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Characterization of 3T3-L1 adipocytes de-differentiation induced by a mitochondrial dysfunction
No full textExcessive accumulation of adipose tissue (obesity) implies a health risk worldwide. Even though obesity is not a disease by itself, it leads to various metabolic and cardiovascular disorders. Several evidences have shown that a loss, as small as 5-10% of initial body weight, can improve these health complications. In the field of searching for new therapeutic strategies, targeting adipose tissue by inducing mitochondrial energy dissipation through the uncoupling of mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) is an approach that attracts great attention. However, while it is known that mitochondrial uncoupling triggers triglyceride loss in adipocytes, molecular mechanisms pushing mature adipocyte to lose their capacity to accumulate lipids in a partial de-differentiation process towards a more fibroblast-like phenotype, are still poorly understood.
In the first part of this study, we characterized the 3T3-L1-adipocyte de-differentiation exposed to a mild and chronic mitochondrial uncoupling induced by carbonyl cyanide (p-trifluoromethoxy)-phenylhydrazone (FCCP). In the model we set up, we showed that adipocytes incubated for several days with FCCP decrease their triglyceride content to a similar extent than the lipid reduction observed in adipocytes treated with TNFα, a pro-inflammatory cytokine known to act as negative regulator of adipose tissue mass and to increase mitochondrial ROS production in cells. Using a low-density cDNA microarray, we analyzed the expression of genes encoding either adipogenic markers and/or effectors and compared the differentially expressed genes in adipocytes treated with FCCP or TNFα. In addition, we demonstrated that the transcriptional activity of the key transcription factors for adipogenesis: PPARγ and CEBP/α, involved in terminal differentiation and maintenance of the adipocyte phenotype, were significantly decreased in TNFα- and FCCP-treated adipocytes. However, the presence of rosiglitazone and 9-cis retinoic acid (PPARγ/RXR-ligands, respectively) does not prevent triglyceride loss in FCCP-treated cells, suggesting that the TG content reduction observed in adipocytes exposed to a mitochondrial uncoupling is independent of alteration in PPARγ activity.
Indeed, we studied several metabolic pathways that form the ‘fatty acid partitioning’ in adipocytes treated with TNFα or FCCP. In addition, metabolic assays also revealed that TG reduction in FCCP-treated adipocytes could be mediated by a down-regulation of lipid synthesis rather than an up-regulation of fatty acid β-oxidation. Finally, lipolysis stimulated by the uncoupler also seems to contribute to the TG reduction, a process associated with the perilipin A down-regulation. These results highlight some new mechanisms that might potentially be involved in adipocyte de-differentiation initiated by a mitochondrial uncoupling. Moreover, adipocytes incubated with FCCP adapt their metabolism in order to maintain constant ATP content, by both reducing energy-consuming processes, such as lipid synthesis but increasing glucose consumption via the stimulation of glycolysis and lactate production.
As TNFα or the mitochondrial uncoupling seems to largely affect the expression of many adipogenic genes, in the second part of this work, we screened for modifications in the miRNA expression profile of adipocytes responding to a mitochondrial dysfunction, by analyzing the transcript abundance of several miRNAs known or suspected to play a role in adipogenesis and glucose/lipid metabolism. Indeed, miRNA is now considered as an enlarging class of non-coding mRNAs that control gene expression in many biological processes. However, their contribution to metabolic disorders, lipid metabolism and mitochondrial dysfunction is still poorly studied, and their role is thus puzzled. We found that let-7b/c, miR-103, miR-107, miR-182, miR-422b and miR-150 are differentially expressed in adipocytes incubated with either FCCP or TNFα. In addition, some miRNA seem to be specifically regulated, as miR-155 and miR-222 are more abundant in adipocytes challenged with TNFα, while no modification in their abundance could be found in FCCP-treated cells. Unfortunately, we were unable to address the functional role of these miRNAs differentially expressed in adipocytes exposed to a mild mitochondrial uncoupling. Indeed, we could not show that miRNA interferences (either ectopic over-expression or inhibition of endogenous miRNAs) of miR-103 and miR-107, two miRNA paralogs, predicted to target several mRNAs involved in pathways that affect lipid metabolism, modify the triglyceride content in adipocytes or adipocytes incubated either with FCCP or TNFα.
In conclusion, our results suggest that the mechanisms and cell signaling pathways leading to the reduction of TG content are different in adipocytes incubated with either TNFα or FCCP. Moreover, 3T3-L1 cells incubated for one or more days in the presence of TNFα or FCCP must adapt their metabolism and change the expression or activity of several genes encoding effectors or markers of differentiation. In addition, these adaptations of metabolism, found in FCCP-treated adipocytes, are reflected by modifications in the energy homeostasis of the cells. We also demonstrated that mitochondrial uncoupling in white adipocytes might represent a putative and interesting target to induce TG content reduction, and to potentially reduce adipose mass. Hopefully, these findings may contribute to a better understanding of the molecular mechanisms involved/associated or responsible for the adipocyte cell response to a mild but chronic mitochondrial uncoupling.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Les protistes: acteurs-clés du réseau trophique pélagique au Lac Tanganyika
No full textWhile pathogenic microbes are actually far from being the rule, in contrast microbes are generally associated to illness. Actually, microbes play crucial parts in sustaining life on Earth and preserving biodiversity. In aquatic environments, protists (microbial eukaryotes) are fundamental components of the pelagic food web, both as primary producers and as the main link between picoplanktonic carbon and the higher trophic levels, through grazing activities. The substantial role of protozoan has been particularly stressed for the oligotrophic systems, where picoplankton, inedible for metazooplankton, typically dominates planktonic biomass and productivity.
Located in the East African Rift Valley, Lake Tanganyika is one of the world's largest and deepest lakes, which is also known for the unusually high yield of its pelagic fisheries. Its high water transparency and low nutrient levels favour both picophytoplankton proliferation, at the expense of larger phytoplankton, and development of an important microbial trophic network. As carbon transfer through microbial food web increases the number of trophic links and leads to large energy losses, it is expected that Lake Tanganyika microbial communities are particularly efficient in carbon use and cycling to reduce these losses and therefore sustain high fish productivity. Our first objective was thus (i) to estimate carbon biomass transiting through protozoa by focussing on protozooplancton impact on both autotrophic and heterotrophic picoplancton in Lake Tanganyika, and (ii) to determine the major carbon pathway within the microbial trophic network.
Protist communities in aquatic systems can also be phylogenetically and functionally diverse. During the last decade, molecular surveys have regularly unveiled undescribed lineages, suggesting that microbial eukaryote diversity remains undersampled. Actually, small-eukaryote communities in tropical lacustrine systems had not been investigated so far. Yet, from an ecological perspective, molecular approaches for describing protistan diversity often represent the first step in characterizing the different functional roles performed within assemblages. Our second objective consisted in unveiling small-eukaryote diversity retrieved from the tropical Lake Tanganyika by using DGGE and clone libraries of 18S rDNA. Further clone libraries were also constructed to uncover small-eukaryote diversity within Lake Kivu, another freshwater system located in the Rift Valley. Differences and similarities were detected among microbial eukaryote communities recovered from these two oligotrophic tropical lakes that feature contrasting physical-chemical conditions and trophic structures. Detection of common undescribed lineages in both lakes suggested that tropical conditions could favour some taxonomic groups. Using the FISH technique, we especially focussed on novel kinetoplastids which were retrieved in both lakes and appeared to be abundant in Lake Tanganyika.
The present study provides the first description of small-eukaryote diversity within a tropical freshwater ecosystem and brings substantial evidence of the crucial role of protozooplankton in carbon transfer in one of the most fascinating lacustrine systems, Lake Tanganyika.Les microbes. Pour la plupart d'entre nous, leur nom est synonyme de maladies. Pourtant, les microbes pathogènes sont plutôt l'exception que la règle. Les microbes ont colonisé l'ensemble des environnements que compte notre planète et les diverses fonctions qu'ils y remplissent sont d'une importance capitale pour le maintien de la diversité sur Terre. C'est le cas des protistes. Dans les milieux aquatiques, ces microorganismes eucaryotes, principalement assimilés à des producteurs de matière organique ainsi qu’à des consommateurs de picoplancton, sont des acteurs essentiels dans le transfert de matière et d’énergie au sein du réseau trophique. Le rôle des protistes brouteurs a été spécialement mis en évidence dans les milieux oligotrophes, où les constituants du picoplancton, trop petits pour être consommés par le métazooplancton, sont particulièrement abondants.
Situé dans la Vallée du Rift d’Afrique de l’Est, le Lac Tanganyika se classe parmi les lacs les plus grands et les plus profonds du monde. Il est également reconnu pour sa remarquable productivité piscicole. Ses eaux claires et pauvres en nutriments sont autant de conditions propices à la prolifération du picophytoplancton, au détriment d’organismes phytoplanctoniques de plus grande taille, et au développement d’un important réseau trophique microbien. Or, cette voie parallèle de transfert de carbone augmente le nombre d’intermédiaires et, par conséquent, les pertes engendrées par respiration. Pour maintenir un niveau de productivité piscicole élevé, les communautés présentes au sein du Lac Tanganyika doivent donc être particulièrement efficientes en terme d’utilisation et de transfert de carbone. Le premier objectif de ce travail a donc été d’évaluer l’impact du protozooplancton sur le picoplancton autotrophe et hétérotrophe du lac, afin d’estimer la quantité de carbone transitant par les protistes brouteurs, et de déterminer les voies préférentielles de transfert de carbone au sein du réseau trophique microbien de ce milieu tropical.
Par ailleurs, en fonction du milieu étudié, les communautés de protistes aquatiques peuvent présenter une diversité phylogénétique et fonctionnelle tout à fait remarquable. Depuis une dizaine d’années, grâce aux analyses génétiques, de nouveaux lignages sont régulièrement décrits, suggérant que la diversité de ces microorganismes reste actuellement toujours sous-estimée. Or, jusqu’à aujourd’hui, aucune étude de ce genre n’avait encore été entreprise dans les milieux d’eau douce tropicaux. L’étude de la diversité phylogénétique présente au sein de ces communautés constitue pourtant une première étape vers la caractérisation de la diversité fonctionnelle qu’elles renferment. Le second objectif de notre recherche fut donc de réaliser une première étude phylogénétique des assemblages de petits eucaryotes présents au sein d’un système d’eau douce tropical. Pour cela, deux outils moléculaires complémentaires, la DGGE et les bibliothèques de clones, basées sur les séquences codant pour l’ARNr 18S, ont été employés. D’autres bibliothèques de clones ont également été construites pour les petits eucaryotes du Lac Kivu, un autre lac de la Vallée du Rift, afin de mettre en évidence les différences et les similitudes pouvant exister au sein de communautés évoluant dans deux systèmes tropicaux oligotrophes présentant des caractéristiques physico-chimiques et une structure trophique contrastées. Ainsi, la détection dans les deux lacs de séquences jusqu’alors inconnues suggère que le développement de certains organismes pourrait être favorisé par les conditions tropicales. Par l’emploi de la technique du FISH, nous nous sommes particulièrement intéressés à un nouveau groupe de kinétoplastidés, présents dans les deux lacs, et relativement abondants au Lac Tanganyika.
Au terme de notre recherche, nous avons donc pu mettre en évidence le rôle crucial du protozooplancton dans le transfert de carbone vers les niveaux trophiques supérieurs et approcher la diversité des petits eucaryotes présents au sein d’un des plus fascinants milieux d’eau douce, le Lac Tanganyika.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Développements en phylogénomique : comparaisons de génomes et estimation de grandes phylogénies
No full textn/aCette thèse présente les développements informatiques en phylogénomique ayant abouti à la création de 2 logiciels : MetaPIGA 2.0 et MANTiS.
Dans la première partie, nous plongerons dans l’inférence phylogénétique, présentant un petit état de l’art du domaine puis en détaillant l’implémentation de MetaPIGA 2.0, un logiciel qui permet d’inférer une phylogénie via l’utilisation de méta-heuristiques. MetaPIGA 2.0 se veut un logiciel d’inférence phylogénétique complet qui (1) regroupe les principales méthodes et modèles existants à l’heure actuelle, (2) permet de travailler avec de très grands jeux de données, (3) soit un outil informatique moderne et convivial, et (4) qui offre un cadre informatique robuste permettant de développer et tester de nouvelles méta-heuristiques, qui auront été préalablement adaptées au problème de l’inférence phylogénétique. Nous y décrivons également en détails les 4 méta-heuristiques qui ont été adaptées pour MetaPIGA 2.0 : un Hill Climbing, un Simulated Annealing, un algorithme génétique et le metaGA (un algorithme génétique méta-populationnel).
Dans la seconde partie de cette thèse, nous mettons en avant une approche phylogénétique pour la génomique comparative, en développant le logiciel MANTiS, qui permet d’explorer le contenu d’une sélection de génomes eucaryotes le long d’une phylogénie. Les relations d’orthologie et de paralogie sont identifiées à l’aide d’arbres phylogénétiques, et nous pouvons suivre l’historique des événements de duplication au cours de l’évolution et déterminer à quel moment un « caractère » a été gagné et perdu. Cette cartographie des gènes sur les branches de la phylogénie nous permet également de reconstituer le contenu des génomes ancestraux présumés. Enfin, en associant à ces données différentes annotations fonctionnelles (telles que processus biologiques et fonctions moléculaires dans lesquels les gènes sont impliqués, ou les tissus dans lesquels ils sont exprimés), nous pouvons étudier l’évolution fonctionnelle d’un génome au cours du temps. En se focalisant sur une branche de la phylogénie, et en comptant les gènes associés à une fonction donnée, nous pouvons déterminer si cette fonction est plus ou moins représentée par rapport au génome actuel. Enfin, comme pour MetaPIGA 2.0, nous avons tout mis en œuvre pour que MANTiS soit convivial et offre différents moyens d’exploration graphique des données. Nous y avons également intégré une interface permettant d’interagir dynamiquement avec l’ensemble des données, proposant à l’utilisateur de poser le plus simplement possible un vaste éventail de questions de génomique comparative avec des critères phylogénétiques, augmentant considérablement l’intérêt du logiciel pour la communauté scientifique.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
A role for Maged1 in skeletal myogenic differentiation and muscle regeneration
No full textMaged1 is a member of the large family of MAGE proteins that were initially identified as tumour antigens. The molecular and physiological functions of the MAGE proteins remain largely to be clarified, but they act probably as adaptor or scaffolding proteins able to modulate the function of transcription factors and membrane receptors. Maged1 was previously shown to be essential for the developmental apoptosis of neurons initiated by the p75NTR neurotrophin receptors. Very recently, Maged1 was shown to regulate the circadian cycle by modulating the activity of the orphan nuclear receptor RORα. The work presented here unveils the importance of Maged1 in myogenic differentiation and muscle regeneration.
In normal adult skeletal muscle, cell turnover is very slow. However, after an acute lesion or in chronic pathological conditions, such as primary myopathies, muscle stem cells, called satellite cells, are induced to proliferate, exit definitively from the cell cycle and fuse to form new muscle fibres. We show that Maged1 is expressed at very low levels in normal adult muscle but is strongly induced after injury, during the early phases of myoblast differentiation. By analyzing primary myoblasts derived from Maged1 knockout mice, we show that Maged1 deficiency results in reduced levels of p21CIP1/WAF1, Adam12 and Itgb1, leading to defective cell cycle exit and impaired myotube maturation. Our data suggest that Maged1 regulates the transcriptional activity of the key muscle transcription factors MyoD and Mef2C, explaining the myogenic differentiation failure. In vivo, we show that Maged1 deficiency results in delayed regeneration of muscles injured experimentally, confirming the physiological role of Maged1 in this process.(DOCMED02) -- FUNDP, 201
Effects of the PolyChlorinatedBiphenyls mixture Aroclor 1254 on the development of Xenopus laevis: ecotoxicological approach using proteomics.
No full textPolyChlorinatedBiphenyls (PCBs) may induce negative effects on the development of
many species. Over the last decades, amphibians decline has been reported worldwide
and exposure to PCBs has been considered as one of the possible causes. In the
present work, we firstly tested the hypothesis that PCBs could induce oxidative stress
in young developing amphibians. The results demonstrate that exposure of X. laevis
tadpoles to environmental concentrations of Aroclor 1254 interfere with normal
growth. They also highlight that very young X. laevis tadpoles express antioxidant
systems. PCBs induce deleterious effects on developing amphibians. However, the
molecular and cellular mechanisms by which they express their toxicity are still
largely unknown, especially at the protein expression level. A proteomics analysis
was performed on developing X. laevis tadpoles exposed to Aroclor 1254. Results
argue that protein expression is targeted by PCBs in developing amphibians and that
proteins reorganization should be taken into account while estimating the
toxicological hazard of wild amphibian populations exposed to the toxicants. In
amphibians, PCBs are also linked to behavioural abnormalities such as circle
swimming in frogs and tadpoles, suggesting a possible neurotoxic action of the
toxicants. Once again, there is a lack of informations when considering the neurotoxic
effects of PCBs at the protein level. A second proteomics analysis was then
performed on the brain of developing X. laevis tadpoles exposed to Aroclor 1254. The
results showed that important proteins such as molecular chaperones, mediators of
nuclear translocation, components of the Krebs cycle, and proteins implicated in
neuronal maturation were induced or repressed in response to PCBs exposure. When
considering the work in its globality, it seems that PCBs induce oxidative stress in
developing tadpoles. The proteomics approach, even if limited by different technical
aspects, allowed the identification of a large group of proteins implicated in an
"universal" cellular response to stress. This was true when considering the global
response of an organism, or the global response of a specific tissue such as the brain.Les PolyChloroBiphényles (PCBs) induisent des effets néfastes sur le développement
de différentes espèces. Durant les dernières décennies, un déclin massif des
amphibiens a été rapporté sur l’ensemble de la planète. Les PCBs ont été considérés
comme cause potentielle de ce déclin. Dans le cadre du présent travail, nous avons
émis l’hypothèse que les PCBs sont capables d’induire un stress oxidatif chez de
jeunes amphibiens en développement. Les résultats montrent, qu’en plus d’une
perturbation de la croissance des têtards, les PCBs sont capables d’activer des
systèmes de défenses anti-oxydantes. S’il est entendu que les PCBs engendrent des
effets délétères chez les amphibiens, il reste des interrogations face aux mécanismes
cellulaires qui induisent ces effets. Ceci est particulièrement vrai si l’on considère
l’expression des protéines. Pour tenter de répondre à cette interrogation, une analyse
protéomique a été menée sur des têtards de Xenopus. laevis exposés à l’Aroclor 1254.
Les résultats montrent que l’expression des protéines peut être perturbée par les
PCBs, et que ce type d’approche peut être pertinente dans l’évaluation du risque
encouru par les amphibiens face à des toxiques. Si les PCBs altèrent la croissance, ils
sont également capables d’engendrer des troubles comportementaux chez les
amphibiens. Ces troubles comportementaux soutiennent l’hypothèse que les PCBs
peuvent être neurotoxiques. Une fois encore, peu de données concernant cet aspect de
la toxicité des PCBs n’est disponible. Une analyse protéomique a donc été menée sur
des cerveaux de têtards de X. laevis exposés à l’Aroclor 1254. Les résultats montrent
que des protéines chaperonnes ou d’autres impliquées dans le processus de maturation
neuronale sont ciblées par les PCBs. En résumé, les PCBs induisent un stress oxidatif
chez les têtards en développement. Par ailleurs, l’approche protéomique, même si
celle-ci possèdent des limitations, a permis d’identifier un groupe significatif de
protéines impliquées dans une réponse au stress dite « Universelle ». Ceci est vrai si
l’on considère une réponse globale au stress induit par les PCBs, mais aussi si l’on
considère l’impact des toxiques sur un organe cible, le cerveau.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Elaboration de revêtements multifonctionnelssur des surfaces de zinc et de zinc-nickel
No full textThis thesis is included in the framework of chemical modification of surfaces by molecular assemblies in order to create different functional coatings with specific properties. The performed studies consist in the elaboration of self-assembled monolayers, of type Y-(CH2)n-SH, on highly oxidisable metallic deposits; more precisely zinc and zinc-nickel deposits. The use of these organothiol molecules imposes to maintain the metallic nature of the surface therefore an electrochemical reduction of surface is needed before the self-assembly process. In the framework of this thesis, an original process is performed. The surface modification is realized on freshly electrodeposited zinc or zinc-nickel coatings; these films being modified directly after electrodeposition.
As a first step, the feasibility and the comprehension of organothiols grafting on zinc and zinc-nickel coatings have been investigated through the self-assembly of molecule such as n-dodecanethiol (H3C-(CH2)11-SH). Optimal grafting conditions have been determined to obtain organized monolayers having good qualities.
Then, the formation of multilayer materials created from connectors of type Y-(CH2)n-SH where the final function Y is different from methyl group (-CH3) has been performed. The synthesis and the self-assembly of undec-10-ene-1-thiol (H2C=CH-(CH2)9-SH) on zinc allowed to emphasize the “adhesion promoter” nature of this molecule compared with polymer of type polydimethylsiloxane reacting with unsaturated final function. The use of a second molecule, HO-(CH2)11-SH, attests the possible diversity of self-assembly process. Indeed, the final function allowed the creation of molecular bilayer films by condensation with the reactive heads of trimethoxysilane molecules. By comparison, in the case of organophosphonic acids, an insertion reaction takes place with priority on the condensation.
Identical studies with organothiols have been carried out on zinc-nickel deposits. The results for this type of coatings are similar to those obtained on zinc surfaces.
Finally, a comparative study between the self-assembly and the electrografting has emphasized the molecular self-assembling of organothiols by the properties conferred to the surface.Cette thèse s’inscrit dans la thématique de la modification de surface par des assemblages moléculaires en vue de créer des revêtements fonctionnels avec des propriétés spécifiques. Les recherches réalisées consistent en la formation de monocouches auto-assemblées d’organothiols, de type Y-(CH2)n-SH, sur des dépôts métalliques fortement oxydables à savoir des revêtements de zinc et de zinc-nickel. L’utilisation de ces molécules d’organothiols impose le maintien du caractère métallique de la surface d’où l’importance de procéder à une réduction de la surface avant l’auto-assemblage. Dans le cadre de cette thèse, une manière différente et surtout originale est mise en œuvre. La modification se fait sur des substrats Zn ou ZnNi fraîchement formés et modifiés immédiatement après leur électrodéposition.
Dans un premier temps, la faisabilité et la compréhension du greffage d’organothiols sur les revêtements de zinc et de zinc-nickel ont été investigués via le greffage d’une molécule simple tel que le n-dodécanethiol (H3C-(CH2)11-SH). Des conditions optimales de greffage ont été déterminées, leur application a abouti à des monocouches organisées et de bonne qualité.
Ensuite, la mise au point de matériaux en multicouches formés à partir de connecteur de type Y-(CH2)n-SH où la fonction terminale Y diffère du groupement méthyle (-CH3) a été réalisée. La synthèse et l’auto-assemblage de undéc-10-ène-1-thiol (H2C=CH-(CH2)9-SH) sur le zinc a permis de mettre en évidence le caractère promoteur d’adhésion de cette molécule vis-à-vis de polymères de type polydiméthylsiloxane réagissant avec la fonction terminale insaturée. L’utilisation d’une seconde molécule, le HO-(CH2)11-SH, témoigne de la diversité possible des auto-assemblages. En effet, la fonction terminale de ce composé a conduit à la formation de revêtements en bicouches moléculaires par réaction de condensation avec les têtes réactives de molécules de type triméthoxysilane. Par contre, dans le cas d’acides organophophoniques, une réaction d’insertion dans les défauts a lieu de manière prépondérante vis-à-vis de la réaction de condensation.
Des études identiques à celles menées à l’aide des organothiols sur le zinc ont été menées sur des dépôts de zinc-nickel. Les résultats obtenus ont conduit à des conclusions semblables au cas précédent.
Enfin, une étude comparative entre le mode de greffage par auto-assemblage et par électrogreffage a mis en valeur l’auto-assemblage moléculaire d’organothiols par les propriétés qu’il confère à la surface.(DOCSC02) -- FUNDP, 201
Characterization of the clumping phenotype displayed by a Quorum Sensing deficient strain in Brucella melitensis 16M and research of genes involved in its exopolysaccharide biosynthesis
No full textRecently the bacterial pathogen Brucella melitensis 16M has been shown to display a clumping phenotype in liquid culture when affected in its Quorum Sensing system, a bacterial communication system allowing the coordinated gene expression within a population regarding its density and/or environmental properties (diffusion, flow…).
During the first part of this work, we found that the overexpression of the AHL-acylase of Brucella (an enzyme able to degrade the signal molecules required for successful Quorum Sensing) leads to a similar clumping phenotype. The characterization of this strain allowed us to demonstrate the presence of extracellular DNA and exopolysaccharide(s) (EPS), two classical components of extracellular matrices, in clumps produced by this strain. We also observed that the production of outer membrane vesicles is strongly increased in this strain. The use of this strain allowed us to purify the EPS and to carry out a structural analysis which gave rise to the composition and the first structural information on the complex polymer produced by B. melitensis 16M. Moreover, a classical biofilm attachment assay and a HeLa cells infection model demonstrated that the clumping strain is more adherent to both surfaces tested than the wild-type one. Taken together, these results bring insights on the matrix composition and reinforce the evidences that B. melitensis could form biofilms in its lifecycle.
In the second part of the work, we attempted to identify genes involved in the biosynthesis of B. melitensis EPS. We screened the genome of B. melitensis which allowed us to identify about thirty genes homologous to well-described EPS biosynthesis genes closely conserved among phylogenetically related bacteria. Seven of those genes were selected for deletion in B. melitensis. None of the resulting mutants was found to be impaired in its clumping formation or EPS production abilities in the conditions tested. However, two of these mutants (∆BMEI1177 and ∆BMEII0851) presented a strong and systematic trend to form chains in liquid culture. The observation of this phenotype by time-lapse microscopy allowed us to observe that these chains are formed by clonal growth. Moreover, mice infected with the ∆BMEI1177 or ∆BMEII0851 strains have a lower bacterial charge in their spleen compared to the wild-type strain. This result suggests that Brucella BMEI1177 and BMEII0852 products have an important role in the infectious cycle of B. melitensis.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Characterization of the relationship between Brucella melitensis and the innate immune system of the mouse.
No full textBrucella melitensis is a facultative intracellular pathogen responsible for brucellosis, one of the world’s most widespread zoonotic diseases causing abortion in domestic animals and a chronic granulomatous infection in humans. A key pathogenic trait of this organism is its ability to survive in immune cells such as macrophages and persist in tissues of the reticuloendothelial system, including the spleen and liver. The crucial component of immunity that results in survival of the host and thus maintenance of the chronic infective state is interferon-γ (IFN-γ), the cardinal mediator of the T helper 1 (TH1) immune response. Production of IFN-γ results from the ability of Toll-like receptors to detect Brucella components and induce production of Interleukin- 12 (IL-12). One of the major roles of IFN-γ is the stimulation of Brucella-killing processes, such as the production of reactive nitrogen intermediates by inducible Nitric Oxide Synthase (iNOS/NOS2) in phagocytic cells. Despite progresses in experimental animal models of brucellosis, much remains unknown regarding the characterization of the effector mechanisms induced by B. melitensis infection. In particular, the nature and cell surface phenotype of innate immune effectors implicated in Brucella control are largely undetermined. By using a combined histologic and flow-cytometric approach, we thus decided to study the relationship between
B. melitensis and the immune system of the mouse by focusing on the description of the nature and function of the immune effector mechanisms developed by the host.
In the current study, we report the identification of the iNOS-producing dendritic cells (inflammatory DC) as the main iNOS-producing cells recruited and activated in the spleen and peritoneal cavity of the mouse during the early stages of B. melitensis infection. We identify the crucial role of TLR4/9 and MyD88 dependent signaling cascade in the activation of these cells. By using immunohistofluorescence techniques, we demonstrate the importance of inflammatory DC in the development of granulomas structures in the spleen and liver of infected mice and we delineate the negative impact of MyD88 deficiency on the establishment of these structures. Additionally, we describe the phenotype of B. melitensis infected cells in spleen and liver during the five first days of infection. Finally, we show that B. melitensis induces the migration and maturation of DCs in the spleen, in a dose dependant manner.
In conclusion, this work dissects for the first time the nature of the effectors mechanisms developed by the immune system after B. melitensis systemic inoculation and describes the phenotypical characteristics of the infected cells during the initial steps of the infectious process.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Internal Rural Migration and Marginality. The case of Agusan del Sur, Philippines.
No full textIn many developing countries, human migration is a real strategy of survival. In
addition to international migrations - that affect more than 200 million people worldwide – internal migrations (within the same country) affect even more people – about 330 million people according to United Nations. In formulating the Millennium Development Goals, the UN took into account the phenomena
above. The understanding and the management of these migratory movements constitute a strong leverage in poverty reduction strategies. Among internal migration, the migrations towards rural areas are substantial and quantitatively widely studied. Nevertheless, the impacts associated with the arrival of in-migrants in a rural area – out of the environmental impacts, which are well documented - are poorly studied. We know relatively little about the role of in-migration on the rural host region’s development. This kind of study constitutes a real challenge today. Development studies are most often focusing on economic perspectives while they generally associate development with poverty. The study of people’s marginality – as a result of economic, political and spatial factors – is perceived as a valuable contribution to the broad impact of internal migration. The marginality concept itself remains quite unclear and controversial.
The main objective of this thesis is to contribute to a better understanding of the existing linkages between rural in-migration and marginality. Agusan del Sur Province (Philippines) has been selected as a case study due to its poverty and migration characteristics. This province has experienced several in-migration flows since the 1960s. As “Promise Land” of The Philippines in terms of prosperous natural capital (forests, mineral resources, soil fertility, typhoon free), the province has seen a tremendous landscape and population change for the last fifty years. Strong in-migration marginality and land use change linkages are suspected.
The current research starts with the clarification of the concept of marginality. Based on the socioeconomic data from local government, the Principal Component Analysis (PCA) outputs are used to quantify the marginality level for every village in the province. Specific attention is paid to the remoteness of all villages from towns with a view to infer a spatial structure for the marginality. An endogenous marginality indicator is suggested to highlight some possible strict endogenous factors.
Global marginality and endogenous marginality being specified and captured, the major explanatory factors are explored, such as the population size, the proportions of in-migrants, their socio-demographic profile, some environmental variables. Remote sensing techniques (LUCC, NDVI), correlation analysis, local analysis (LISA) and Factorial Correspondence Analysis (FCA) in connection with Geographical Information Systems (GIS) represent the main tools we used to highlight the rural in-migration versus marginality linkages.Dans de nombreux pays du Sud, les migrations humaines constituent une réelle stratégie
de survie. A côté des migrations internationales – qui concernent plus de 200 millions d’individus au niveau mondial – les migrations internes, c’est-à-dire au sein d’un seul et même pays, concernent davantage de personnes. Dans la formulation des Objectifs du Millénaire, les Nations- Unies ont pris en compte ce phénomène. Elles considèrent que la compréhension et la bonne gestion de ces mouvements migratoires forment un levier dans une stratégie de réduction de la pauvreté. Parmi les migrations internes, les migrations vers les zones rurales sont conséquentes et
largement étudiées. Cependant, les impacts liés à l’arrivée de migrants dans une région rurale – impacts autres qu’environnementaux, lesquels sont bien documentés – sont nettement moins étudiés. Finalement, le rôle des migrations concernant le développement de la région hôte (rurale) est aujourd’hui assez flou et ce genre d’études constitue aujourd’hui un réel challenge. Le développement est souvent réduit à sa seule dimension économique et généralement associé au phénomène de pauvreté. L’étude de la marginalité – comprise comme le résultat de facteurs économiques, politiques et spatiaux – nous apparaît ici plus appropriée.
L’objectif majeur de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des liens existants entre immigration rurale et marginalité. La province d’Agusan del Sur, étudiée ici, est l’une des provinces les plus pauvres des Philippines. Cette province a connu une arrivée massive de migrants, essentiellement depuis les années soixante. Très convoitée de par la richesse de son capital naturel (forêt, ressources minières, fertilité du sol), elle a également vu son paysage se modifier en profondeur au cours des cinquante dernières années.
Précisément, cette recherche s’attache tout d’abord à clarifier le concept de marginalité. Une formulation conceptuelle est proposée. Sur base de données socio-économiques provenant de l’administration locale, nous utilisons les résultats d’une Analyse en Composantes Principales (ACP) pour quantifier la marginalité de chaque village au sein de la province. L’isolement par rapport aux petits centres urbains semble structurer spatialement la marginalité. Cette structuration est telle que certains facteurs de marginalité intrinsèques aux villages ne peuvent être capturés par l’indicateur de marginalité. Un indicateur de marginalité endogène est donc proposé sur base d’une modélisation de la marginalité en fonction de l’isolement spatial afin de mettre en évidence ces éventuels facteurs endogènes.
La marginalité et la marginalité endogène de chaque village étant caractérisées, des facteurs explicatifs sont recherchés. A l’échelle de la province deux facteurs démographiques sont mis en évidence : tant la taille de la population que la proportion d’immigrants sont inversement corrélées à la marginalité. En d’autres termes, plus il y a d’habitants dans un village et/ou plus il y a d’immigrants, moins le village est marginalisé. D’autres facteurs explicatifs sont recherchés en intégrant les données spatiales dans un Système d’Informations Géographiques (SIG) et en utilisant notamment des techniques de télédétection (LUCC, NDVI), une analyse de corrélations, une analyse d’associations spatiales (LISA) ou encore une Analyse Factorielle des Correspondances (AFC).(DOCSC05) -- FUNDP, 201
Study of cell responses after lipid raft disruption by cholesterol depletion in epidermal keratinocytes
No full textThe skin assumes a fascinating protection role by producing a barrier between the environment and the organism. This barrier, formed by the differentiation of epidermal keratinocytes, is vital for the organism as the skin is constantly exposed to external aggressions.
In this study, we investigated the relevance of membrane cholesterol and lipid rafts in normal epidermal keratinocytes by extracting cholesterol with methyl-beta-cyclodextrin. Actually, the scientific interest in plasma membranes has strongly increased since the discovery that cholesterol-enriched membrane microdomains domains, lipid rafts, are directly involved in cell signaling. Our study identifies the heparin-binding EGF-like growth factor (HB-EGF) as a major actor after lipid raft disruption, HB-EGF is also shown to be expressed in wound-healing skin after burn injury. Parallelisms in the keratinocyte’s response to lipid raft disruption or to oxidative stress incited the investigation potential oxidative stress-mediated effects in cholesterol-depleted cells, but our results clearly demonstrate that lipid raft disruption does not initiate oxidative stress mechanisms. An unbiased microarray approach was then chosen to determine major actors, functions and pathways. HB-EGF, interleukin-8, urokinase-like plasminogen activator and its receptor are identified among the major transcriptional targets in lipid raft-disrupted keratinocytes. Moreover, bioinformatics analysis of differentially regulated genes permitted to establish a potential link with atopic dermatitis, an inflammatory skin disease. This hypothesis was investigated, and confirmed, in skin biopsies of atopic dermatitis patients.
Thus, our study contributes to a better understanding of lipid raft biology and suggests that the functioning of keratinocyte lipid rafts could be compromised in atopic dermatitis.La peau assure un rôle de protection important en élaborant une barrière entre l’organisme et l’environnement. Cette barrière est essentiellement formée par la différentiation progressive de kératinocytes épidermiques. La barrière épidermique joue un rôle capital pour l’organisme puisque la peau est constamment exposée aux agressions externes.
Dans cette étude, nous avons analysé l’importance du cholestérol membranaire et des lipid rafts dans des kératinocytes épidermiques normaux en déplétant le cholestérol à l’aide de la molécule methyl-beta-cyclodextrin. Depuis la découverte de l’implication directe de lipid rafts dans la signalisation cellulaire, l’intérêt scientitfique pour ces microdomaines membranaires enrichis en cholestérol a fortement augmenté.
Notre étude identifie le facteur de croissance heparin-binding EGF-like growth factor (HB-EGF) comme un des acteurs majeurs suite à une perturbation des lipid rafts via extraction de cholestérol. Nous montrons également que HB-EGF est exprimé dans la peau en cicatrisation après blessure par brûlure cutanée. Les parallélismes dans la réponse des kératinocytes face à la perturbation des lipid rafts ou face au stress oxydatif nous ont incités à investiguer si des éventuels méchanismes de stress oxydatif sont impliqués dans les effets induits par une déplétion en cholestérol. Cependant, nos résultats démontrent clairement que la perturbation des lipid rafts n’induit pas de mécanismes de stress oxydatif. Par la suite, une approche transcriptomique sans a priori a été choisie pour déterminer les acteurs majeurs, fonctions et voies de signalisation. HB-EGF, interleukin-8, urokinase-like plasminogen activator et son récepteur sont identifiés parmi les cibles transcriptionnelles majeures dans les kératinocytes déplétés en cholestérol. De plus, des analyses bioinformatiques de gènes différentiellement régulés ont permis d’établir un lien potentiel avec la dermatite atopique, une maladie inflammatoire de la peau. Cette hypothèse a été investiguée, et confirmée, dans des biopsies de peau de patients atteints de dermatite atopique. Nos données contribuent donc à une meilleure compréhension de la biologie cutanée des lipid rafts et suggèrent que la fonctionnalité des lipid rafts de kératinocytes situés dans les lésions de dermatite atopique pourrait être compromise.(DOCMED02) -- FUNDP, 201