crop yield. In such a context, the amidation reaction catalyzed by glutamine synthetase (GS), which fixes ammonium (NH₄)⁺ into glutamine, is of crucial importance since it both represents the N entry in plants and the main step of N recycling (such as photorespiratory (NH₄)⁺. Here, we examined GS kinetics and chemical mechanism. Analytical methods (HPLC, NMR, GC-MS) have been set up so as to measure in vitro activities and isotopic abundance by isotope ratio mass spectrometry. These gave access to isotope effects (¹²C/¹³C, ¹⁴N/¹⁵N et H₂O/D₂O – solvent) during catalysis, with the GS from either E. coli or A. thaliana (GS1,2). Our results show that there no ¹²C/¹³C isotope effect but there is significant ¹⁴N/¹⁵N isotope fractionation of ca. 16‰. In addition, there is an inverse solvent isotope effect (reaction 1.5 to 2 times faster in D₂O). This suggests that forming the C----N bond (amidation) is partially rate-limiting (catalytic commitment of ca. 14% only) and the H-bond network in the active site is of substantial importance for the reaction rate. The occurrence of inverse ¹⁴N/¹⁵N isotope effects under certain circumstances as well as the drastic impact of changing the metal cofactor (Mg²⁺)) indicate that the amidation step can be reversible and that the coordination by the metal plays a key role in stabilizing reaction intermediates, by interfacing the solvent. In other words, in its natural solvent H₂O, the GS catalyses an intrinsically ‘difficult’ reaction (high energy barrier of amidation) made possible by both ATP cleavage and its exergonic nature